
摘要:人形機器人作為未來顛覆性技術產品,將深刻影響生產生活方式。江蘇憑借強大的制造業基礎和智能機器人優勢,具備發展人形機器人產業的優越條件。然而,在國內各省市沖擊下,江蘇面臨優勢不保的挑戰。為此,文章探討了江蘇發力人形機器人的技術、產業和市場關鍵靶點,并基于這3個方面提出基于江蘇實際情況的發展路徑。研究結果為江蘇省人形機器人產業發展提供了戰略指導,同時為國內外人形機器人產業的發展提供理論與實踐支持。
關鍵詞:人形機器人;關鍵靶點;發展路徑
中圖分類號:TP242中圖分類號文獻標志碼:A文獻標志碼
0引言
人形機器人整合了人工智能、高端制造、新材料等多種先進技術,有望成為繼計算機、智能手機和新能源汽車之后的新一代顛覆性產品,顯著變革人類的生產生活方式,并重塑全球產業發展格局[1]。據國際機器人協會預測,2021—2030年全球人形機器人市場規模的年復合增長率(CAGR)將高達71%,其中服務、醫療、教育等領域需求增長最為迅速。這一市場的高速增長主要得益于技術的持續突破與人形機器人應用場景的不斷擴展,人形機器人在服務行業、醫療輔助、教育培訓等多個領域展現出巨大的應用潛力。
江蘇在智能機器人、高端軟件開發和人工智能技術等領域已形成了完善的產業鏈和技術生態,此外其強大的制造業基礎、先進的工業機器人應用經驗和豐富的產業配套資源,也奠定了發展人形機器人產業的天然優勢。然而,自2023年10月工信部發布《人形機器人創新發展指導意見》[2]以來,各省市紛紛加速布局,競爭態勢愈加激烈,江蘇面臨著優勢不保、不進則退的困境,必須在頂層設計、企業培育、投資部署和核心技術攻關等方面加強部署,才能在全國人形機器人產業發展中保持領先地位。為此,江蘇應充分利用其現有優勢,積極布局人形機器人產業鏈,推動核心技術創新和產業鏈整合,打造新的產業引擎。
本研究旨在系統分析江蘇省人形機器人產業發展的關鍵靶點,包括深入探討技術研發、產業鏈整合、市場推廣等方面的關鍵要素。通過識別并聚焦這些關鍵靶點,提出針對性的策略和措施,以促進江蘇在全國人形機器人產業中的競爭力和影響力。本文重點分析江蘇在人形機器人領域的發展路徑,包括如何在技術創新、產業生態建設和市場拓展等方面形成系統化的布局策略。通過探索適合江蘇省情的路徑選擇,制定出可行性高、實施效果好的發展路線圖,為江蘇人形機器人產業的長遠發展提供科學指導和決策依據,并為國內外學術界和產業界提供有價值的參考,助力全球人形機器人技術進步和產業應用推廣。
1江蘇人形機器人發展的現狀分析
1.1人形機器人產業概況
江蘇機器人產業正在迅速發展。數據顯示,截至2023年12月,江蘇有工業機器人相關企業4.28萬家,位居全國第一,已累計有南京埃斯頓自動化股份有限公司、南京熊貓電子裝備有限公司、昆山佰奧智能裝備股份有限公司等47家工業機器人上市企業。從全產業鏈布局看,江蘇涌現出一批具有自主知識產權的人形機器人產品,包括仿人型機器人、服務型機器人和特種機器人等,集聚綠的諧波、南通振康、鹽城金洲機械、蘇州天準、征圖新視(江蘇)等上游核心零部件企業,埃斯頓、無錫黎曼機器人、金石機器人等中游本體制造企業以及快克智能、江蘇北人等下游集成應用企業,形成較為完整的機器人產業鏈。從區域發展布局看,江蘇已初步形成以蘇州為中心,無錫、常州和南京為支點的機器人集群發展格局,為人形機器人產業發展提供重要支撐。
1.2人形機器人核心技術與產品創新現狀
在關鍵核心技術方面,基礎薄弱的上游核心零部件領域相繼突破減速器、伺服系統、控制器等難題,如綠的諧波減速器、天準科技視覺檢測產品等關鍵性能指標已達行業前列;南通振康RV減速機的批量生產填補了國內空白;信捷電氣、偉創電氣掌握了可編程控制器、人機界面、伺服控制系統、變頻驅動等核心技術,基本解決了機器人控制的二次開發問題。龍頭企業埃斯頓打造“核心部件+本體+機器人集成應用”全產業鏈,除個別類型芯片和某些型號的減速機,產品均已實現國產化。
在產品創新方面,2023年12月5日,一款名為“夸父”的大尺寸高動態人形機器人在蘇州正式發布。該產品由樂聚機器人技術有限公司牽頭,蘇州鈞舵機器人有限公司提供末端執行器技術,依托蘇大—樂聚人形機器人協同創新研究院推動科技成果的快速產業化,是業內首款可跳躍、可適應復雜地形行走的開源鴻蒙人形機器人,填補了該領域的國產空白。
1.3人形機器人產業省內布局現狀
2023年11月,《江蘇省政府關于加快培育發展未來產業的指導意見》明確將類人機器人作為前沿性未來產業謀劃部署[3]。各地市紛紛探索布局,如無錫市政府出臺《關于加快培育發展未來產業的實施意見》,將人形機器人作為重點拓展的未來產業新方向。無錫濱湖復星人形機器人產業園項目于2024年2月17日正式開工,總投資12.6億元,旨在打造集高品質廠區、辦公科研、生活配套等綜合服務功能于一體的“智慧+”工業4.0智能制造產業園,達產后預計年產值約10億元。蘇州大學與樂聚機器人公司攜手共建蘇大—樂聚人形機器人協同創新研究院,將圍繞人形機器人基礎部件研發、控制算法開發、機械機構創新、創新應用研究、行為技能數字化等六大方向開展實驗研究,助力人形機器人在教育、醫療、服務等場景創新應用,推動人形機器人前沿技術研究和應用創新;南京、徐州等地紛紛面向人形機器人,組織開展未來產業創新任務“揭榜掛帥”工作,推動人形機器人產品突破,加速新技術、新產品落地應用。
2人形機器人發展的關鍵靶點
2.1技術靶點
人形機器人智能化水平的提升依賴于高級的人工智能技術,尤其是機器學習和深度學習的應用。這些技術使機器人具備自我學習能力,可以通過大量數據的訓練提高對復雜任務的理解與執行能力,從而在動態環境中實現自主決策和行為優化。例如,利用自然語言處理技術,人形機器人可以更自然地與人類交流,理解語境和情感,提高服務質量和互動體驗。
此外,機器人運動控制與執行機構的研發是人形機器人靈活行動的核心[4]。先進的機電一體化技術,包括高精度的電機控制、精密的傳動系統和智能的力反饋機制,使得機器人能夠實現流暢的運動和精細的操作。這種技術整合增強了機器人對復雜動作的控制能力,如精準的步態行走、平衡保持,以及復雜工具的操控,從而擴展了其在實際應用中的適用性。
最后,環境感知與人機交互的改進需要先進的傳感技術和智能交互系統[5]。高精度的傳感器陣列(如視覺、聽覺、觸覺傳感器)能夠實時感知環境變化和人體語言,結合數據融合技術提高機器人對周圍環境的理解能力。同時,人機交互技術的進步使機器人能夠通過語音、手勢、表情等多種方式與人類溝通,形成更自然、直觀的互動體驗,提高機器人的服務效能和用戶接受度。
2.2產業靶點
核心部件和系統集成的產業鏈整合是人形機器人產業發展的關鍵。有效的整合涵蓋從關鍵傳感器、執行器到高級計算平臺和控制系統的研發與制造,這不僅能確保機器人核心技術的自主可控,還能加速創新和降低成本。通過垂直整合,企業能夠協調各環節的技術標準和產品規格,減少技術壁壘和時間成本,推動整機系統的穩定性和市場競爭力的提升[6]。
關鍵零部件和材料的本地化是提升供應鏈效率和抗風險能力的重要手段。人形機器人的關鍵零部件,如高性能電機、先進傳感器、高強度材料的生產如果依賴進口,將導致供應鏈不穩定和成本上升。本地化生產可以縮短供應周期、降低成本,并增強對市場需求變化的快速響應能力,有助于建立一個更具彈性的供應鏈體系,從而促進人形機器人產業的可持續發展。
行業標準和技術規范的制定是促進人形機器人產業規?;鸵幏痘幕A。統一的技術標準和認證體系能夠規范企業生產流程,提高產品的兼容性和互操作性,避免重復開發和資源浪費。同時,標準化有助于提升產品質量和安全性,為市場準入和監管提供明確依據,推動人形機器人產業的健康發展和國際競爭力的提升。
2.3市場靶點
深入了解目標市場的用戶需求是人形機器人開發的關鍵步驟。通過多層次的市場調研、焦點小組討論和用戶訪談,可以獲得用戶對機器人功能、外觀設計和互動方式的具體期望。這種需求挖掘不僅包括現有用戶對當前產品的反饋,還要探索潛在用戶的潛在需求和痛點,從而指導產品設計和功能優化。通過持續的用戶調研,能夠不斷調整產品定位和技術路線,使得人形機器人更加貼近用戶的實際需求,提升用戶體驗和滿意度。
提升市場接受度是確保人形機器人成功進入市場的核心任務之一。通過系統的市場調研和用戶反饋分析,可以找出影響用戶接受度的關鍵因素,如價格、性能、使用便利性以及社會倫理等方面的問題。通過針對性地改進產品的設計和功能,如提高易用性、增強與用戶的情感交互能力以及降低制造成本,能夠逐步打破用戶的心理障礙,增加他們對新技術的信任感。此外,還應加強用戶教育,幫助他們理解和熟悉機器人技術的優勢,進一步提升市場接受度。
制定有效的市場推廣和品牌建設策略是擴大人形機器人市場覆蓋率和影響力的必由之路。在推廣過程中,應根據市場調研數據,識別出目標受眾并選擇最能觸達他們的推廣渠道和策略,包括線上廣告、社交媒體營銷、線下展示活動等。同時,構建品牌形象和故事,讓品牌與用戶產生情感共鳴,通過成功案例和用戶口碑塑造積極的品牌認知。此外,還需制定長期的品牌建設計劃,確保品牌能夠在市場中持續保持競爭力和影響力,最終形成穩定的市場份額。
3江蘇人形機器人發展的路徑選擇
3.1技術路徑
在技術路徑方面包括核心技術研發和技術協作創新兩種方式:核心技術研發主要是面對基礎研究和關鍵技術的突破;技術協作創新主要是指政府與社會、高校和科研機構的科技合作創新。
3.1.1核心技術研發
江蘇在人形機器人發展中可選擇通過深入的基礎研究和關鍵技術突破來奠定技術基礎。這包括投資于機器人感知與智能控制系統的研究,例如開發先進的視覺識別技術和多模態感知融合算法,以提高機器人對復雜環境的感知能力和決策能力。同時,通過優化機械結構與執行器設計,提升機器人的運動穩定性和精確度,支持各種應用場景下的操作需求。這種基礎研究的深入探索將為江蘇人形機器人在技術創新和市場競爭中贏得先機。
3.1.2技術協作創新
積極推動與社會、高校和科研機構的緊密合作,實現技術的協同創新。通過建立產學研深度合作的機制,促進人才培養,共享科研資源和技術成果轉化,加速人形機器人領域關鍵技術的商業化應用。高校在算法優化、人機交互和機器人倫理等方面具有深厚的研究積累,科研機構則在傳感器技術、控制系統優化等領域具備專業優勢,合作創新可以有效彌補產業在特定技術領域的短板,推動江蘇人形機器人產業向高端技術鏈條邁進。這種合作不僅能夠加速技術成果的轉化和市場應用,還能夠推動地方經濟發展,提升江蘇在人形機器人領域的國際競爭力和影響力。
3.2產業路徑
在產業路徑方面,包括企業孵化成長與產業生態建設兩種方式:企業孵化成長主要是支持初創企業的發展;產業生態指在特定產業空間內,由經濟活動主體、各類生產要素和經濟運行規則共同構成的綜合系統,產業生態建設主要是培育上下游的產業鏈。
3.2.1企業孵化成長
通過支持初創企業的發展,培育更多具有創新能力和市場潛力的企業。政府可以設立專門的人形機器人創新孵化器,提供資金支持、技術指導和市場資源,幫助初創企業從概念驗證到產品開發再到市場推廣的全過程。此外,還應加強與高校和科研院所的合作,吸引優秀人才和技術團隊參與創業,推動人形機器人產業從零散的技術研發向成熟的產業化階段轉變。通過這些舉措,江蘇可以有效促進人形機器人產業的快速成長和整體競爭力的提升。
3.2.2產業生態建設
通過積極的產業生態建設,培育完整的上下游產業鏈,推動人形機器人產業的全面發展。在上游,建立健全的供應鏈體系,支持關鍵部件和材料的本地化生產,以降低成本并增強供應穩定性;在中游,促進機器人核心技術的研發與創新,如智能控制系統、多模態感知算法等的優化,提高產品技術含量和市場競爭力;在下游,建立與各行業需求對接的應用平臺,推動人形機器人在服務機器人、醫療輔助、教育培訓等領域的廣泛應用,拓展市場空間。
3.3市場路徑
在市場路徑方面,主要包括市場推廣與應用示范以及國際市場開拓兩種方式:市場推廣與應用示范的核心在于通過開展試點示范項目來驗證和推廣新技術、新產品及新應用場景;國際市場開拓的主要目標是通過積極開拓國外市場,提升企業在全球范圍內的競爭力。
3.3.1市場推廣與應用示范
通過開展試點示范項目,加速人形機器人在各領域的應用落地。建立示范項目包括但不限于服務機器人在餐飲、醫療輔助機器人在醫院、教育培訓機器人在學校等應用場景,通過實際應用驗證技術可行性和市場接受度,吸引更多行業參與者和投資者,推動市場需求的形成與擴展,進一步促進產業鏈條的健康發展。
3.3.2國際市場開拓
為提升全球競爭力,江蘇應積極開拓國外市場。通過參加國際展會、建立海外銷售渠道和技術合作關系,推廣江蘇自主研發的人形機器人產品和解決方案。重點關注全球市場中高附加值的應用領域,如高端服務機器人、特定醫療輔助機器人等,利用先進的技術優勢和成熟的產業鏈,提升品牌影響力和市場份額,進一步推動江蘇人形機器人產業走向國際化。
總體來說,江蘇省人形機器人發展的關鍵靶點和發展路徑如圖1所示。
4江蘇人形機器人發展的困難與挑戰
4.1關鍵技術亟待“破壁”
江蘇在人形機器人領域關鍵核心技術已取得一定創新成效,基礎薄弱的上游核心零部件領域相繼突破減速器、伺服系統、控制器等難題,機器人本體制造正加速追趕國際四大家族企業,但在部分關鍵環節仍存在瓶頸。清華大學交叉信息研究院助理教授、星動紀元創始人認為,當前機器人技術在硬件和軟件等方面都取得了長足的發展,但仍存在許多技術瓶頸:在硬件方面難以兼顧力量、速度、精度和成本等因素;在軟件方面,目前還無法很好兼顧其泛化性和控制任務操作的精巧性,限制了人形機器人產業的創新發展。
4.2龍頭企業亟待“破題”
近年來,江蘇機器人產業發展迅速,企查查數據顯示,截至2023年12月,江蘇機器人相關企業數量為8.39萬,位居全國第2,其中工業機器人相關企業4.28萬家,位居全國第1;服務機器人相關企業數量為0.72萬,位居全國第2。與此同時,江蘇缺乏人形機器人龍頭企業,產業“大而不強”的問題較為突出。從權威機構發布的人形機器人近5年專利申請數量看,深圳優必選科技是全球擁有專利數量最多的企業,北京達闥機器人、之江實驗室、北京理工大學、清華大學等企業和研發機構進入全球前10,而江蘇未有上榜。
4.3資本市場亟待“破冰”
近年來,人形機器人在一二級市場持續走熱,江蘇鈞舵機器人等人形機器人相關企業已獲得融資,但均發生在B輪及以前,屬于萌芽期,仍需加大投融資支持力度,推動人形機器人產業創新發展。達闥機器人董事長兼CEO表示,即便看起來資本市場對于人形機器人的熱情很高,人形機器人實現量產及場景應用依然需要更多的資金支持,不管是一級市場還是二級市場都需要強大的資金來支撐人形機器人產業鏈每一個環節的發展。
4.4專項部署亟待“破局”
最新發布的《江蘇省政府關于加快培育發展未來產業的指導意見》已提出將類人機器人作為前沿性未來產業謀劃布局,但與“人形機器人”概念內涵存在差異,同時缺乏具體實施路徑和專項政策指引。而北京、上海等地區已出臺支持人形機器人發展的政策文件。如北京于2023年11月成立了全國首家省級人形機器人創新中心,計劃打造全球首個通用人形機器人軟硬件“母平臺”;上海明確提出采用“制造業創新中心+重點企業”方式布局人形機器人制造業創新中心,加快打造具有國際影響力的人形機器人產品和通用人工智能大模型。
5江蘇人形機器人發展的對策與建議
5.1加強人形機器人專項政策制定與統籌規劃
貫徹落實工信部《人形機器人創新發展指導意見》和江蘇省《關于加快培育發展未來產業的指導意見》,研究制定江蘇省人形機器人創新發展的專項政策,圍繞產品培育、技術攻關、場景應用、產業集聚等方面加強部署支持。加快布局人形機器人創新中心,充分發揮江蘇省智能機器人及成套裝備創新中心等省級制造業創新中心和江蘇人工智能與機器人創新成果產業化公共服務平臺作用,重點支持蘇州、南京等地集聚人形機器人相關企業、項目、人才、資金等要素,打造具有影響力的人形機器人產業集群和創新中心。
5.2加快人形機器人技術突破、產品研發及場景拓展
一是突破人形機器人核心技術。重點圍繞人形機器人技術瓶頸,加強“大腦”“小腦”“肢體”等系列關鍵技術創新,強化通用整機產品的批量化生產制造能力,夯實人形機器人專用傳感器、控制器、專用芯片等部組件基礎,加速人形機器人專用操作系統和應用軟件開發,推動全產業鏈自主化。二是培育人形機器人重點產品。支持埃斯頓、億嘉和等機器人領域骨干企業依托現有核心技術積極探索布局人形機器人,加快人形機器人整機產品的研發。三是拓展人形機器人應用場景。聚焦特種環境應用、制造、民生等領域,構建人形機器人創新應用“試點—推廣”的長效機制,加速打造典型應用場景。
5.3強化人形機器人產業鏈合作和生態系統建設
通過加強產業鏈合作和生態系統建設來推進人形機器人產業的發展。首先,建立“江蘇人形機器人產業聯盟”,包括機器人核心技術企業、部件供應商和應用領域企業,通過定期召開技術交流會和合作對接會,促進上下游企業之間的深度合作和技術融合。其次,打造蘇州機器人產業園,提供研發中心、測試基地和技術服務平臺,吸引產業鏈各環節的企業入駐,形成高效互動的產業集群。再次,設立“江蘇人形機器人公共技術平臺”,提供共享的高性能計算、仿真測試和標準接口,降低企業研發成本。最后,支持“產學研聯合創新”,與南京大學、東南大學等高校和科研機構合作,開展聯合研發項目和人才培養,推動技術創新和成果轉化。通過這些措施,在江蘇打造一個協同創新、資源集聚的機器人產業生態系統,提升整體競爭力和市場影響力。
5.4引導人形機器人項目資金支持
積極推動成立人形機器人專項基金,統籌應用好總部建設、平臺升級、增資擴產、技術攻關等各類政策,持續為探索布局人形機器人的創新型企業“輸血補氣”。發揮產業投資基金等帶動作用,帶動各級資金、市屬國企平臺及社會資本投入,引導產業資本與金融資本積極參與。充分發揮財政資金的杠桿作用,鼓勵企業加大研發投入,引導金融資金和民間資本進入人形機器人領域,推動形成“科技—產業—金融”良性循環。這一系列舉措旨在為江蘇省人形機器人產業的健康快速發展提供堅實的政策和資金支持,進一步提升該領域在國內外市場的競爭力和影響力。
6結語
江蘇人形機器人產業發展面臨著關鍵技術亟待“破壁”、龍頭企業亟待“破題”、資本市場亟待“破冰”、專項部署亟待“破局”的困境,應聚焦人形機器人技術、產業、市場等關鍵靶點發力,可通過加強人形機器人專項政策制定與統籌規劃,加快人形機器人技術突破、產品研發及場景拓展,強化人形機器人產業鏈合作和生態系統建設,引導人形機器人項目資金支持等多方面措施,搶抓人形機器人新賽道,積極打造新的產業增長點和突破點,為因地制宜發展新質生產力,加快打造具有全球影響力的產業科技創新中心提供支撐。
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(編輯編輯李春燕)
Research on key targets and development pathways for humanoid robots in Jiangsu
MEI Zhimin, HU Feng
(Jiangsu Information Institute of Science and Technology, Nanjing 210042,China)
Abstract: Humanoid robots, as future disruptive technological products, are poised to profoundly impact production and lifestyles. The global market for humanoid robots is projected to grow at a compound annual growth rate of 71%, with the Chinese market expected to reach CNY 870 billion by 2030. Jiangsu, leveraging its robust manufacturing base and advantages in intelligent robotics, is well-positioned to develop the humanoid robots industry. However, with various provinces and cities nationwide accelerating their investments in this emerging industry, Jiangsu faces the challenge of maintaining its competitive edge. Therefore, this paper explores the key targets for Jiangsu’s humanoid robots industry, including core technology development, industry chain integration, and market promotion. It also proposes development pathways based on Jiangsu’s specific circumstances, focusing on technology, industry, and market aspects. The study provides strategic guidance for technological innovation and industrial upgrading in Jiangsu, while also offering valuable practical insights and theoretical support for the future development of the humanoid robots industry both domestically and internationally.
Key words: humanoid robot; key target; development pathway