2019年世界機(jī)器人大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，這邊愛(ài)國(guó)熱情迸發(fā)的格力機(jī)器人樂(lè)隊(duì)獻(xiàn)上一首“我愛(ài)你中國(guó)”，那邊眼疾但手確實(shí)不快的庫(kù)卡機(jī)器人為口干舌燥的觀眾倒?jié)M飲料，角落里哈工大機(jī)器人對(duì)才藝展示環(huán)節(jié)嗤之以鼻，專(zhuān)心電焊，堪稱(chēng)搬磚模范。那么問(wèn)題來(lái)了，為什么這些巧奪天工的機(jī)械臂都在“工業(yè)機(jī)器人”展區(qū)？機(jī)械臂在家庭有無(wú)用武之地？空間有多大？
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行業(yè)概況：也許會(huì)是一大片尚未開(kāi)墾的藍(lán)海
新中國(guó)第一批“解放”牌汽車(chē)下線是1956年7月13日，這時(shí)距離福特的第一條流水生產(chǎn)線投入使用，已經(jīng)是40余年之久。當(dāng)時(shí)人們并沒(méi)有覺(jué)察到，新一輪的革命已經(jīng)在悄悄醞釀。就在這一年，一家名為Unimation的公司成立，三年后，該公司生產(chǎn)出世界第一臺(tái)工業(yè)機(jī)械臂Unimate。其后數(shù)十年，汽車(chē)工業(yè)及其他自動(dòng)化制造領(lǐng)域?qū)⒊蔀樽畲笫芤嬲摺?/p>
經(jīng)過(guò)60余年發(fā)展，機(jī)械臂的應(yīng)用目前已經(jīng)擴(kuò)展至3C、塑料化工、食品等眾多行業(yè)。應(yīng)用領(lǐng)域中工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用占絕對(duì)主導(dǎo)，機(jī)械臂直接在家庭應(yīng)用則幾乎不在業(yè)界的話語(yǔ)體系中。而考慮到以下三方面，產(chǎn)新君認(rèn)為家庭應(yīng)用場(chǎng)景也許會(huì)有機(jī)械臂的廣闊拓展空間：（1）現(xiàn)代人時(shí)間意識(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)帶來(lái)廚房?jī)?nèi)重復(fù)性無(wú)趣工作替代的需求（當(dāng)然還有很多在廚房醉心享受美食制作過(guò)程的人，以這種方式來(lái)?yè)肀钪档镁粗睾蛯W(xué)習(xí)）；（2）家庭小型化、獨(dú)居化帶來(lái)的人機(jī)陪伴和互動(dòng)交流、教育娛樂(lè)需求；（3）深度老齡化及電子產(chǎn)品依賴帶來(lái)亞健康保健及康復(fù)需求。下面我們依次來(lái)分析。
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應(yīng)用場(chǎng)景：將走進(jìn)客廳與臥室，短期卻很難走進(jìn)廚房
梳理機(jī)械臂在家庭可能應(yīng)用的場(chǎng)景，按照空間分布，可以總結(jié)為廚房應(yīng)用、客廳應(yīng)用與臥室應(yīng)用。如果你家是大開(kāi)間，請(qǐng)忽略上述分類(lèi)，用“開(kāi)間應(yīng)用”這個(gè)詞代替。
廚房應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)較小，服務(wù)靈活度不足，短期難以商業(yè)化。廚房類(lèi)應(yīng)用主要就是“吃吃喝喝”。先說(shuō)吃，做吃的機(jī)械臂包括專(zhuān)門(mén)參與備菜環(huán)節(jié)的機(jī)械臂，如改刀、攪拌等動(dòng)作，專(zhuān)門(mén)制作某類(lèi)食品如壽司、面條、煎餅等，以及可以制作多種食品的機(jī)械臂，如Moley Robotics的廚房機(jī)器人，號(hào)稱(chēng)能制作出2000多種不同的菜品，還可以定制菜品。關(guān)于喝的機(jī)器人主要包括飲品制作與服務(wù)機(jī)械臂，調(diào)酒機(jī)械臂等。2019年機(jī)器人大會(huì)格力智能咖啡廳就是一個(gè)六軸機(jī)械臂化身智能咖啡師，獵豹移動(dòng)展臺(tái)專(zhuān)門(mén)用于調(diào)制咖啡的“豹咖啡”是一款機(jī)械臂，現(xiàn)場(chǎng)為觀眾調(diào)咖啡很是惹眼。
獵豹移動(dòng)的端飲料機(jī)械臂
圖片來(lái)源：華夏幸福產(chǎn)業(yè)研究院
廚房機(jī)械臂存在的根本邏輯在于其大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的能力，因此天然適合商用場(chǎng)景。有人可能會(huì)說(shuō)，我就愛(ài)吃刀削面，天天都想吃刀削面，我也需要大規(guī)模生產(chǎn)刀削面的能力。那我只能說(shuō)：天天吃刀削面，對(duì)身體也不好。即使在商業(yè)場(chǎng)景，目前也只有少數(shù)機(jī)械臂產(chǎn)品有一定落地規(guī)模，絕大多數(shù)仍然是概念階段。而若想走進(jìn)家庭，還需要面對(duì)家庭應(yīng)用特殊的挑戰(zhàn)。
獵戶星空廚房機(jī)器人切黃瓜
圖片來(lái)源：獵戶星空宣傳視頻
挑戰(zhàn)一：目標(biāo)客群狹窄，能夠有足夠的廚房空間、消費(fèi)能力、新事物接受度高的家庭比例很低。參考Motoman SDA5廚房機(jī)器人及Moley Tobotics廚房機(jī)器人形態(tài)，類(lèi)似體型的廚房機(jī)器人占地約在1-2平米。誰(shuí)家廚房有這么大空地？挑戰(zhàn)二：家庭做飯的工作量與餐廳不是一個(gè)量級(jí)，從工作量角度對(duì)機(jī)器替代的需求要弱很多。同時(shí)機(jī)械臂標(biāo)準(zhǔn)化、程式化的操作與家庭對(duì)飲食的隨意性、靈活性的需求以及某些廚藝環(huán)節(jié)不可結(jié)構(gòu)化的特點(diǎn)存在天然矛盾。挑戰(zhàn)三：你需要先為它服務(wù)，它才能為你服務(wù)。在做飯機(jī)械臂為人服務(wù)之前，人還是需要做一些準(zhǔn)備工作，而做這些準(zhǔn)備工作的時(shí)間，或許已經(jīng)足夠自己做一頓飯了。
客廳應(yīng)用以“陪你玩”為主，同類(lèi)細(xì)分市場(chǎng)已經(jīng)驗(yàn)證。當(dāng)前非機(jī)械臂類(lèi)機(jī)器人在客廳的應(yīng)用，可以總結(jié)為三類(lèi)，一是“幫你干”，二是“替你管”，三是“陪你玩”?！皫湍愀伞敝饕⊕叩貦C(jī)器人、擦窗機(jī)器人等，“替你管”主要指的是管家機(jī)器人，有些管家機(jī)器人同時(shí)覆蓋了“陪你玩”的功能，“陪你玩”主要指的是部分管家機(jī)器人及娛樂(lè)為主的人形機(jī)器人。這個(gè)領(lǐng)域的典型企業(yè)包括科沃斯、iRobot、優(yōu)必選、浦桑尼克、?，斕氐?。這些場(chǎng)景哪些還有機(jī)械臂分蛋糕的空間？
“幫你干”的場(chǎng)景，又分為兩類(lèi)，一類(lèi)是它來(lái)干，你來(lái)看。當(dāng)然你看不看，它都會(huì)干。這里面除了洗碗、端茶倒水，都對(duì)整體移動(dòng)性有一定要求，這些機(jī)械臂克服起來(lái)都有難度。而洗碗已經(jīng)有洗碗機(jī)，端茶倒水這個(gè)工作時(shí)效要求高，等機(jī)械臂把飲品弄好，客人已經(jīng)走了。所以完全它來(lái)幫你干，機(jī)械臂愛(ài)莫能助。還有一類(lèi)，它是你的一部分，比如仿生手臂，為上肢缺失的患者使用。嚴(yán)格上這類(lèi)需求不局限于客廳，隨用戶移動(dòng)。這類(lèi)需求真實(shí)存在且體量巨大。
“替你管”，顯然靠的是腦子，不是四肢，所以機(jī)械臂也沒(méi)什么優(yōu)勢(shì)，反而顯得四肢發(fā)達(dá)，頭腦簡(jiǎn)單。機(jī)械臂在客廳的應(yīng)用，主要集中在“陪你玩”?？赡艿膱?chǎng)景包括下棋、寫(xiě)字繪畫(huà)、搭積木、輔助拍照等。從產(chǎn)品角度，陪你玩類(lèi)的產(chǎn)品體積與價(jià)格均相對(duì)適中。優(yōu)必選5年銷(xiāo)售額增長(zhǎng)近1000倍。《天貓親子消費(fèi)報(bào)告2019》顯示智能娛樂(lè)陪伴智能機(jī)器人銷(xiāo)量增速接近400%，已經(jīng)驗(yàn)證了這一細(xì)分市場(chǎng)的巨大消費(fèi)能力。
LUKE 仿生假肢協(xié)助拆包裹
圖片來(lái)源：LUKE宣傳材料
兒童娛樂(lè)教育
圖片來(lái)源：NACHI雙臂協(xié)作機(jī)器人
臥室應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模巨大，想象空間十分豐富。臥室應(yīng)用主要集中在與人健康相關(guān)的領(lǐng)域，具體可以分為兩大類(lèi)，即康復(fù)與保健。
這里的康復(fù)不僅包括術(shù)后，也包括殘疾輔助、日常照料，主要面向手臂或全身存在移動(dòng)困難的群體，如腦卒中患者、上肢截肢患者等，以老年人為主要人群。根據(jù)衛(wèi)健委數(shù)據(jù)，我國(guó)60歲及以上老年人約2.5億。2023年，中國(guó)將正式進(jìn)入深度老齡社會(huì)。
保健方面，主要應(yīng)用是中醫(yī)式按摩。需求群體不僅包括出行不便的老年人，也包括年輕的辦公室一族。全國(guó)頸椎病、腰椎病患者數(shù)量超3億，加上各種身體部位亞健康、勞損等有按摩需求共約4億。360《手機(jī)依賴度調(diào)查報(bào)告》顯示單日手機(jī)使用時(shí)長(zhǎng)方面。有12.4%的人每天使用手機(jī)時(shí)間超過(guò)6小時(shí)，屬于重度依賴手機(jī)人士。而降低標(biāo)準(zhǔn)的中度使用者（每天使用2-5小時(shí)），占比達(dá)到57.1%。對(duì)智能的依賴逐漸加劇，使得頸椎、腰椎等老年病年輕化的趨勢(shì)無(wú)法逆轉(zhuǎn)。按照戶均兩人存在按摩需求，戶均相關(guān)消費(fèi)300元計(jì)算，僅按摩場(chǎng)景一項(xiàng)市場(chǎng)規(guī)模即可達(dá)到千億。加上巨大的康復(fù)需求，臥室應(yīng)用總規(guī)模為數(shù)千億。（劃重點(diǎn)：長(zhǎng)時(shí)間使用手機(jī)不利于身體健康。）
MASSAGE Robotics 按摩機(jī)械臂
圖片來(lái)源：MASSAGE Robotics宣傳材料
機(jī)械臂在臥室應(yīng)用的很多場(chǎng)景或許目前并沒(méi)有在人們的想象范圍內(nèi)，隨著技術(shù)與市場(chǎng)的發(fā)展，各類(lèi)需求也將逐漸被挖掘。生活大爆炸中，Howard從實(shí)驗(yàn)室偷來(lái)了一個(gè)機(jī)械臂，這個(gè)家伙可以幫助他搬東西、按摩。甚至做了不可描述之事，不幸的是，出現(xiàn)了機(jī)械故障，竟然被夾住了。看著下面的圖片，是不是感覺(jué)有點(diǎn)疼？
Howard與它的機(jī)械臂
圖片來(lái)源：生活大爆炸
從三大應(yīng)用場(chǎng)景看，在深度老齡化背景下，臥室相關(guān)應(yīng)用前景最為廣闊，市場(chǎng)規(guī)模最為可觀，其次為客廳相關(guān)應(yīng)用，細(xì)分領(lǐng)域潛力已經(jīng)驗(yàn)證。而廚房相關(guān)應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模較小，且落地路徑是先進(jìn)餐廳再進(jìn)家庭，短期商業(yè)化難度較大。
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技術(shù)實(shí)現(xiàn)：家庭應(yīng)用存在特殊需求
工業(yè)用機(jī)械臂的核心技術(shù)在控制器、伺服電機(jī)與減速器。而家庭應(yīng)用對(duì)其各方面性能有其特殊的要求。
控制器方面，主要難點(diǎn)在（1）算法響應(yīng)速度，尤其當(dāng)機(jī)械臂感知異常時(shí)進(jìn)行調(diào)整或者終止操作的速度，嚴(yán)重影響用戶的體驗(yàn)，甚至可能影響到用戶的安全。（2）位置、力度、協(xié)調(diào)等控制，尤其對(duì)仿人手機(jī)械臂的手指控制與協(xié)調(diào)來(lái)說(shuō)，難度倍增。
伺服電機(jī)方面，主要難點(diǎn)在于（1）重量控制。很多家庭應(yīng)用場(chǎng)景要求具有一定移動(dòng)性，而電機(jī)與減速器作為重要的重量貢獻(xiàn)部件，在性能與整體穩(wěn)定性之間平衡是無(wú)法回避的問(wèn)題。（2）微型電機(jī)設(shè)計(jì)。在多個(gè)家庭場(chǎng)景中可能需要柔性關(guān)節(jié)，也就對(duì)電機(jī)的尺寸有了要求，比如驅(qū)動(dòng)仿人手機(jī)械臂手指的微型電機(jī)。
減速器方面，除了某些場(chǎng)景對(duì)重量有特殊要求，沒(méi)有其他特殊的要求。
其他可能涉及的特殊的技術(shù)包括腦機(jī)接口技術(shù)，如腦電波控制機(jī)械手，及各類(lèi)輕量化技術(shù)及材料。家庭環(huán)境的另外一個(gè)重要挑戰(zhàn)在于，對(duì)于非移動(dòng)的機(jī)械臂，它的底座如何能有機(jī)的與家庭現(xiàn)有環(huán)境中的物體結(jié)合起來(lái)，既能夠?qū)崿F(xiàn)自身穩(wěn)定性，又可以最大程度降低對(duì)家庭環(huán)境的破壞或損毀，這可能需要根據(jù)具體場(chǎng)景進(jìn)行適應(yīng)性改造。
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展望：20年后，每家都會(huì)有一個(gè)機(jī)械臂
從需求與技術(shù)兩個(gè)維度，我們暢想了機(jī)械臂在家庭應(yīng)用的前景，潛在市場(chǎng)規(guī)?？捎^，技術(shù)瓶頸也并硬傷。目前國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域的發(fā)展還處于十分早期的階段，以機(jī)械臂家庭應(yīng)用場(chǎng)景作為重要發(fā)展方向的公司已有一些。產(chǎn)新君印象比較深的是深圳越疆，研發(fā)了一款家庭產(chǎn)品——DOBOT睿記，一個(gè)手持?jǐn)z像云臺(tái)，嚴(yán)格講并不算機(jī)械臂。未來(lái)這一市場(chǎng)能否加速釋放，取決于以下“五化”能否實(shí)現(xiàn)：小型化、輕量化、簡(jiǎn)單化、智能化、與價(jià)格親民化。
（1）小型化。簡(jiǎn)單說(shuō)，買(mǎi)的起機(jī)械臂的，房子一定在大城市，大城市的房子，空間寸土寸金，人還是不夠住，還能輪到機(jī)器人？
（2）輕量化。只有輕量化，才可能實(shí)現(xiàn)便捷可移動(dòng)，無(wú)論是在購(gòu)買(mǎi)、安裝、搬家移動(dòng)等各類(lèi)場(chǎng)合下，才不會(huì)成為累贅。但輕量與穩(wěn)定存在天然矛盾，這方面的挑戰(zhàn)仍需要研究。
（3）簡(jiǎn)易化。主要指在人機(jī)交互過(guò)程中，避免流程過(guò)度設(shè)計(jì)，把簡(jiǎn)單問(wèn)題復(fù)雜化，反而增加了用戶的時(shí)間精力投入。
（4）更加智能化。當(dāng)前產(chǎn)品智能水平仍弱人工智能，只有在人機(jī)交互時(shí)，響應(yīng)與調(diào)整的時(shí)間能夠讓人盡量不察覺(jué)它是個(gè)機(jī)器人，且未來(lái)能夠在使用過(guò)程加入更多的情感交互，才是真正的智能。
（5）價(jià)格親民化。再好的技術(shù)，太貴也賣(mài)不出去。所以無(wú)論是控制器、減速器還是電機(jī)，面向家庭的產(chǎn)品需要更多考慮性價(jià)比，而不只是性能。
20年之后，也許完全能夠替代家政服務(wù)人員的仿人機(jī)器人已經(jīng)成熟，每個(gè)家里可以擁有一個(gè)ta，做飯洗衣、端茶倒水、按摩聊天等等無(wú)所不能。如果仿人機(jī)器人成熟不到那個(gè)程度，能干部分家務(wù)/服務(wù)的機(jī)械臂家家都有可能性應(yīng)該會(huì)更大一些，有求“臂”應(yīng)，您支持嗎？
參考資料：
1、招商銀行，《智能制造之工業(yè)機(jī)器人二：接近谷底，客戶選擇考慮模式和子領(lǐng)域》
2、天貓，《中國(guó)式養(yǎng)娃:2019天貓親子消費(fèi)報(bào)告》
3、Robotics，《自適應(yīng)機(jī)器人：定義工業(yè)機(jī)械臂的未來(lái)》4、華夏幸福產(chǎn)業(yè)研究院，《掃地機(jī)器人：未來(lái)的KING OF AI?》
本文來(lái)源：華夏幸福產(chǎn)業(yè)研究院（ID：CFLDIRI）。該賬號(hào)有最新的產(chǎn)業(yè)研究、都市圈研究成果報(bào)告，信息技術(shù)、裝備制造、新能源汽車(chē)、節(jié)能環(huán)保、生物醫(yī)藥、航空航天、新材料......新興產(chǎn)業(yè)門(mén)類(lèi)齊全，分析全面及時(shí)。
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