中國智造先鋒:AI、交互、機器人產業力量_風聞
立方知造局-立方知造局官方账号-记录制造业专精特新的好故事2022-05-31 18:41

扁圓形小身體裏湧動出的技術創新和突破力量,開始反哺產業的發展。
文 | 劉錚
編輯 | 唐曉園
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如果將時代平鋪展開一角,一個扁圓形的細節就足以補全人們對現代文明全貌和製造大國產業優勢的全部想象。
屬於中國機器人的時代已勢不可擋地到來。
AI、雲計算和5G的加速落地,讓機器人有了恣意生長的土壤;疫情造成的黑天鵝事件,為“機器換人”思潮帶來更清晰的風向。
機器人的兩大分類中,工業機器人改變的是生產方式和工業自動化智能化進程,服務機器人改變的則是人們的生活方式——後者正温柔潛入日常生活的每一條支流。
據波士頓諮詢預測,到2030年,專業服務機器人全球市場規模將達900億至1700億美元,是傳統工業機器人的2至3倍。

機械臂式服務機器人 圖源:unsplash
今天立方知造局將目光聚焦“掃地機器人”——服務機器人下的一個分類。這個遊走於桌角和牀底的扁圓形物體,不僅成為大多數家庭的第一台機器人,也在悄然間改變了人們關於機器人的想象。
凱文·凱利在《失控》中寫道:“最深刻的技術是那些看不見的技術,它們將自己編織進日常生活的細枝末節之中,直到成為生活的一部分。”
中國掃地機器人經歷N次迭代,離不開內在的芯片、傳感器、人工智能等核心技術驅動,但當產業規模和市場需求都高速擴張時,扁圓形小身體裏湧動出的技術創新和突破力量,也開始反哺產業的發展。

掃地機器人扁圓形身體裏湧動着創新力量 圖源:科沃斯官網
在中國服務機器人領域,要將軟件與硬件結合,進而生出“智造”力,不僅需要政策扶持,也需要企業自主創新和突破的內生力量——
因此,立方知造局****深度訪談並調研了一家全球掃地機器人頭部企業,並以之作為寫作樣本,試圖從“代工廠到行業龍頭”走出的路徑中,回答以下三個問題:
1 行業觀察:服務機器人N次迭代的需求從何而來?
2 技術探索:企業在迭代過程中如何進行方向抉擇?
3 前沿思考:從廣度到厚度,什麼是機器人行業的未來趨勢?
科技產品的進步與迭代離不開商業化的推動,今天,中國已成為全球最大的機器人消費國——“世界看亞洲,亞洲看中國”是機器人時代的鮮明註腳。技術、市場規模的重心正逐漸從歐美發達國家,向中國偏移。
最為明顯的趨勢之一,就是掃地機器人:2021年,中國超越美國成為全球最大的掃地機器人市場,並集中了90%的生產製造環節。
讓我們從小家電的盡頭——掃地機器人開始,一窺中國機器人產業的下一場變革,正如何發生。
1. 會掃地,只是開始——需求從何而來
2020年疫情期間,為解決食品和藥物配送“最後一公里“的物流機器人,成為服務機器人銷量增長最快的細分領域。而專業度更強的醫療與農業機器人,同樣備受市場青睞。
當浪潮順延至2021年,馬化騰、雷軍先後在發佈會上牽“狗“入場——原本為巡檢、安保、救援發明出來的特種服務仿生機器人,搖身變成會“打滾握手後空翻”的無毛狗。
風向的轉變,表現出服務機器人所具有的兩種特質:功能性,交互性。
這兩種特質並非要在同一個產品上兼具。to B、to G的物流機器人或專業服務機器人解決的是剛需;而機器狗主打的就是陪伴與交互,兩者都可以功能或交互上輕鬆做出取捨。
掃地機器人卻無法簡單地向一端靠攏。作為服務機器人裏最貼近日常生活的一個品類,“解放雙手”的清潔體驗是最基本的需求,而交互體驗才是讓消費者確定自己買到的是“機器人”而不是“機器”的要素——這其中,智能體驗是將功能與交互相連接的核心。
從2002年第一款家用掃地機器人面世,功能、智能、交互就一直推動着產品的進化,經過三個時代,最後在中國市場完成了交融。
1.0時代——從制障到避障
2011年至2013年,是中國掃地機器人的1.0時代,當時中國市場的主要玩家,還是推出首款家用掃地機器人的美國機器人巨頭iRobot,以及中國台灣品牌浦桑尼克(Proscenic)。
而彼時的掃地機器人產品,雖然從單純的功能上看,完成大面積的清掃已不成問題,但由於採用的是隨機碰撞式導航,往往會自己製造障礙,比如:盯着一面牆猛撞,或是進行布朗運動——最後還得用户動手收拾爛攤子。

早期的制障掃地機器人 圖源:搜狐科技
iRobot的應對措施也非常簡單粗暴,為了補足掃地機器人的空間感知能力,推出一種燈塔裝置輔助定位,但對於擺放位置又有一定的要求,最終既增加了消費者的使用成本,又沒法解決問題。
技術迭代的緩慢,讓iRobot就此錯失了全球市場幾乎沒有競爭對手的黃金髮展期——2002年首款產品發佈取得年銷十萬台的業績後,直到2010年才達成年銷百萬台的記錄。
而就在2009年,來自中國蘇州、前身是家電代工廠的科沃斯,經過十年摸索後發佈了第一款掃地機器人,開始在家用服務機器人行業迅猛發展;2013年發佈的產品,率先將LDS-SLAM(激光雷達-同步定位與地圖構建)帶入中國,同時還具備遠程操控能力,基本實現了掃地機器人讓消費者“解放雙手”的初衷。
導航技術與用户痛點的結合點在於空間感知——只有當機器人瞭解身處環境具體的物理空間信息後,它才能更好地做出規劃。而不管是通過激光雷達還是視覺識別,解決的都是最基本的需求。
科沃斯的創新迅速成為國內同行的標準,也終結了中國掃地機器人“隨機行動”的1.0時代。
iRobot在進入中國市場後,CEO科林·安格爾曾説出的豪言壯語:除了美國之外,未來5年,iRobot 將把中國開闢為第二大市場——最終卻被中國服務機器人企業更快的技術更新、對消費者需求的及時反饋所擊碎。
從2013年開始,科沃斯連續霸榜中國掃地機器人線上線下市場份額第一。iRobot再沒能在中國市場翻身。
2.0時代——人工智能入局
避障和導航技術完備後,掃地機器人的基礎功能幾乎已經拉滿,隨着激光雷達、視覺識別等底層硬件、算法不斷成熟,產品價格也在不斷下降。
此時的中國掃地機器人行業開始內卷,掃拖一體、手機APP交互等功能被塞進產品裏,不過這些技術畢竟沒有太高的壁壘,卷完拖地卷手機,最後還是捲到價格上。
直到掃地機器人廠商將目光放到了另一個比機器人還要火熱的賽道上。
2016年被稱為“人工智能新元年”,中國將AI正式提升為國家戰略,行業迎來爆發,國內外巨頭紛紛佈局。掃地機器人也開始脱離硬件主導,向軟件、算法方向側重——但是,AI技術怎樣幫助掃地機器人升級,仍然缺乏明確方向。
**2017年,科沃斯推出的新品率先解答了這個問題——利用AI技術,實現智能避障。**兩年後,科沃斯又發佈了自研的人工智能識別系統AIVI,通過神經網絡算法和dToF技術,提升3D空間感知能力。

掃地機器人用AI視覺識別物體
經過短暫的功能內卷後,掃地機器人行業內的各個企業,找到了通過軟件、算法提升技術壁壘的正確方向,而科沃斯則率先將與機器人技術互為表裏的人工智能應用在產品上——掃地機器人的2.0時代就此到來。
3.0時代——面向未來的交互
《2020年中國人新年俗報告》中提到:土特產、保健品、衣服鞋帽等年貨“老三樣”正在被無人機、智能音箱、掃地機器人等“新三樣”所取代,有着人工智能、可交互性的科技產品,已經成為消費升級的重心。
這一點正與服務機器人的發展趨勢重合——當功能和智能跑通,交互性自然成為新的方向。
AI和智能時代,每當一個新的產品形態出現,一定有更適合的交互方式與之匹配。但在貼近日常生活的服務機器人領域,自然交互,也就是通過語言和視覺——是消費者與廠商都在追尋,最直接的與機器人進行高效交互和複雜交互的方式。
科沃斯在2019年就嘗試過語音交互,但當時還是通過手機APP作為中轉。在行業內,這種做法並不新鮮,與各種智能音箱綁定的掃地機器人也不在少數。
直到2021年,科沃斯內置智能語音助手的地寶X1發佈,比起需要經過手機中轉的前代產品,X1可以説真正實現了人與機器人的自然語言交互。而另一方面,與機器人功能深度綁定的人工智能,在語音交互上也更為靈敏。
這種基於自然語言的交互,正是科沃斯所定義的掃地機器人3.0時代的底氣。
與掃地機器人走過三個時代路徑重疊的,是另一根關於技術和市場雙雙轉移的清晰線條——1.0時代被科沃斯終結後,幾乎每一次掃地機器人行業落地的新應用、新技術,都在中國發生。
與全球相比,中國的消費者面對未來,有着樂觀、積極的一種心態,願意去擁抱新的國產品牌和新的產品。在這種情況下,也讓企業更願意去投資、研發、以及創新。
對於掃地機器人來説,不斷迭代的需求和動力,也許正來源於此。換句話説,全世界的掃地機器人用户能用上創新研發的好產品,應該歸功於中國消費者。

搭載科沃斯自研YIKO智能語音助手的機器人產品
我們再來簡單總結一下掃地機器人的數次迭代——即遵循着服務機器人技術和市場的進化規律,也受到頭部品牌的不斷推動。而完善並落地一個服務機器人產品是有條件的,立方知造局認為至少需要滿足以下三點:
1. 洞察市場,挖掘未被實現乃至未被發現的潛在需求;
2. 掌握核心技術,並具有技術快速突破和迭代的能力;
3. 有可支撐的供應鏈和軟硬耦合的能力。
以科沃斯為代表,在研產銷上實現一體化的服務機器人公司,實現了AI技術沉澱、核心部件自研、產業鏈上下協同,讓其有可能在未來具有巨大的發展空間。
那麼問題來了——
科沃斯作為中國最早一批的服務機器人公司,在毫無參照的情況,依靠怎樣的理念前行?
而在掃地機器人的數次迭代中,為什麼每一次的技術投入,都能賭對方向?
2. 迭代過程中的方向抉擇
國產掃地機器人的親民售價,讓“年輕人的第一個XXX”語境,得以落在機器人上。
但迴歸到產業的本質,不管掃地機器人、電視還是空調,能讓年輕人買得起的其實是“已經成熟的國產供應鏈”——如果配件沒有實現國產替代,再怎麼“貼着成本定價”,也無法讓人買單。
我們繼續以科沃斯為例,總結其“先人一步為市場和消費者帶來驚喜”的三個原因:
1. 系統化技術佈局;
2. 供應鏈優勢;
3. 從軟硬一體到軟硬耦合。
先説系統化技術佈局。
掃地機器人的生產製造環節在中國集羣,激光雷達、傳感器、AI、算法等核心技術的突破——有了這些沉澱,才讓本土品牌的市佔率達到80%。產品價格不斷下降的同時,技術也在快速迭代。
以掃地機器人“眼睛”的進化為例,如今剛剛登上智能汽車的激光雷達和視覺識別,在掃地機器人上已屬“底層技術”。

科沃斯旗下,聚焦激光雷達及智能傳感器領域的品牌氪見(KRUISEE)
本土廠商攻破LDS-SLAM技術壁壘後,產品售價也大幅下降——但中國龐大的掃地機器人生產規模,也讓激光雷達廠商能夠發展和迭代,進而轉向車載領域。
同時,中國規模龐大且技術先進的電子產品製造業,也成為掃地機器人供應鏈的後花園。3D結構光技術、dToF(測距法)裝進手機和平板後,機器人廠商能夠快速拿到技術,並以此為基礎開發算法,從而實現更精確的測距和AI智能識別。
然而回到科沃斯的初創時期,當時的掃地機器人在國內外都屬於新興領域,一邊是面臨不成熟、有待突破的功能,另一邊則是找不到配套的供應鏈。
對於科沃斯來説,要繼續在賽道上走下去,只有一種解決方式——在規模上做重、在技術上自研。
當整個掃地機器人行業處於拓荒時期,如果直接用上其他行業的硬件技術,將面臨兩種困境:要麼是性能不符合,影響使用;要麼是成本太高,沒辦法進行好的商業化。
為掃地機器人解決避障困難,是科沃斯自研的最初動力,但在傳感器單點突破後,自研的價值也逐漸體現:
掃地機器人廠商半路出家做傳感器,比起專業的傳感器廠商更有優勢——對於實際應用場景的理解,產品的規模效應,推動着傳感器的完善;而傳感器的迭代,又會加速掃地機器人的升級。

掃地機器人利用傳感器感知所處環境
再説供應鏈優勢。
在生產製造上,科沃斯自建供應鏈帶來了先天的優勢:從吸塵器,到掃地機器人——在佈局傳感器的同時,還發展出成熟的電機、電池、模組等核心配件生產線。
正向循環的供應鏈也為科沃斯帶來正向的市場反饋,2013—2016年全國第一的銷售額,到2018年A股上市,商業的成功為技術創新提供更雄厚的資本——
與此同時,科沃斯在掃地機器人供應鏈上的地位也悄然改變。
1.0到2.0時代,迭代是技術先行:補足避障導航,完善清潔功能,都屬於行業共識。
2.0到3.0時代,則是理念先行:導航選擇什麼技術,AI如何應用,交互方式怎樣選擇,每個企業都可以有不同路徑。
在與立方知造局談到供應鏈時,科沃斯全球產品副總裁蔣未來認為,科沃斯具有兩點優勢:
第一是既懂技術又懂製造——“科沃斯是行家,合作伙伴也需要是行家,行家和行家在一起更容易做出好東西。這就是為什麼可以不斷的有創新,推出新東西。”
第二是科沃斯有規模——“一些創新其實大家可能也想得到,但是沒有產業規模,最後落不了地。科沃斯的優點就是既能想得到,同時本身的市場規模有這個條件把一些創新做產業化。”

足夠的市場規模才能讓創新產業化 圖源:unsplash
最後,再來説説如何真正軟硬一體。
AI時代,軟件與硬件的結合已經是老生常談的話題,但兩者之間的天然割裂屬性,往往會勸退想要入門的企業。
好的產品中,軟件需要創造直觀的使用價值,硬件是承載技術的基石,也是降低成本的關鍵。
科沃斯決定大膽嘗試自主研發AI的基礎,在於硬件領域的實力;而在軟件上,科沃斯選擇先以AI視覺識別單點切入。
2019年,科沃斯推出第一台帶有AI視覺識別的產品,經過幾次迭代後,AI更多的功能逐漸顯現——當軟件和硬件能力開始進化至下一個階段,新的功能也會自然而然演化出來。
在服務機器人領域,無論是AI視覺識別,還是智能語音助手,技術、算法的成熟需要大量實用數據的支撐。
科沃斯的基本思路是:將掃地機器人裏孵化的AI技術,複用移植到其他品類的服務機器人中,通過不同垂直領域的特點,將AI能力一步步推進發展。
**3. 從廣度到厚度,**服務機器人行業的未來趨勢
每一個行業領軍者都會面臨相同的輪迴——自己制定的標準,也要由自己打破。如果無法做到,那就必然會被後來者趕超。
先發者的創新技術在成熟應用後,必然會在產業鏈裏擴散,引起整個行業的變革,為了避免同質化競爭,只能不斷構建核心壁壘。
今天掃地機器人的戰爭,也從比拼技術的廣度,到了比拼技術厚度的階段,也就是AI、交互等軟件體驗上的創新和優化程度。
新的競爭局面帶來新挑戰:對於消費者而言,產品的進化將不再像之前單純的功能提升那樣顯性,但隨着優化過的品類逐漸成熟,整個行業努力的方向也會隨之改變。
這意味着,當前掃地機器人品牌所面臨的抉擇將比2.0~3.0時代更多,對於未來趨勢判斷、行業標準制定的需求更為緊迫。
因此,在今後很長一段時間裏,掃地機器人會有兩個錨點:
1. 打開市場
中國已經成為全球最大的掃地機器人市場,滲透率卻仍然較低——雖然對應的是更大的潛力,但吸引新客户、讓更多人用上掃地機器人,成為整個行業的新命題。
在這個前提下,掃地機器人將成為很多人的第一台機器人,打磨好產品,讓消費者有更好的使用體驗,是當下廠商主要聚焦的方向。

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2. 制定標準
掃地機器人仍在尋找4.0時代的方向,這一階段仍是理念先行的過程。
但整個掃地機器人行業發展至今,單打獨鬥的時代成為過去,頭部企業不僅要考慮自身發展,也要兼顧帶動行業——只有在內外部形成合力,才能避免方向上出現偏差。
在立方知造局問到科沃斯將如何應對這一變化時,蔣未來表示:“今天看到的很多產品,它真正與消費者見面的時間其實並不長,所以我們可能需要再沉澱沉澱。而對於把更多的維度納入到這個標準裏面去,其實是非常專業的工作,除了科沃斯自己的技術能力,也要考慮到整個行業發展的階段。”
這兩點,也應和了“十四五規劃”和中國智造對於機器人行業所提出的要求:
《十四五機器人產業發展規劃》提出:到2025年中國將成為全球機器人高端技術、製造聚集地;到2035年,機器人會成為國民經濟、社會治理的重要組成部分。
機器人產業所從屬的高端裝備製造業,是中國製造向智造轉型的關鍵。掃地機器人,和它從屬的服務機器人在內的整個機器人產業,正順應需求,改變着人類的生產生活方式。
科沃斯憑藉在服務機器人領域的自研核心技術與先導未來的前瞻思考,在過去掃地機器人的三次迭代中,始終既是服務機器人行業標準制定者,又是行業標準顛覆者。
而未來,無論行業領軍企業是主動出擊還是被動影響,最終都會反哺整個中國服務機器人產業。
4. 尾聲
科幻作家斯坦尼斯拉夫·萊姆説:“人們總愛以一種直線的方式對新技術的未來發展做出延展,所以十九世紀的空想家和藍圖描繪家們會構想出‘滿是氣球的世界’和‘全是蒸汽的世界’——這兩個構想今天看來都很可笑。”

影視作品裏的“立方體僕人” 圖源:Love,Death&Robot
過去我們不會想到自己的第一台機器人居然會是個扁圓形;同樣未來的掃地機器人,很可能以超越今天語言範疇的方式實現。
通過掃地機器人的數次迭代,我們看見:
機器人技術不僅是一個工程化問題,更是先導未來的一種思想;而在充滿不確定猜想的進化之路上,另一條線索逐漸明晰——
當下,機器人正成為中國實體經濟轉型、升級的驅動力,不管是工業機器人、服務機器人還是下屬的種種品類,在中國都有着相匹配的應用場景和巨大市場。
內部優勢促進了技術的多元化和迭代,給予企業充足的生長空間;頭部品牌延伸出的枝葉,又填補了產業鏈上的空缺——與此同時,中國機器人正在向外部輻射自己的影響力:全球九成以上的掃地機器人產自中國,製造力的聚集又帶動研發端的湧入。
廣闊的國內市場將成為新的技術策源地,服務全世界的機器人。
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