2020年家用服务机器人发展情况
一、概念及范畴
1.概念介绍
服务机器人是指用于非制造业、以服务为核心的自主或半自主机器人，可从事清洁、陪护、导览、运输、售货、安保等工作，在休闲娱乐、商业服务、医疗、教育等领域应用广泛。服务机器人主要包括个人/家庭服务机器人和专业服务机器人两大类。个人/家庭服务机器人包括家务机器人、教育娱乐机器人以及养老助残机器人等，而专业服务机器人则包括物流机器人、医疗机器人、商用服务机器人等。
2.本文范畴
鉴于目前扫地机器人作为家务机器人的主要组成部分，在家庭服务机器人中的市场规模和销量份额占比最大，因此，本篇文章重点以扫地机器人为研究分析对象。
二、行业现状
1.市场总量
2020年，我国扫地机器人市场销售量达到455.6万台，同比增长5.36%；销售额达到85.49亿元，同比增长36.22%。
扫地机器人市场可划分为线上、线下两大市场。其中，2020年扫地机器人线上销售额占比为97.49%，销量占比为95.68%；线下销售额占比为2.51%，销量占比为4.32%。2020年扫地机器人线上、线下市场增长情况见表1。
表1 2020年扫地机器人线上、线下市场增长情况
注：数据来源于中怡康时代市场研究有限公司。
产品价格方面，2020年扫地机器人线上市场的产品整体均价为1870元，同比增长31.0%；线下市场整体均价为2149元，同比增长11.4%。2020年扫地机器人线上市场分价格段销售额占比见图1。
图1 2020年扫地机器人线上市场分价格段销售额占比
注：数据来源于中怡康时代市场研究有限公司。
2.产品类别
扫地机器人的产品结构可以按照拖地功能和清扫模式来进行划分。
按照拖地功能划分，可以划分为扫拖一体机器人、纯吸地机器人、纯拖地机器人和纯洗地机器人，2020年扫地机器人按拖地功能细分品类的市场占比见表2。其中，市场表现最为亮眼的是纯洗地机器人，线上销售额同比增长1885%，线下销售额同比增长4632%。
表2 2020年扫地机器人按拖地功能细分品类的市场占比
注：数据来源于中怡康时代市场研究有限公司。
按照清扫模式划分，扫地机器人可以划分为随机类、路径规划类、LDS全局规划类和Vslam全局规划类，此分类基于扫地机器人产品的导航方式。扫地机器人导航方式介绍见表3。
表3 扫地机器人导航方式介绍
（续）
2020年扫地机器人按清扫模式细分品类的市场占比见表4。
表4 2020年扫地机器人按清扫模式细分品类的市场占比
注：数据来源于中怡康时代市场研究有限公司。
3.主要品牌
2020年，扫地机器人线上市场中，销售额排名前三位的品牌分别来自科沃斯机器人股份有限公司（简称“科沃斯”），北京石头世纪科技股份有限公司（简称“石头科技”）和小米科技有限责任公司（简称“小米”），3家企业合计占有全国70.8%的市场份额，比2019年下降1.8个百分点。2019—2020年扫地机器人线上市场销售额排名前三位品牌占比情况见图2。
图2 2019—2020年扫地机器人线上市场销售额排名前三位品牌占比情况
注：数据来源于中怡康时代市场研究有限公司。
据上市公司年报，2020年科沃斯总营业收入达72.34亿元，同比增长36.17%。其中，服务机器人销售收入达42.36亿元，占全部收入的58.55%，同比增长17.30%。2020年石头科技实现营业收入45.30亿元，同比增长7.74%；实现利润总额15.56亿元，同比增长68.24%。其中，扫地机器人销量达238.47万台，实现销售收入43.49亿元，同比增长11.08%。
4.产业链分析
家庭服务机器人产业链包括上游的核心零部件供应商，中游的技术模块供应商和本体制造商，以及下游的终端用户。
（1）核心零部件供应商。提供服务机器人生产所需功能组件的供应商，主要包括芯片、传感器、控制器、减速器、伺服电动机等。
（2）技术模块供应商。基于底层硬件，通过相关算法和程序开发，赋予服务机器人智能化行为功能的方案商，主要包括导航定位、运动控制、人工智能等核心技术。
1）导航定位。机器人通过激光雷达、毫米波雷达、超声波传感器、摄像头等传感设备来感知周围环境，并依托SLAM等技术进行实时定位与路线规划。
2）运动控制。依托伺服电动机、控制器、减速器等零部件，赋予服务机器人位置、速度、加速度等的控制能力。
3）人工智能。运用机器视觉、语音交互、深度学习等技术，赋予机器人图像识别、语言沟通、情感交流和逻辑计算等能力。
（3）本体制造商。以服务机器人的设计和加工制造为主营业务的综合性厂商。
（4）终端用户。主要为个人/家庭消费者。
5.业务模式
在家庭服务机器人产业上下游企业中，根据其主营业务的不同，存在跨产业链上下游的情况，并采取了不同的业务模式，部分汇总如下：
（1）以家庭服务机器人的设计、研发和销售为主营业务，以委托外部加工生产方式实现生产。如小米、石头科技和美国品牌iRobot。
（2）主营业务为机器人的设计、研发、生产和销售。如科沃斯。
（3）主营业务为机器人的设计和生产，不涉及品牌运营的ODM模式。如深圳市银星智能科技股份有限公司（简称“银星”）。
（4）主营业务为核心技术研发，位于产业链上中游的科技型企业。如中科寒武纪科技股份有限公司（简称“寒武纪”），上海依图网络科技有限公司（简称“依图”）。部分科技型企业的主营业务涉及产业上中游的多个部分，如北京猎户星空科技有限公司（简称“猎户星空”）和珠海市一微半导体有限公司（简称“一微”）。其中，猎户星空主营业务涉及产业上游的核心零部件AI芯片，以及产业中游的机器人本体制造；一微主营业务涉及产业上游的核心零部件机器人专用芯片，以及中游的移动机器人导航定位技术核心模组。
三、技术成果
1.发明专利
家庭服务机器人行业部分企业专利数量见表5。
表5 家庭服务机器人行业部分企业专利数量
注：数据来源于企查查，截至2020年12月31日。
2.核心技术
扫地机器人的核心技术是自主导航，涉及定位、路径规划和传感器技术等。随着技术不断进步，导航方式从最初的随机碰撞开始向局部规划类陀螺仪+加速度计，以及全局规划类激光导航LDS-SLAM和视觉导航V-SLAM演进。
2020年，科沃斯推出新品扫地机器人地宝T8系列，首次在扫地机器人上应用搭载dToF传感器的导航系统、3D结构光避障技术、高频振动擦地系统、自动集尘座等。2020年双十一电商促销节期间，科沃斯T系列扫地机器人累计成交突破23万台。
石头科技将激光雷达技术及相关算法应用于扫地机器人领域。2020年，石头科技推出新品扫地机器人T7和T7Pro。石头科技的核心技术见表6。
表6 石头科技的核心技术
注：信息来源于石头科技2020年报。
四、趋势分析与预测
1.技术趋势
家庭服务机器人是技术密集型行业。导航定位、运动控制、人机交互等技术的积累，可以帮助企业有效提升研发成本效率和版本迭代速度，在相关产品市场竞争中占据先发优势。语音交互、深度学习等技术的突破，能够推动语言沟通和情感交流相关产品智能化水平的提升。物联网、大数据和人工智能平台的开发和应用，可以提升产品的智能化水平，有效探索用户习惯。专门应用于特定算法的专用芯片的设计，能有效利用硬件算力，降低核心零部件的成本，为相关产品提供市场竞争优势。
2.应用场景趋势
家庭服务机器人以服务为核心，产业发展的核心逻辑是用户需求驱动。以客户需求为主导，为具体场景制定个性化、可执行、可持续的解决方案，并实现商业化落地与推广，将成为行业重要的商业模式。家庭服务机器人厂商为客户提供完整的机器人应用开发框架、丰富的业务模版、人机交互框架和终端软硬件环境，并在业务应用和场景模板之间引入工作流的调度模式，帮助客户通过简单的工作流参数配置，实现快速、便捷的个性化深度定制。
3.国际竞争趋势
在随机清扫阶段，国内企业起步较晚。但在规划清扫阶段，国内头部扫地机器人企业已经逐步赶上并超过国外企业。在导航和避障技术上，国内头部企业率先在2019年推出配备AI视觉的旗舰产品。2020年3月，科沃斯推出T8系列扫地机器人，将航天级的dToF导航技术首次应用于扫地机器人上。同时，国内其他品牌，如云鲸智能科技（东莞）有限公司和石头科技，则分别在自清洁和LDS导航上进行研发创新，也已经领先于国外品牌。国内头部企业正逐步成为行业技术引领者。
〔撰稿人：苏州大学相城机器人与智能装备研究院瞿卫新〕