揭秘5G+AI时代的机器人世界！七大核心技术改变人类生活

随着AI和5G技术的飞速发展，机器人技术正迈入一个全新的时代。AI解决了机器人如何理解世界以及如何实现人机交互的问题，而5G技术则为机器人提供了更广阔的行动空间和更强大的算力和存储能力。

按照国际机器人联合会（IFR）的分类，机器人主要分为工业机器人和服务机器人两大类。工业机器人主要应用在汽车、电子、金属和机械等领域，它们按照预设程序，沿着固定路径完成指定动作。

AI和5G技术如何赋能机器人呢？通过机器视觉硬件，机器人可以采集周围环境的实时信息。这其中包括摄像头、ToF镜头和激光雷达技术等。这些技术使得机器人能够通过视觉感知世界，从而更准确地完成各种任务。

AI视觉技术算法则帮助机器人识别周围环境。这包括人脸技术、物体检测、视觉问答、图像描述和视觉嵌入式技术等。通过这些技术，机器人可以识别物体、理解人类指令，甚至回答关于图像的问题。

SLAM技术赋予了机器人更好的规划移动能力。SLAM技术包括定位、建图和路径规划三个部分。通过机器视觉的映射，机器人可以定位自己的位置并绘制出环境的地图，从而实现更高效的移动和更精确的路径规划。

据IFR的预测，全球机器人市场规模正在不断扩大。到2030年，机器人市场规模预计将达1,028亿美元，其中服务机器人市场将维持16%的年复合增长率，并超过工业机器人的增长速度。

服务机器人的应用领域非常广泛，包括医疗、物流、农业、商业和民用等。通过AI和5G技术的加持，服务机器人能够学习人类行为，理解人类意图，并实现与人类的高效协作。

AI和5G技术与机器人的结合，正在催生全新的消费电子品类。随着技术的不断进步，机器人将在更多领域发挥重要作用，为人们的生活带来更多便利和乐趣。▲SLAM技术及其在扫地机器人中的应用

在没有SLAM技术的情况下，扫地机器人因缺乏地图和路径规划，每次遇到障碍物时只能随机折返，无法实现全面覆盖清扫。一旦引入了SLAM技术，扫地机器人便能够覆盖任意区域，并配备摄像头智能识别障碍物，如鞋、袜子、动物粪便等，实现智能规避。

▲基于ToF机器视觉的超宽带定位技术

在机器人技术中，基于ToF（Time of flight）技术的超宽带（UWB）定位技术成为了一种高精度测距与定位的主要手段。UWB传感器设备分为标签和基站两种，通过无线测距的方式快速准确地计算出位置。

▲AI自然语言处理在人机交互中的应用

人类获取信息主要依赖视觉，而表达则主要依赖语言。语言成为了人机交互中最自然的方式。尽管自然语言处理（NLP）面临着语法、语义、文化差异以及方言等挑战，但随着NLP技术的不断发展，人机语音交互变得越来越便捷，也推动了机器人的智能化进程。

在机器人技术中，阵列式麦克风和扬声器技术已经相当成熟。随着智能音箱和语音助手的快速发展，麦克风阵列和微型扬声器被广泛应用。陪伴机器人如同会动的“智能音箱”，拓展了机器人的形态边界。自然语言处理技术的发展，不仅提升了机器人与人类的交互体验，还让机器人显得更加智能。

▲AI深度学习算法推动机器人自我意识进化

AI芯片技术的发展为机器人提供了更高的算力。随着摩尔定律的发展，单位面积芯片上晶体管的数量不断增长，推动了芯片的小型化和AI算力的提升。异构芯片如RISC-V架构芯片的出现，也为AI算力的提升提供了硬件支持。

AI深度学习算法是机器人的未来。这些算法赋予机器人通过输入变量学习的能力。深度学习算法为机器人获得自我意识提供了一种可能性。通过训练神经网络模型，一些算法已经在某些领域超越了人类的表现。例如，Alpha Go的成功让我们看到人类在围棋领域已经可以实现自我学习能力，并在一些领域媲美甚至超越人类。

机器人在多模态领域仍无法与人类媲美，特别是在嗅觉、味觉、触觉、心理学等无法量化的信号方面，仍未找到合理的量化方式。

▲AI+5G赋能机器人拓展活动边界

在4G时代，移动机器人面临着工作范围、业务覆盖、服务提供以及运维成本等方面的痛点。这些问题主要源于机器人的运算能力有限、识别性能有待提高以及部署效率较低等。

5G技术的低延时、高速率和广连接特性为解决这些问题提供了解决方案。5G技术拓展了机器人的物理边界，使机器人能够从家庭走向社会的各个方面。5G技术为机器人提供了更大的算力和更多的存储空间，满足了复杂环境中的同步定位和制图需求，并实现了多机器人间的知识共享。

主要服务机器人概览

一、扫地机器人：AI技术的痛点击破与行业助推

在全球，扫地机器人的市场规模正在经历一场AI技术引领的飞速发展。预计至2021年，全球市场规模将达到惊人的近500亿人民币，其中中国市场将占据151亿人民币。这一数字的背后，是技术进步与消费者需求的共同推动。

二、物流机器人：AGV与无人配送的崭新纪元

物流领域正经历一场由AI和5G技术催生的变革，特别是自动导引运输车（AGV）的发展。数据显示，2016年全球AGV销量同比增长38.8%，其中中国市场的增长更为显著，销量同比大幅增长88.5%。预计到2021年，中国AGV销量将以年均43.0%的速度持续增长，达到6.1万台。

汽车行业、家电制造等生产物流端一直是AGV的主要需求市场，但随着电商等领域的快速发展，仓储物流端的需求增速惊人。AGV的特点在于其自动导引装置，可以通过机器视觉判断行进路线、摆放位置及周围环境，是实现无人仓储的主流方案。其轮式移动的特点使其行动快捷、工作效率高，同时结构简单、可控性强、安全性好。相较于其他物料输送设备，AGV的活动区域无需固定装置，因此在自动化物流系统中最能体现其自动性和柔性，实现高效、经济、灵活的无人化仓储。

仓储管理系统中AI算法的应用也日趋成熟。以基于RFID技术的仓储管理系统为例，它通过结合RFID识别技术和数据库管理查询，实现了全自动化识别出入库物品，无需人工干涉，同时可以进行快速、准确的数据采集，实时掌握库存情况，降低人力及管理成本。

三、平衡车机器人：休闲运动市场的崭新崛起

平衡车机器人的发展历程充满变革与创新。从最初的Segway双轮平衡车，到独轮平衡车、平衡轮等品类的涌现，平衡车机器人经历了不断的创新与演变。虽然其初衷是改变出行方式，但真正让其崛起的是休闲运动市场。中国企业通过并购美国企业，获得了相关技术并推出了适合消费品市场的低价产品，使得平衡车被消费者接受并作为儿童、年轻人休闲运动的产品，销量开始大幅增长。如今，平衡车机器人在休闲运动市场中的崛起，展示了巨大的市场潜力和广阔的前景。在科技浪潮的推动下，电动滑板车与平衡车的市场占比在近年来迅猛增长。数据显示，在2018年，电动滑板车与平衡车的营收占比分别达到了惊人的66%和29%，且其增长趋势仍在持续上升，分别较往年增长了惊人的+42ppt和令人瞩目的-45ppt。这种趋势预示着电动滑板车与平衡车市场的巨大潜力。

随着科技的进步，这些新兴交通工具也面临着新的挑战和规定。在美国的部分州，平衡车被允许在人行道上使用，为人们的出行带来了便利。然而在中国，平衡车的使用范围则相对受限，主要在封闭小区道路和室内场馆等地方使用。尽管使用平衡车需要较高的技巧，并带有一定的风险，但其在某些场合的便利性仍然吸引了大量的用户。不幸的是，也有因使用不当导致的意外事件频发，如Segway的控制人吉米·何塞在使用平衡车遛狗时不幸坠崖身亡。

与此陪伴机器人在科技领域崭露头角。AI自然语言处理和5G技术的融合催生了云服务机器人的发展。目前市场上存在两种类型的陪伴机器人：一种是仿生的带关节机器人，如Sony的Aibo和Sharp的机器人猫，它们主要以陪伴老人、儿童教育、娱乐休闲为主；另一种是显示屏机器人，如三星、亚马逊等公司推出的产品，它们主要致力于机器人OS平台的开发，对外提供软件和AI服务。

在医疗领域，AI和5G技术也在医疗诊断、外科手术和肢体康复中发挥着重要作用。例如，胶囊机器人可以通过采集图像自动判断病人的问题，为医生提供诊断参考。外科手术机器人则包括持物臂式、导航和主从式机器人，它们在手术中发挥着重要作用。肢体运动康复机器人也在帮助患者进行康复训练方面发挥着关键作用。

随着技术的发展，商业零售机器人也逐渐普及。室内无人配送机器人如超市导购机器人和酒店送水送餐机器人等已经进入了商业零售领域。它们不仅提高了商业零售的运作效率，减少了人力成本，还为用户带来了更多的便利和趣味性。随着人力成本的上升，商业机器人的前景广阔。仿生机器人也正在逐步发展，从意识控制的机器人到仿人类器官的机器人等都在逐步成为现实。未来随着技术的积累和发展，科幻电影中的机器人可能会在不远的将来出现，并全面融入人类社会。未来的机器人行业充满了无限的可能性和令人憧憬的前景。