云端机器人是云计算、人工智能、移动通信网络与机器人的结合产物。云端机器人并不特指某一类机器人,而是指机器人获取信息和储存信息的一种方式。相比于普通的机器人,云端机器人的“大脑”在云端,意味着云端机器人拥有更大的空间来储存数据,并能够借助互联网与云计算,进行机器人间的相互学习与知识共享。可简单理解为机器人的大脑在云端,移动通信网络是机器人的神经,由各类机器人个体承载执行指令、交互学习。

云端机器人组成部分

1

来源:沙利文研究院绘制

云端机器人研发尚处于起步阶段,发展潜力巨大
云端机器人目前在机器人应用领域还处于比较初期的发展阶段,但很多国家已对云端机器人开展研究并获得一定成果。2010年,卡耐基梅隆大学的James Kuffner 教授首次将云计算与机器人技术相结合,提出了“云机器人”的概念。当时云机器人作为机器人学术领域的新概念,其意义在于利用互联网与云计算,使机器人可以进行相互学习与知识共享,解决机器人自我学习的局限性。2011年欧洲科学家启动了RoboEarth计划,将云机器人由概念变为现实。RoboEarth是为机器人服务的特殊网站,由一个巨大的网络数据库系统组成,机器人可以在这里分享信息,相互学习。2012年中国南开大学开始研究云计算与机器人系统的结合,历时两年研制出云架构家庭服务机器人系统,中国云机器人的发展也在逐步加快进程,同年Kamei K等人利用云端信息进行定位导航,提出商场轮椅机器人的概念。2013年,加州伯克利大学将机器人与谷歌目标识别引擎结合,完成机器人抓取任务,同年欧洲科学家提出RoboEarth机器人万维网的概念。2014年,荷兰埃因霍恩大学发布了RoboEarth项目,让四个机器人通过云端信息交互和学习,在模拟环境中相互协作照顾病人。2015年,Zeynep Dogmus将云计算与物理医学结合,用一种结构化的方式搭建了云康复机器人系统。2017年,中国企业达闼科技发布全球智能机器人云平台,并与中国移动、软银、华为无线应用场景实验室共同发布《云端机器人白皮书》,分析了5G网络带给云端机器人的巨大价值与商业机会。在2020年5G网络全面普及的大环境下,未来云端机器人在中国的发展将会更加迅速。

云端机器人发展历程

2

来源:沙利文研究院绘制

高新智能技术迭代,加速云端机器人发展
云端机器人的发展需要依靠高新智能技术,如人工智能技术和物联网技术。其发展是建立在人工智能机器人应用层之上,受到人工智能技术层,如机器学习、图像识别、自然语言处理等感知和算法技术以及人工智能基础层大数据技术的共同支撑。大数据技术发展推动人工智能技术的进步,而人工智能技术使得云端机器人具备在陌生环境下识别周围环境和事物并实现自主运行的能力。目前计算机视觉、图像识别等技术已相对成熟,随着深度学习算法和物联网的发展和应用,云端智能技术将在所有智能机器人的应用领域不断提升。
国家利好政策促进行业规范化、创新化发展
在政策层面,国家力推机器人产业的持续稳定发展,近五年机器人产业利好政策频出,在2013年提出的《关于推动机器人产业发展的指导意见》中,明确提出到2020年机器人产业的发展目标,对行业近几年的发展做出框架指导。2015年出台的《中国制造2025》明确将机器人列入大力推动突破发展的十大重点领域之一,表明机器人产业的重要性,同时,2016年底发布的《机器人行业规范条件》对行业规范进行完善,加强机器人行业产品质量管理,维护行业秩序,促进行业规范健康发展。

云端机器人行业相关政策

3

来源:沙利文研究院绘制

机器人与信息技术深度融合,推动云端机器人发展
未来,大数据和云计算的发展将实现无处不在的连接,机器人将逐步成为物联网的终端和节点。信息技术的发展在工业制造领域将促进工业机器人与网络融合,通过工业以太网总线的方式,可实现多台机器人联网,逐步应用蚁群算法、免疫算法等多种算法,使机器人不断进行深度学习,以适应生产环境的多样性,组成高度和谐的复杂生产系统,一体化生产解决方案将成为可能。商业领域将不再是机器人实体产品的更新迭代,云端机器人可以实现“人工增强机器智能”,人工的参与可以在机器人遇到无法解决的情况时,助其进行决策。人工智能的算法和数据在人工介入下将得到不断自我增强和优化,实现人机协同的增益模式。机器人本身甚至还可以通过自我学习,成为活跃的移动大数据收集器,用以储存信息并将数据上传到服务器端,从而不断强化云端的数据库,方便其他机器人检索使用。
4
适用于云端机器人的5G通讯网络将实现商用
云端机器人的架构实际上是来自人脑智能的启示。人类大脑发出指令,信号经神经传导至肢体某个部位的平均信息延迟在100毫秒以上。目前的4G通讯技术速度到了100M/s,网络的延迟已降低至50毫秒,如此细微的延迟人类已无法感知,这样的网络传输速度对于人类而言已经足够。而未来的5G通讯技术是为云端机器人设计的,其峰值速度将超过10G/s,端对端的延迟将低于1毫秒,这将允许每平方公里超过一百万台机器人终端设备进行网络连接和处理要求。5G基站在2018年已开始全国布局,投资金额快速上升,5G技术计划将于2020年开始投入商用。未来5G网络将成为一个无所不在的虚拟化基础设施,可以通过云端的超强处理和监控能力将大量的智能终端(包括机器人)整合在一起,从而深度渗透进工业、商业、家庭的每个角落,全方位改变社会的面貌。5G技术将不断为机器人赋能,使其具备真正的认知和行动能力。

5G在云端机器人行业的应用链

5

来源:沙利文研究院绘制

5G技术可满足云端智能机器人多个网络连接和处理要求:▲ 检测和状态报告:云端智能机器人需要向云化处理器上传自身的各项数据和性能指标;▲ 实时控制:云化处理器和云化系统需有能力实时向云端智能机器人发送关键任务控制的信号,以指挥机器人下一步的行动;

▲ 图像和声音处理:需使用有效和全面的云化资源来帮助云端智能机器人理解和感知周围环境,并能够帮助其与用户沟通交流;

▲ 软件和服务下载:能够使得云端智能机器人具有更新自身软件,或下载例如地图或教育材料等用户内容的能力。

6
沙利文全球合伙人、全球市场战略规划副总裁兼中华区总裁王昕博士指出,在不久的未来,随着移动通信网络进一步的发展,云端机器人将得到更有力的技术支撑,可全方位应用于机器人的各个领域,包括工业生产和日常生活等等。机器人技术及人工智能的不断发展,将促使云端机器人的可服务场景持续性增加,其市场发前景广阔。
home