機器人的應用現(xiàn)狀及其未來發(fā)展趨勢

近幾年，隨著人工智能的快速發(fā)展、技術的突破及應用領域的逐漸廣泛化，醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展備受關注。醫(yī)療機器人作為人工智能時代在醫(yī)療領域應用的深化，能夠有效的幫助醫(yī)生進行一系列的醫(yī)療診斷和輔助治療，在有效的緩解醫(yī)療資源緊張的問題下推動醫(yī)療信息化的發(fā)展。

醫(yī)療機器人屬于服務機器人中的特種服務機器人分類，是指應用于醫(yī)院、診所的醫(yī)療或輔助醫(yī)療的半自主或全自主工作的機器人，它能夠完成有益于人類健康的服務工作，但不包括從事生產活動的設備。具體可分為手術機器人、康復機器人、輔助機器人以及醫(yī)療服務機器人四大類。

一、醫(yī)療機器人行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、醫(yī)療機器人的優(yōu)勢

醫(yī)療機器人是集醫(yī)學、生物力學、機械學、機械力學、材料學、計算機圖形學、計算機視覺、數(shù)學分析、機器人等諸多學科為一體的新型交叉研究領域,，是當前國內外機器人領域的一個研究熱點。醫(yī)療機器人具有減少誤差、更具安全性、可以模擬手術、實現(xiàn)全面護理以及起到降低人力資源的作用，而且機器程序可以設定，耐心、細心以及生理疲憊等方面相比傳統(tǒng)醫(yī)護人員來說具備很大優(yōu)勢。

醫(yī)療機器人有著廣泛的應用前景，目前主要用于傷病員的救援、轉運、手術和康復，主要產品包括手術機器人、康復機器人、醫(yī)療服務機器人、健康服務機器人等。其中，手術機器人主要包括腹腔鏡、骨科、神經外科等類型，約占16%。隨著技術的不斷發(fā)展，手術機器人將朝向小型化、專門化、低成本、智能化、自動化發(fā)展，并將引領微創(chuàng)外科進入一個嶄新的時代。

2、醫(yī)療機器人細分市場占比

目前，醫(yī)療機器人可分為手術機器人、康復機器人、輔助機器人、醫(yī)療服務機器人四大類。在我國醫(yī)療機器人市場中，占比最大的為康復機器人達47%，其次為輔助機器人，占比達23%，手術機器人及醫(yī)療服務機器人占比分別達17%、13%。

3、醫(yī)療機器人企業(yè)注冊量

據企查查數(shù)據，2016年醫(yī)療機器人相關企業(yè)僅2761家，2019年注冊量突破5000家，2020年受疫情影響，醫(yī)療機器人熱度暴漲，醫(yī)療機器人相關企業(yè)注冊量同比大增158.3%，增至13076家，同比2016年增長3.74倍。

4、醫(yī)療機器人行業(yè)上游零部件多為國外廠家

醫(yī)療機器人產業(yè)鏈上游為原材料、功能零部件以及核心零部件構成，其中核心零部件主要由伺服電機、傳感器、控制器、減速機組成;產業(yè)鏈中游則是醫(yī)療機器人本體制造以及系統(tǒng)集成;產業(yè)鏈下游為設備代理商、各級醫(yī)療機構等，主要應用場景為手術、護理、康復、移送病人、運輸藥品等。目前，我國在這些零部件方面實力較弱，多數(shù)依賴進口，整個市場主要被國外“四大家族”和其余大廠家占據主要市場份額。雖然我國在不斷發(fā)展核心零部件，涌現(xiàn)出優(yōu)秀企業(yè)，但目前整體的競爭還是顯弱。

5、醫(yī)療服務機器人市場規(guī)模

近年來，我國明確提出要發(fā)展“醫(yī)用機器人等高性能診療設備”，醫(yī)療服務機器人呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。數(shù)據顯示，2020年我國醫(yī)療服務機器人市場規(guī)模達59.4億元，預計2021年我國醫(yī)療機器人市場規(guī)?？蛇_79.6億元，2022年將進一步達到97.1億元。目前，數(shù)字化、智能化成為智能醫(yī)療機器人重要發(fā)展方向，隨著國內產學研合作的逐步深入，以及資本對產業(yè)熱點的追逐，智能醫(yī)療機器人技術研發(fā)進展不斷加快，產品將向更多應用場景延伸。

6、2021年醫(yī)療機器人企業(yè)融資超30億元

2021年國內手術機器人行業(yè)共發(fā)生30余起融資，術銳技術、精鋒醫(yī)療、長木谷等在一年內完成2輪融資，柳葉刀機器人更是在今年下半年已連續(xù)完成3輪融資，整個賽道總融資金額超過30億元。能夠在短期內快速完成多輪融資，充分體現(xiàn)了手術機器人的核心競爭力和投資價值。同時在融資的加持下，手術機器人的市場規(guī)模增速將不斷加快推進。

智能機器人是當今科技領域的熱門話題，隨著技術的發(fā)展，越來越多的前沿技術被應用于智能機器人領域。人工智能(AI)是智能機器人的核心技術之一，它可以讓機器人具備類似人類的思維和行為能力，從而更好地理解和適應人類環(huán)境。

目前機器人的相關AI技術包括深度學習、自然語言處理、計算機視覺等，它們能夠讓機器人更加智能化、靈活化和人性化，當前的研究進度可以從以下幾個方面進行分析：

感知和認知：機器人的感知和認知能力是實現(xiàn)其智能化的基礎，當前研究著重于利用計算機視覺和深度學習等技術提高機器人的感知和認知能力，例如人臉識別、物體識別、環(huán)境感知等。此外，還有一些研究致力于提高機器人的自主決策能力，以便機器人能夠更加智能地執(zhí)行任務。

自主導航：自主導航是機器人應用中的一個重要問題，當前的研究著重于提高機器人在未知環(huán)境中的自主導航能力。研究者們使用視覺和激光雷達等傳感器來獲取環(huán)境信息，并利用SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)算法對機器人進行定位和建圖，以便機器人能夠更加準確地導航。

機器人操作系統(tǒng)：機器人操作系統(tǒng)是機器人智能化的重要基礎，當前的研究主要集中在提高機器人操作系統(tǒng)的性能和可靠性。例如，ROS(Robot Operating System)是一個開源的機器人操作系統(tǒng)，它的應用廣泛，研究者們致力于優(yōu)化ROS的性能和功能。

人機交互：人機交互是機器人應用中一個非常關鍵的問題，當前研究主要集中在提高機器人的自然語言處理和語音識別能力，以便機器人能夠更加智能地與人交互。

總體而言，機器人研究在感知和認知、自主導航、操作系統(tǒng)、人機交互和應用場景等方面都有著顯著的進展和突破。未來，機器人的研究將更加注重實現(xiàn)機器人的智能化和靈活化，以滿足人們不斷增長的需求。下面來分析一下智能機器人的最新前沿技術，主要包括以下幾個方面：

深度學習和神經網絡：利用大量數(shù)據來訓練機器人，并使用深度學習算法和神經網絡來改進機器人的認知和推理能力。

自然語言處理技術：使機器人能夠理解和生成自然語言，從而能夠進行更加智能化的對話和交互。

計算機視覺技術：機器人可以使用計算機視覺技術來感知和理解周圍的環(huán)境，包括人和物體。

人工智能芯片：專門為機器人和人工智能應用設計的芯片，能夠大幅提升機器人的處理速度和能力。

機器人操作系統(tǒng)：類似于計算機操作系統(tǒng)的機器人操作系統(tǒng)，可以為機器人提供更加智能化的控制和管理能力。

機器人云平臺：機器人云平臺是一種云計算技術，可以將機器人的計算和存儲資源移動到云端，從而提高機器人的計算能力和靈活性。

機器人智能集成：將多個機器人和人工智能技術集成在一起，可以讓機器人具有更加復雜和智能的行為和能力，如自主導航、物品識別和抓取等。

隨著智能機器人的最新前沿技術正在不斷發(fā)展，未來的發(fā)展趨勢和應用場景也將隨之變化。更加智能化和人性化：未來的智能機器人將更加智能化和人性化，能夠更好地理解人類的需求和意圖，并通過更加自然的語言和行為與人進行交互。這將使機器人在日常生活、醫(yī)療保健、娛樂等領域中得到更廣泛的應用;更加靈活和可擴展：未來的智能機器人將更加靈活和可擴展，能夠適應不同的工作場景和任務需求。這將使機器人在制造、物流、倉儲等領域中得到更廣泛的應用;更加安全和可靠：隨著機器人在各個領域的應用逐漸增多，安全和可靠性問題也越來越受到關注。未來的智能機器人將更加注重安全和可靠性問題，能夠更好地預測和避免潛在的安全問題;與人類協(xié)同工作：未來的智能機器人將更加注重與人類協(xié)同工作，能夠更好地與人類共同完成復雜的任務。這將使機器人在制造、醫(yī)療保健、教育等領域中得到更廣泛的應用;機器人云平臺的發(fā)展：未來的智能機器人將更多地依賴機器人云平臺來提供計算和存儲資源，以便更好地實現(xiàn)機器人的智能化和靈活化。這將使機器人在物聯(lián)網、智慧城市等領域中得到更廣泛的應用。

未來的智能機器人將更加智能化、靈活化、安全可靠、與人類協(xié)同工作，同時依賴于機器人云平臺。這將使智能機器人在制造、醫(yī)療保健、物流倉儲、教育、智慧城市等領域中得到更廣泛的應用。

一、硬件技術現(xiàn)狀

隨著計算機技術和電子技術的快速發(fā)展，機器人硬件技術也在不斷提高。目前，工業(yè)機器人、服務機器人、醫(yī)療機器人等已經成為對外展示的主要領域。工業(yè)機器人主要應用于制造工業(yè)和自動化生產中，其主要功能是完成重復性、危險性強、質量要求高、工作環(huán)境惡劣等任務。服務機器人在醫(yī)療、教育、娛樂等領域得到廣泛應用。醫(yī)療機器人可以為醫(yī)生提供輔助手段，用于手術、康復治療等領域。

二、軟件技術現(xiàn)狀

機器人的軟件技術是推動機器人發(fā)展的重要因素，目前在人工智能和機器學習領域，國內外的企業(yè)和研究機構都在進行大量的研究與嘗試。機器人的控制系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、決策系統(tǒng)等方面都需要完善。

三、未來發(fā)展趨勢

未來機器人技術發(fā)展會更加廣闊，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1. 智能化程度更高。隨著人工智能技術的發(fā)展，機器人將具備更高的智能化程度，能夠勝任更廣泛的任務，并更準確地理解人類的需求。

2. 機器人的成本將進一步降低。目前制造機器人的成本仍然比較高，未來機器人的成本降低將是一個趨勢。

3. 更多的應用場景。未來機器人將在更多的領域得到應用，如農業(yè)、交通、建筑等。

4. 機器人將更加人性化。機器人在設計時將更加考慮人性化因素，讓人們更加愿意接受機器人。

5. 機器人之間的交互將得到改善，可以實現(xiàn)互聯(lián)互通。