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服務型機器人市場與Covid-19衝擊分析–至2026年全球預測 Service Robotics Market With Covid-19 Impact Analysis - Global Forecast To 2026
2021/08
MarketandMarket
https://www.researchandmarkets.com/reports/5412048/global-service-robotics-market-with-covid-19
服務型機器人在陪伴、物流、醫療、教育、農林、太空、娛樂、家事、個人與樂齡照護、家戶保全、建築拆遷、船舶與檢查維修等許多應用領域擁有相當廣泛的市場前景。服務型機器人可協助人類執行多樣化的任務,且具有提高生產力、簡化流程與提高工作場所安全性等優勢,但儘管服務型機器人在許多應用中的需求不斷增加,但其價格昂貴卻是一大挑戰。服務型機器人市場預計將從2020年的301億美元,成長至2026年的1033億美元,2021年至2026年間的複合年成長率(CAGR)為23.3%。此外,Covid-19對全球經濟的確切影響目前尚未明朗,企業應對病毒傳播而封城與限制人員流動的措施影響造成供應鏈中段與收入損失,加上消費者購買力下降等因素,影響服務型機器人市場成長。

一、市場動態
自2018年,服務型機器人正利用機器學習演算法實現完全自動化,例如處理冷凍食品箱的機械手臂,利用機器學習處理因冷凍所導致的箱子變形。奈米機器人是一種新型機器人,逐漸被應用於生物醫學領域,尤其於治療癌症與腦動脈瘤,以及清除腎結石。此外,在醫院內使用的消毒機器人也可以協助院所減少感染風險。服務型機器人市場的主要驅動力包含:
(1)為了提高投資報酬率,更多新領域導入服務型機器人
(2)因預測性維護的成本效益考量,而提高物聯網使用
(3)為減少醫院內的感染,有更多醫院使用機器人進行消毒
(4)機器人研發投資增加
(5)醫用外骨骼與機器人手術納入醫療保險,
而阻礙市場發展則為資料隱私與法規。

聯合國資料顯示,2020年全球65歲及以上人口達7.27億人,預計2050年將成長至15億人。服務型機器人可用於協助照顧與服務高齡與身障人士,改善其健康與福祉。其他市場機會包含改善機器人的耐用性與操作範圍,群體智慧(Swarm Intelligence)技術導入讓機器人能更輕鬆地執行多種複雜任務。然而,在關鍵步驟執行時,機器人操作精準度不足將成為市場應用的主要挑戰。

二、技術趨勢
1. 遠端臨場/電訊現身(telepresence)與人形機器人(Humanoids)的成長:使用遠端臨場機器人,操作人員可以獲取機器人正觀看與聽到的內容,例如在醫院中,醫師可以使用遠端臨場機器人查房,或在手術過程中為同儕提供建議。人形機器人因擬人化外觀可獲得較高的接受度與信任感,能用於治療自閉症兒童,在醫療保健與教育領域相當具發展潛力。

2. 將人工智慧整合至機器人:人工智慧可以學習、推理、規劃、感知與處理自然語言,因此可幫助機器人學習最佳化流程。機器人利用自然語言處理能力與客戶進行更人性化的互動,現已被用於提升全球零售業與飯店旅館的服務品質。

3. 機器人標準作業系統的研究:標準化作業系統能帶來許多益處,如簡易的操作介面、擁有眾多開發人員的大型社群、大量的應用程式,理想的標準化作業系統是能避免頻繁地重新配置設定,且在執行硬體抽象層(Hardware Abstraction)時可提供標準化功能。機器人作業系統 (Robot Operating System, ROS)最常使用開源系統,且機器人作業系統主要由三個函式庫定義,並可用Python、Lisp或C++等語言編寫。機器人作業系統可提供研究人員開發捷徑,使用者無需了解硬體運作原理,也能快速配置機器人的基本軟體功能,使研究人員能更專注於更有意義的開發工作。此外,Comau與Nvidia已推出ROS的開源機器人硬體平台。

4. 機器人即服務 (Robot-as-a-service, RaaS)商業模型的成長:服務型機器人市場的商業模式有兩種,第一種是用戶直接向製造商購買機器人的傳統模式,第二種模式是用戶向提供RaaS服務的公司租用機器人(亦稱RaaS模式),此模式利用雲端技術蒐集有關機器人的資料,並在機器人的協助下監控各種自動化的任務。由於RaaS的靈活性、可擴充性與比傳統模式更低的進入門檻,企業對此模式的興趣逐漸升溫。


三、依應用分類的服務型機器人市場
在應用領域分類中,2021年的市場占比前四大應用分別為家庭、醫療、戶外、國防/救援/保全,其中對家用機器人的大量需求歸功於核心家庭與全球人口增加。在2021-2026年預測期間中,各領域皆大幅成長,但其成長排序在期間內無變化。應用於家庭領域的服務型機器人市場收益,將從2021年的9,286百萬美元,成長至2026年24,040百萬美元;應用於醫療領域則從6,267百萬美元,成長至2026年15,701百萬美元;應用國防/救援/保全領域則從2021年的4,183百萬美元,成長至2026年11,234百萬美元。此外,政府計畫資助機器人研究與太空探索亦加速了此領域的成長,在報告預測期間佔據第二高的複合年成長率。以下針對各應用做說明。

1. 家庭應用:機器人在家庭中可協助幫忙家事,並豐富人們的日常生活。掃地機器人開啟了此類機器人的開端,隨著時間推移,家用機器人的應用範圍漸擴大到游泳池與草坪等領域。2020年,地板清潔應用佔家庭應用市場比例最高,達71.1%。地板清潔機器人通常搭配導航軟體系統與感測器,藉由軟硬體結合,使機器人能自主運作。除了清潔,一些公司也推出了消毒機器人,Covid-19大流行協助醫院、護理中心、政府辦公室與校園等場所之消毒與地面清潔。

早期模型僅搭配基本導航系統,因此清潔效率低且耗時長,並常受到障礙物干擾,較新的模型使用同步定位與映射演算法,並輔以形狀設計與感測器裝配,除有效導航外也能在黑暗環境中運作,並降低因障礙物干擾而導致機器人暫停運作的情況。此外,對於地板清潔機器人的強勁需求也推動了更先進功能的導入,例如Wi-Fi連接、高效微粒子過濾功能、即時樓層配置映射、自動充電與廢物處理等功能。Amazon, Google與Facebook等公司將人工智慧整合到機器人中,允許使用者能透過智慧型手機與手錶遠端操控機器人。

草坪割草機器人市場預計以最高複合年成長率成長,其原因是為了改善傳統割草機的安全問題與無噪音需求。根據eNABLE 2017年的報告指出,美國每年有800名兒童被割草機輾過,超過600起的此類事件導致截肢。此類事件層出不窮導致對機器人割草機的需求增加。割草機器人具有人工智慧功能,可以自行避開障礙物。

2. 醫療應用:主要包含手術機器人、動力外骨骼(Powered Exoskeleton) 、自動導引運輸車(automated guided vehicles AGVs)與遠端臨場機器人(Telepresence Robot)。隨著人口老化趨勢,老年人口不斷增加,因此許多機器人正被研發應用於協助患者與醫療人員。醫療輔助機器人透過遞送必要設備、儀器或其他醫療工具輔助手術與診斷;此外,復健機器人也可協助患者復健。其中,手術機器人因為微創手術的普及,正快速滲透市場,不過手術機器人面臨主要挑戰為安全性、合規性、可負擔性與商業可行性等。
由於外骨骼(exoskeletons)被許多保險納入理賠範圍,因此動力外骨骼市場預計將在2021-202年期間,以最高的複合年成長率44%成長。根據疾病控制與預防中心的資料顯示,2019年美國有6100萬位身心障礙成年人,其中13.7%為行動不便的身障人士,因此對外骨骼的需求相當大。現今機器人技術已提升至具有低功耗、自供電、輕量、複雜性低、介面簡單與可攜性等特點,更進一步推動了動力外骨骼市場。

3. 戶外應用:戶外應用包含戶外耕作、收割管理、奶牛與牲畜管理等等。戶外耕作包含作物保護與監視、廢棄物與汙染管理、景觀管理以及土壤與作物營養管理,高效的作物管理有助於提高資源利用與作物品質。
收割是從田野收集成熟的蔬果與農作物的過程,收割機器人目前正在開發中,特別是針對仰賴人工收割的蔬菜與水果,這類機器人將有助於解決美洲與歐洲等地區勞動力短缺與薪資成本問題。除了收割機器人,收穫管理分析也可用於分析收穫後產量的健康分析。

4. 國防、救援與保全應用:服務型機器人主要用於執行涉及國家安全的危險任務,例如地雷清除、滅火與拆彈、邊境安全與監控。2020年應用於此領域的機器類別包含:無人機、人型機器人、外骨骼機器人、遠端臨場機器人、水下自動巡航器(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)、無人遙控載具(Remotely Operated Vehicle, ROV、無人水面載具(Unmanned surface vehicle, USV),其中無人機佔比最高,達61.0%。無人機逐漸被用於識別危險區域、跟蹤非法活動與在災難期間執行犯罪防治與救援任務。

5. 娛樂、教育與個人應用:社交機器人在娛樂、教育與個人應用中漸受歡迎,家庭型娛樂型機器人可用於討好長輩、小孩與客人,其中包含玩具機器人與寵物機器人。商業應用部分包含機器人於娛樂場所、博物館、現場表演、商場與公園的表演與互動。教育機器人提供了一般人也能輕易操作的實驗教育平台,並用與傳統教學迥異的方式進行知識傳播與實作指導,使人與機器人間能有更深入的教學互動。
陪伴機器人的目的是模仿人類的真實陪伴,在大家庭沒落與雙薪家庭普及的社會中,陪伴機器人可以幫助孤單的兒童與老人。這些機器人常模擬人類或動物外型,使用攝影機、麥克風、喇叭與顯示器,輔以電機裝置與致動器,實現移動能力。此外,陪伴機器人可提供人性化的觸感,並模仿人類運動,其嵌入的人工智慧系統會根據輸入做出對應的回應,使機器人也具有自己的個性。

6. 公關應用:人工智慧使機器人能夠辨識人臉、對各種語言做出反應、理解情緒,甚至模仿人類的情緒。因此,公關機器人正被用於飯店與餐廳的客房服務、保全與執法、提供導航與資訊及媒體關係與行銷等應用。與人類相比,這些機器人提供更高的效率與生產力,且工作時不會感到疲倦。

7. 檢查維護應用:檢測機器人能快速以具成本效益方式監控工廠、產線與大型建築的鋼筋結構,並可在地下水道系統、管線、儲存槽、船舶、風力發電機、塔台、發電廠、石化廠、核電廠、製造工廠、基礎設施橋樑與其他領域執行全自動化的檢查、清潔與損害評估等任務。

8. 物流應用:物流應用包含在辦公室、倉庫、快遞/郵件系統、貨物處理與戶外物流中使用機器人。隨著人口成長與電商普及,倉儲自動化可滿足快速交貨的期望,2020年倉儲自動化佔物流應用市場比例達88.1%。

9. 營建與拆除:營建與拆除機器人按類型可分為傳統機器人、機械手臂與外骨骼三類。預計傳統機器人將出現巨大需求,世界各地的建築公司正使用技術先進的傳統機器人取代傳統的建築設備,大幅減少了勞動力成本並增加投資回報。

10. 海洋應用:海洋機器人大致分為自主水下載具、遙控操作載具與無人水面載具三類,這些機器人一般用於海洋學研究、環境保護與監測、考古探勘等領域。遙控操作載具是目前海洋應用的首選,因為他們比自主水下載具更能探勘更深的深度。自主水下載具的深度能力已通過測試,但目前尚未商業化。在預測期間內,由於自主水下載具可以完全自主工作的優勢,因此其市場預計將以最高的複合年成長率成長。

11. 研究與太空探索:對衛星碎片清除的需求、自主系統技術進步,以及太空站內的在軌(on-orbit)製造與組裝需求、對國際太空站的補給與加油需求等因素,推動機器人在太空探索的應用,包括。這類服務型機器人可在太空中使用3D列印技術,製造衛星中毀損的元件,並協助太空人在太空中搬運重物。
吳佩蓉
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