移动机器人 是 21 世纪最具变革性的技术之一,广泛应用于医疗保健、制造、农业和物流等行业。这些自主机器配备了尖端技术,包括人工智能 (AI)、传感器和先进的导航系统,使它们能够在没有人类直接控制的情况下运行。移动机器人技术解决了劳动力短缺、高运营成本以及提高效率的需求等紧迫挑战。
移动机器人行业经历了指数级增长,很大程度上是由人工智能、机器学习和自主导航的进步推动的。 2015年至2020年间,各行业移动机器人的部署量增长了60%以上,反映出对自动化的依赖日益增长。例如,仅在 2020 年,电子商务领域移动机器人的使用量就激增了 40%,以满足 COVID-19 大流行期间不断增长的消费者需求。
在物流领域,移动机器人在简化仓库运营方面发挥着关键作用,亚马逊和沃尔玛等公司部署了数千辆自动导引车 (AGV) 来改善库存管理并缩短交货时间。到 2022 年,超过北美70%的电商仓库将移动机器人技术融入其运营中,显着减少了人为错误和运营延误。
移动机器人在医疗保健领域也发挥着关键作用,尤其是在危机期间。在 COVID-19 大流行期间,移动机器人被用来运送医疗用品、对病房进行消毒以及协助远程医疗应用。 2021 年进行的一项案例研究报告称,移动机器人的使用降低了患者感染风险30%在医院环境中。
随着各行业越来越重视自动化,移动机器人市场有望持续增长。到 2023 年底,超过全球 50% 的制造工厂预计将采用某种形式的移动机器人技术来提高运营效率。
什么是移动机器人?
移动机器人技术是指设计、开发和部署能够在各种环境下自主移动的机器人。与制造业中使用的固定机械臂不同,移动机器人可以使用激光雷达、GPS 和计算机视觉等先进技术在仓库、医院或户外场地等复杂环境中导航。
这些机器人根据其应用可以分为多种类型,例如自主移动机器人(AMR)、自动导引车(AGV)和人形机器人。例如,AMR 广泛用于仓库和物流设施中运输货物,而 AGV 通常部署在工厂中以实现物料搬运任务的自动化。
移动机器人背后的技术发展迅速。 2020年,大约180万台移动机器人已在全球范围内运营,比刚刚大幅增加2017年销量100万台。这一激增是由传感器技术和人工智能算法的创新推动的,使机器人能够在动态环境中更有效地导航。
移动机器人技术的一个著名例子是波士顿动力公司的 Spot,这是一种四足机器人,能够在崎岖的地形中导航并执行检查和测绘等任务。在农业领域,像约翰迪尔的自动拖拉机这样的机器人正在通过优化种植和收割过程来彻底改变农业,从而导致农作物产量提高 25%对于某些应用程序。
移动机器人的灵活性和可扩展性使其在现代工业中不可或缺。例如,通过集成移动机器人,中型仓库可以通过以下方式提高运营效率:30–40%,同时减少劳动力成本高达50%。因此,移动机器人技术不再只是一个未来概念,而是应对当今工业挑战的实用解决方案。
美国不断增长的移动机器人市场
在强大的创新生态系统、对人工智能研究的大量投资以及蓬勃发展的工业基础的推动下,美国在移动机器人领域处于全球领先地位。 iRobot、Seegrid 和 Aethon 等美国公司一直处于开发尖端移动机器人解决方案的前沿,改变了从医疗保健到物流等行业。
2020 年,总部位于马萨诸塞州贝德福德的 iRobot 报告收入为 14 亿美元,这主要得益于其 Roomba 扫地机器人的成功。与 2019 年相比增长了 20%,凸显了消费者对智能家居设备的需求不断增长。同样,总部位于匹兹堡的 Seegrid 专注于工业应用 AMR,其收入从 2019 年的 2150 万美元增至 2020 年的 2500 万美元。
美国在医疗保健机器人技术方面也取得了重大进展。 Aethon Inc. 总部位于宾夕法尼亚州匹兹堡,专门为医院生产自主机器人。其旗舰 TUG 机器人用于运输药物、实验室标本和其他材料。到 2022 年,美国已有 600 多家医院采用了 TUG 机器人,运营效率提高,交付时间缩短了 25%。
物流行业的移动机器人部署取得了显着增长。沃尔玛和塔吉特等零售巨头采用自主机器人进行库存管理,库存差异减少了 35%。与此同时,亚马逊凭借其 Kiva 机器人处于领先地位,该机器人可以承载高达 1,000 磅的负载,并将仓库处理时间缩短 30-40%。
美国政府也在支持机器人产业方面发挥了作用。 2021 年,美国国家科学基金会 (NSF) 拨款超过 5000 万美元用于机器人研究,重点关注人工智能集成和先进传感器。这笔资金刺激了创新并加速了移动机器人解决方案的商业化。
Global Growth Insights 公布全球移动机器人公司排行榜:
移动机器人行业拥有众多处于创新前沿的令人印象深刻的公司,每家公司都为该行业的快速增长做出了贡献。以下是对这些公司的深入分析,包括其总部、过去的收入和显着的进步。
熟练技术
- 总部:美国加利福尼亚州普莱森顿
- 收入:8302万美元(2016年)
Adept Technology 是智能机器人系统的先驱,专注于工业和移动机器人。 Adept 的解决方案以其精度和灵活性而闻名,广泛应用于物料搬运和装配应用。 2016 年,Adept Technology 被欧姆龙收购,从而将先进的传感器技术集成到其机器人产品组合中。他们的移动机器人(例如 Lynx 平台)通过实现制造工厂和仓库中物料运输的自动化,显着增强了物流运营。 Adept 的机器人可以连续运行长达20小时,减少停机时间并提高效率30%与手动系统相比。
爱通公司
- 总部:美国宾夕法尼亚州匹兹堡
- 收入:1150万美元(2020年)
Aethon Inc. 专注于医疗保健领域的移动机器人技术,其旗舰产品 TUG 机器人旨在实现医院物资输送的自动化。到 2022 年,超过全球600家医院使用 TUG 机器人,减少物料输送错误20%。 Aethon 的机器人配备了先进的避障技术,无需人工干预即可在动态的医院环境中导航。这大大节省了医疗保健物流成本,医院报告称减少 15%在运营费用中。
巴雷特科技
- 总部:美国马萨诸塞州牛顿
- 收入:550万美元(2020年)
Barrett Technology 专注于机器人手臂和手的开发,主要用于研究和医疗应用。他们的旗舰产品 WAM 手臂具有无与伦比的灵活性,并已被超过全球 300 个研究实验室用于机器人操纵研究。该公司致力于创造高精度、轻型机器人系统,推动了假肢和手术机器人技术的进步。
博萨诺瓦机器人公司
- 总部:美国加利福尼亚州旧金山
- 收入:3000万美元(2020年)
Bossa Nova Robotics 专注于零售库存管理机器人。他们的机器人旨在自动扫描货架并识别库存差异,使零售商能够保持最佳库存水平。 2020年,Bossa Nova机器人被部署在超过500 家沃尔玛商店,他们通过以下方式提高了库存准确性50%。尽管在大流行期间缩减了运营规模,但该公司仍在继续创新,专注于将人工智能驱动的分析集成到其系统中。
库卡
- 总部:德国奥格斯堡
- 收入:33亿美元(2020年)
库卡是世界领先的机器人公司之一,以其工业和移动机器人解决方案而闻名。库卡的移动机器人广泛应用于制造和物流领域,特别是汽车领域。 2020年,库卡与宝马合作实现装配线自动化,实现增加 25%在生产速度上。他们先进的移动平台,例如 KMP 系列,提供高达1,500公斤,使其成为重型应用的理想选择。
壁虎系统公司
- 总部:美国佐治亚州科尼尔斯
- 收入:预计每年不到 100 万美元
GeckoSystems 专注于个人服务机器人,专注于老年人护理和家庭协助。他们的旗舰产品 CareBot 旨在帮助老年人移动和完成日常任务。虽然该公司运营规模较小,但他们的创新为家庭机器人市场做出了重大贡献。研究表明 CareBot 用户经历了减少 40%减少对照顾者的依赖,提高整体生活质量。
本田机器人公司
- 总部:日本东京
- 收入:本田汽车公司子公司,本田总收入1,238亿美元(2020年)
本田汽车公司的子公司本田机器人公司 (Honda Robotics) 最出名的是其仿人机器人 ASIMO。 ASIMO 代表了机器人技术的重大飞跃,能够爬楼梯、识别面孔以及执行搬运物体等任务。本田机器人公司还涉足自动驾驶领域,开发工业和农业用机器人平台。例如,他们的机器人割草机可以覆盖1,000平方米一次充电,降低人工成本20%对于园林绿化企业。
爱机器人
- 总部:美国马萨诸塞州贝德福德
- 收入:14亿美元(2020年)
iRobot 是消费机器人领域家喻户晓的品牌,其 Roomba 吸尘器是全球最受欢迎的机器人产品之一。到 2020 年,超过3000 万台 Roomba已被出售,捕获占全球扫地机器人市场 20%。该公司还扩大了其产品组合,包括机器人拖把和教育机器人,巩固了其作为消费机器人领域领导者的地位。
蓝鳍机器人公司
- 总部:美国马萨诸塞州昆西
- 收入: 私人公司
Bluefin Robotics 专注于军事和科学应用的自主水下航行器 (AUV)。他们的 AUV 能够在最深的深度作业6,000米,使它们成为深海探索的理想选择。 Bluefin 的技术已用于定位沉船和绘制海底地图等项目,为海洋研究的进步做出了贡献。
约翰迪尔
- 总部:美国伊利诺伊州莫林
- 收入:440亿美元(2020年)
约翰迪尔是农业机器人领域的领导者,其自主拖拉机和机器人解决方案改变了农业实践。他们的自动驾驶拖拉机可以连续运行,从而减少燃料消耗15%并通过以下方式提高农作物产量25%。 2021 年,约翰迪尔推出了 See & Spray 技术,该技术利用计算机视觉精确瞄准杂草,从而减少除草剂的使用量90%。
西格德
- 总部:美国宾夕法尼亚州匹兹堡
- 收入:2500万美元(2020年)
Seegrid 专门生产用于仓库和制造工厂物料搬运的 AMR。他们的机器人(例如 GP8 系列)旨在自主运输托盘和货物,从而降低运营成本20–30%。 2020年,Seegrid车队登录500万英里在仓库中,展示其可靠性和效率。
埃卡集团
- 总部:法国拉加德
- 收入:1亿美元(2020年)
ECA Group 开发用于国防、海事和工业应用的机器人技术。他们的无人水面航行器(USV)和AUV广泛用于海军行动,包括水雷探测和水下监视。 2020 年,ECA 集团与法国海军合作,将他们的机器人部署到关键的防御任务中。
收获自动化
- 总部:美国马萨诸塞州比尔里卡
- 收入:预计每年不到 1000 万美元
Harvest Automation 专注于农业机器人,特别是用于植物苗圃和温室的机器人。他们的 HV-100 机器人可自动调整植物间距,从而降低劳动力成本50%并通过以下方式提高运营效率30%。尽管经营规模较小,但 Harvest Automation 正在为农业部门的现代化做出贡献。
结论
移动机器人行业正处于技术创新和广泛采用的十字路口,正在迅速改变企业和个人执行日常任务的方式。从自主仓库解决方案到先进的医疗保健应用,移动机器人不再局限于未来概念;它们是现代生活和工业不可或缺的一部分。
移动机器人技术的广泛应用是由几个关键因素推动的,包括人工智能(AI)的进步、传感器技术的改进以及自动化投资的增加。仅在物流领域,移动机器人的采用就节省了高达40%而在医疗保健领域,机器人技术提高了服务效率并降低了风险30%。
移动机器人最重要的影响之一是在物流和仓储领域。亚马逊和沃尔玛等公司已经展示了自主机器人的变革力量,亚马逊的车队超过520,000 个 Kiva 机器人提高订单履行速度30–40%。同样,医疗保健提供者越来越依赖移动机器人来优化资源分配,Aethon Inc. 的 TUG 机器人在超过600家医院在全球范围内提供关键物资并减少人力工作量。
农业和消费市场的机器人技术应用也显着增长。约翰迪尔的自动拖拉机可将农作物产量提高25%,说明机器人技术如何应对全球粮食挑战。与此同时,iRobot 的 Roomba 超过全球销量 3000 万台,体现了消费者对家务机器人解决方案的接受度不断提高。
从地区来看,在制造和物流领域的创新和高采用率的推动下,北美继续主导市场。欧洲也不甘落后,库卡等公司利用先进的机器人技术来改进工业流程。亚太地区,特别是中国和日本,正在迅速崛起为机器人制造和部署的主要中心。
尽管初始成本高和需要熟练操作员等挑战仍然存在,但移动机器人技术的长期好处远远超过了这些障碍。随着各行业越来越重视自动化,在技术进步和对效率日益增长的需求的推动下,全球移动机器人市场预计将以前所未有的速度增长。
总之,移动机器人技术代表了我们实现自动化和解决问题的方式的范式转变。无论是实现无缝物流、提供精准医疗还是增强日常任务,移动机器人都在为更智能、更高效的未来铺平道路。移动机器人的旅程才刚刚开始,其可能性就像驱动技术的想象力一样无限。
移动机器人公司的区域见解
北美
北美地区占比超过占全球移动机器人市场 30%,由其先进的技术生态系统和强大的制造业推动。 iRobot、Aethon Inc. 和 Seegrid 等公司在开发创新机器人解决方案方面发挥了重要作用。例如,Seegrid 的 AMR 运输500万英里2020 年,展示了他们在物流运营方面的可靠性和效率。
美国政府对机器人研究的积极支持进一步推动了该行业的发展。 2021年,美国国家科学基金会(NSF)拨款5000万美元适用于专注于人工智能和传感器集成的机器人项目。医疗保健行业也得到了广泛采用,超过600家医院美国各地利用 Aethon TUG 等移动机器人进行国际送货。
欧洲
欧洲大约拥有全球市场份额25%,德国在 KUKA 等公司的工业机器人创新方面处于领先地位。 2020年,库卡产生收入 33 亿美元,主要来自其工业和移动机器人部门。尤其是汽车行业,已经开始拥抱机器人技术,宝马等公司集成了 KUKA 机器人,通过以下方式提高生产效率:25%。
欧盟的重大资助举措,例如2021年设立1亿欧元机器人创新基金,促进了机器人初创公司的发展。例如,法国 ECA 集团专注于水下和国防机器人技术,为关键的海军行动提供解决方案。
亚太
亚太地区是移动机器人增长最快的市场,占全球移动机器人市场的比重超过全球市场份额30%截至 2021 年。日本和中国在这一增长中处于领先地位,本田机器人公司和中国 AMR 制造商等公司专注于大规模生产和可承受性。本田机器人公司的进步,包括 ASIMO 和自动割草机,为机器人技术树立了基准。
阿里巴巴等电子商务巨头推动了中国仓库机器人技术的快速采用,该公司报告称,机器人技术通过以下方式提高了履行中心的效率:30%。与此同时,使用约翰迪尔自动拖拉机的日本农民经历了运营成本降低 20%,突出了机器人技术在该地区的多样化应用。
中东和非洲
中东和非洲的新兴市场开始采用移动机器人,特别是在物流和安全领域。 2021 年,这些地区的采用率增长了同比增长10%,公司投资机器人技术以优化供应链运营。尤其是安全机器人的需求不断增长,政府利用它们进行监视和边境控制。
进一步扩展:详细的案例研究和见解
案例研究 1:亚马逊通过移动机器人实现转型
亚马逊采用移动机器人重新定义了电子商务物流,为仓库自动化树立了基准。 2012年,亚马逊以7.75亿美元收购了Kiva Systems(现为亚马逊机器人公司),此举显着提升了公司的运营效率。到 2022 年,亚马逊已在其全球配送中心部署了超过 520,000 个自主机器人。这些机器人负责分拣、拣选和运输货物等任务,减少体力劳动并提高订单准确性。
Kiva 机器人的集成将定位和挑选商品所需的时间减少了 50%,使亚马逊能够比以往更快地处理订单。此外,机器人通过优化占地面积,使仓库的库存增加了 40%。例如,亚马逊位于加利福尼亚州最大的机器人驱动履行中心每天处理超过 150 万件商品,展示了移动机器人在高需求环境中的可扩展性。
亚马逊的案例凸显了移动机器人技术节省成本的潜力。据报道,每台机器人每年可为公司节省高达 100 万美元的劳动力和运营成本。本案例研究举例说明了移动机器人技术在战略整合时如何能够彻底改变行业。
案例研究 2:约翰迪尔的农业自动拖拉机
约翰迪尔对农业机器人的关注给传统农业实践带来了革命性的变化。该公司的自动拖拉机配备了先进的 GPS、计算机视觉和人工智能功能,重新定义了精准农业。到 2021 年,全球已售出超过 20 万台自动拖拉机,其中 25% 部署在美国市场。
约翰迪尔最引人注目的创新之一是 See & Spray 技术。该系统使用计算机视觉来区分农作物和杂草,仅在需要的地方使用除草剂。早期试验表明除草剂的使用量减少了 90%,为农民每英亩节省了 10-20 美元的成本。此外,自动拖拉机还减少了 15% 的燃料消耗,提高了 25% 的农作物产量,使其成为可持续农业的宝贵工具。
约翰迪尔机器人技术的成功凸显了自动化在应对全球食品挑战方面的重要性。随着全球人口不断增长,对农业自动化的需求预计将会上升,而约翰迪尔完全有能力引领这一转型。
案例研究 3:Aethon 的 TUG 机器人提高医疗效率
Aethon 的 TUG 机器人已成为医院物流自动化的基石,全球有 600 多家医院利用其功能。这些机器人可自主提供药物、实验室标本、膳食和床单,减少人工工作量并最大限度地减少人为错误。每个 TUG 机器人最多可处理 450 磅的物资,并使用电梯和智能导航系统在多层设施之间进行交付。
Aethon 的 TUG 机器人已展现出显着的优势,包括交付时间缩短 25%,物料搬运错误减少 20%。在 COVID-19 大流行期间,这些机器人在最大限度地减少人与人之间的接触、在隔离病房运送关键物资以及降低感染风险方面发挥了至关重要的作用。医院报告称,由于减少了对人力执行重复性任务的依赖,运营成本节省了 15-20%。
本案例研究强调了机器人技术在医疗保健领域日益重要的作用,可提高效率和患者治疗效果。 Aethon 的成功也表明机器人技术在医疗环境中进一步集成的潜力尚未开发。
进一步洞察移动机器人趋势
新兴应用
虽然移动机器人技术已在物流、医疗保健和农业领域牢牢占据一席之地,但新的应用正在以下领域不断涌现:
- 安全与监控:Knightscope K5 等机器人被用于商场和停车场巡逻,减少了事故发生率20%。
- 款待:酒店中的机器人现在可以处理客房服务交付,公司报告称客人满意度得分提高了30%。
- 灾难应对:波士顿动力公司的 Spot 等机器人已用于灾后检查,通过减少人类暴露在危险条件下的机会90%。
技术创新推动增长
技术进步是移动机器人革命的核心:
- 人工智能整合:机器学习使机器人能够适应动态环境,通过以下方式提高导航效率50%。
- 电池改进:现代锂离子电池为机器人提供了更长的运行时间,其中一些能够工作长达20小时无需充电。
- 5G 连接:更快、更可靠的通信增强了工业环境中多个机器人的协调。
挑战与机遇
尽管移动机器人行业蓬勃发展,但挑战仍然存在:
- 初始投资成本:部署机器人系统的前期成本很高,导致中小型企业 (SME) 难以采用。
- 熟练的劳动力:操作和维护机器人需要技术专业知识,因此需要劳动力培训计划。
- 互操作性:不同的机器人平台通常缺乏无缝集成,这可能会影响混合环境中的运营效率。
尽管存在这些挑战,但机遇远大于障碍。政府和私人投资者正在为机器人技术的开发分配大量资源。例如,日本政府在 2021 年投资 10 亿美元用于机器人研究,重点关注人工智能和先进传感器。
最后的想法
移动机器人技术是重塑全球行业的变革力量。其影响涵盖物流、医疗保健、农业等领域,产生效率、成本节约和创新的连锁反应。随着对技术和基础设施的持续投资,移动机器人技术的潜力是无限的。随着亚马逊、约翰迪尔和 Aethon 等公司不断突破可能的界限,未来有望在每个行业提供更智能、更可持续的解决方案。