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【重磅报告】服务机器人核心技术与模块解析(上)

2016-08-02 01:00
Minor昔年
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  我们从核心技术的角度出发,重点解决几个问题:(1)智能机器人在应用场景下有哪些核心技术环节和核心模块?(2)目前智能服务机器人核心技术环节的现状如何?未来发展趋势和技术路线是什么?(3)有哪些公司具有优秀的技术积累?如何把握技术变革和路线更迭带来的投资机会?

  核心观点:

  1.多场景特征决定了多模态交互属性,服务机器人需突破三大核心技术模块

  从技术的角度来看,服务机器人的多场景属性决定了其交互方式的多元化,智能型服务机器人涉及到语音、语义分析、情感分析、动作捕捉等多个维度的交互。我们认为,要达到人机融合的程度,需要突破三方面的核心技术模块,分别是环境感知模块、人机交互及识别模块、运动控制模块。

  2.感知模块:多传感融合是未来大趋势,低成本SLAM+激光雷达是核心

  服务机器人要实现智能化的交互体验,首先要具备环境感知能力。感知方式中,采用多传感融合是大趋势,包括视觉识别、结构光、毫米波雷达、超声波、激光雷达等。考虑到家庭和公共场合的应用场景,未来低成本的激光雷达+SLAM方案是不错的选择。随着商业化加快,激光雷达也有望迈向低成本化。

  3.交互模块:语音识别已达到商用门槛,语义理解亟待提升

  伴随计算能力的提升,自动语音识别(ASR)识别能力越来越强。目前不少企业的语音识别错误率已经达到了实用门槛。而在语义理解方面,词法和句法基本解决,语义目前仅是浅层处理,自然语言处理仍然困难重重,未来有望伴随深度学习算法得以突破。除了语音交互方式外,图像识别算法突破也将会对语音语义交互领域形成补充。

  4.运控模块:步态和非步态,不是替代而是共生

  运动控制模块增强了服务机器人的移动和运动属性,目前家用服务机器人大多以电机控制为主。从产品属性看,有步态行走和万向轮为代表的非步态行走,我们认为二者互有优劣,存在场景差异,不存在替代关系,可以共存。舵机是运控领域里比较核心的部件,对价格敏感,目前国内已经有企业突破了服务机器人专用舵机技术。

  5.其他模块:AI智能芯片通用与专用并行,操作系统领域国产系统正在孕育

  芯片是是机器人的大脑,包括通用芯片和专用芯片,对于机器人来说,通用芯片和专用芯片各有千秋,未来各司其职,涉及到深度神经网络,通用芯片中GPU和FPGA在解决复杂运算上优于传统CPU。操作系统方面,目前主要以ROS和安卓系统为主,TuringOS、iBotOS等国产系统也在不断突破和孕育。

  6.投资建议

  我们建议从两个角度把握投资机会:(1)关注技术型平台公司,如AI芯片、OS、语音语义、感知等环节,重点公司包括地平线、图灵、寒武纪、智臻智能、云知声、科大讯飞、思岚科技等;(2)关注在细分领域做应用开发的企业,基于特定场景整合行业资源,重点关注的公司包括康力优蓝、科沃斯、优必选、未来伙伴等公司。上市公司建议关注巨星科技、康力电梯、慈星股份、机器人、科大讯飞(广发计算机覆盖)等。

  7.风险提示

  服务机器人市场需求低于预期;行业过度竞争;核心技术突破低于预期。

  一、服务机器人核心技术:多模态交互技术

  1 智能机器人三大核心技术模块:感知+交互+运控

  整个服务机器人产业建立在三大核心技术模块:人机交互及识别模块、环境感知模块、运动控制模块。依托于三大模块,机器人有基础的硬件:电池模组、电源模组、主机、存储器、专用芯片等,还有操作系统:ROS、Linux、安卓等;由硬件和操作系统构成机器人整机,整合基础硬件、系统、算法、控制元件,形成满足一定行走能力和交互能力的机器人整机;在此基础上形成各种基础应用开发,基于机器人操作系统开发的控制类APP、管理员APP和各类应用程序App等;产生的数据将有群组服务、云服务、大数据服务等。

  服务机器人的交互能力、感知能力、运动能力对应三大模块。交互模块包括语音识别、语义识别、语音合成、图像识别等,相当于人的大脑;感知模块借助于各种传感器、陀螺仪、激光雷达、相机、摄像头等,相当于人的眼、耳、鼻、皮肤等;运控模块包括舵机、电机、芯片等。

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