機(jī)器人的應(yīng)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(shù)的突破及應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸廣泛化，醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展備受關(guān)注。醫(yī)療機(jī)器人作為人工智能時(shí)代在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的深化，能夠有效的幫助醫(yī)生進(jìn)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(jī)器人屬于服務(wù)機(jī)器人中的特種服務(wù)機(jī)器人分類，是指應(yīng)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(jī)器人，它能夠完成有益于人類健康的服務(wù)工作，但不包括從事生產(chǎn)活動的設(shè)備。具體可分為手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人、輔助機(jī)器人以及醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人四大類。

一、醫(yī)療機(jī)器人行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、醫(yī)療機(jī)器人的優(yōu)勢

醫(yī)療機(jī)器人是集醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)械學(xué)、機(jī)械力學(xué)、材料學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺、數(shù)學(xué)分析、機(jī)器人等諸多學(xué)科為一體的新型交叉研究領(lǐng)域,，是當(dāng)前國內(nèi)外機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。醫(yī)療機(jī)器人具有減少誤差、更具安全性、可以模擬手術(shù)、實(shí)現(xiàn)全面護(hù)理以及起到降低人力資源的作用，而且機(jī)器程序可以設(shè)定，耐心、細(xì)心以及生理疲憊等方面相比傳統(tǒng)醫(yī)護(hù)人員來說具備很大優(yōu)勢。

醫(yī)療機(jī)器人有著廣泛的應(yīng)用前景，目前主要用于傷病員的救援、轉(zhuǎn)運(yùn)、手術(shù)和康復(fù)，主要產(chǎn)品包括手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人、醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人、健康服務(wù)機(jī)器人等。其中，手術(shù)機(jī)器人主要包括腹腔鏡、骨科、神經(jīng)外科等類型，約占16%。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，手術(shù)機(jī)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(lǐng)微創(chuàng)外科進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代。

2、醫(yī)療機(jī)器人細(xì)分市場占比

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

3、醫(yī)療機(jī)器人企業(yè)注冊量

據(jù)企查查數(shù)據(jù)，2016年醫(yī)療機(jī)器人相關(guān)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(jī)器人熱度暴漲，醫(yī)療機(jī)器人相關(guān)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(jī)器人行業(yè)上游零部件多為國外廠家

醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料、功能零部件以及核心零部件構(gòu)成，其中核心零部件主要由伺服電機(jī)、傳感器、控制器、減速機(jī)組成;產(chǎn)業(yè)鏈中游則是醫(yī)療機(jī)器人本體制造以及系統(tǒng)集成;產(chǎn)業(yè)鏈下游為設(shè)備代理商、各級醫(yī)療機(jī)構(gòu)等，主要應(yīng)用場景為手術(shù)、護(hù)理、康復(fù)、移送病人、運(yùn)輸藥品等。目前，我國在這些零部件方面實(shí)力較弱，多數(shù)依賴進(jìn)口，整個(gè)市場主要被國外“四大家族”和其余大廠家占據(jù)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(wù)機(jī)器人市場規(guī)模

近年來，我國明確提出要發(fā)展“醫(yī)用機(jī)器人等高性能診療設(shè)備”，醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。數(shù)據(jù)顯示，2020年我國醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模達(dá)59.4億元，預(yù)計(jì)2021年我國醫(yī)療機(jī)器人市場規(guī)?？蛇_(dá)79.6億元，2022年將進(jìn)一步達(dá)到97.1億元。目前，數(shù)字化、智能化成為智能醫(yī)療機(jī)器人重要發(fā)展方向，隨著國內(nèi)產(chǎn)學(xué)研合作的逐步深入，以及資本對產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)的追逐，智能醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)研發(fā)進(jìn)展不斷加快，產(chǎn)品將向更多應(yīng)用場景延伸。

6、2021年醫(yī)療機(jī)器人企業(yè)融資超30億元

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

智能機(jī)器人是當(dāng)今科技領(lǐng)域的熱門話題，隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多的前沿技術(shù)被應(yīng)用于智能機(jī)器人領(lǐng)域。人工智能(AI)是智能機(jī)器人的核心技術(shù)之一，它可以讓機(jī)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(yīng)人類環(huán)境。

目前機(jī)器人的相關(guān)AI技術(shù)包括深度學(xué)習(xí)、自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺等，它們能夠讓機(jī)器人更加智能化、靈活化和人性化，當(dāng)前的研究進(jìn)度可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

感知和認(rèn)知：機(jī)器人的感知和認(rèn)知能力是實(shí)現(xiàn)其智能化的基礎(chǔ)，當(dāng)前研究著重于利用計(jì)算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)提高機(jī)器人的感知和認(rèn)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(jī)器人的自主決策能力，以便機(jī)器人能夠更加智能地執(zhí)行任務(wù)。

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

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

人機(jī)交互：人機(jī)交互是機(jī)器人應(yīng)用中一個(gè)非常關(guān)鍵的問題，當(dāng)前研究主要集中在提高機(jī)器人的自然語言處理和語音識別能力，以便機(jī)器人能夠更加智能地與人交互。

總體而言，機(jī)器人研究在感知和認(rèn)知、自主導(dǎo)航、操作系統(tǒng)、人機(jī)交互和應(yīng)用場景等方面都有著顯著的進(jìn)展和突破。未來，機(jī)器人的研究將更加注重實(shí)現(xiàn)機(jī)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(jī)器人的最新前沿技術(shù)，主要包括以下幾個(gè)方面：

深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：利用大量數(shù)據(jù)來訓(xùn)練機(jī)器人，并使用深度學(xué)習(xí)算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來改進(jìn)機(jī)器人的認(rèn)知和推理能力。

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

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)：機(jī)器人可以使用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)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(jī)器人和人工智能應(yīng)用設(shè)計(jì)的芯片，能夠大幅提升機(jī)器人的處理速度和能力。

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

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

機(jī)器人智能集成：將多個(gè)機(jī)器人和人工智能技術(shù)集成在一起，可以讓機(jī)器人具有更加復(fù)雜和智能的行為和能力，如自主導(dǎo)航、物品識別和抓取等。

隨著智能機(jī)器人的最新前沿技術(shù)正在不斷發(fā)展，未來的發(fā)展趨勢和應(yīng)用場景也將隨之變化。更加智能化和人性化：未來的智能機(jī)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(jìn)行交互。這將使機(jī)器人在日常生活、醫(yī)療保健、娛樂等領(lǐng)域中得到更廣泛的應(yīng)用;更加靈活和可擴(kuò)展：未來的智能機(jī)器人將更加靈活和可擴(kuò)展，能夠適應(yīng)不同的工作場景和任務(wù)需求。這將使機(jī)器人在制造、物流、倉儲等領(lǐng)域中得到更廣泛的應(yīng)用;更加安全和可靠：隨著機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增多，安全和可靠性問題也越來越受到關(guān)注。未來的智能機(jī)器人將更加注重安全和可靠性問題，能夠更好地預(yù)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(jī)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(fù)雜的任務(wù)。這將使機(jī)器人在制造、醫(yī)療保健、教育等領(lǐng)域中得到更廣泛的應(yīng)用;機(jī)器人云平臺的發(fā)展：未來的智能機(jī)器人將更多地依賴機(jī)器人云平臺來提供計(jì)算和存儲資源，以便更好地實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的智能化和靈活化。這將使機(jī)器人在物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等領(lǐng)域中得到更廣泛的應(yīng)用。

未來的智能機(jī)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(shí)依賴于機(jī)器人云平臺。這將使智能機(jī)器人在制造、醫(yī)療保健、物流倉儲、教育、智慧城市等領(lǐng)域中得到更廣泛的應(yīng)用。

一、硬件技術(shù)現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)器人硬件技術(shù)也在不斷提高。目前，工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人等已經(jīng)成為對外展示的主要領(lǐng)域。工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用于制造工業(yè)和自動化生產(chǎn)中，其主要功能是完成重復(fù)性、危險(xiǎn)性強(qiáng)、質(zhì)量要求高、工作環(huán)境惡劣等任務(wù)。服務(wù)機(jī)器人在醫(yī)療、教育、娛樂等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。醫(yī)療機(jī)器人可以為醫(yī)生提供輔助手段，用于手術(shù)、康復(fù)治療等領(lǐng)域。

二、軟件技術(shù)現(xiàn)狀

機(jī)器人的軟件技術(shù)是推動機(jī)器人發(fā)展的重要因素，目前在人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域，國內(nèi)外的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行大量的研究與嘗試。機(jī)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(jī)器人技術(shù)發(fā)展會更加廣闊，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

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

2. 機(jī)器人的成本將進(jìn)一步降低。目前制造機(jī)器人的成本仍然比較高，未來機(jī)器人的成本降低將是一個(gè)趨勢。

3. 更多的應(yīng)用場景。未來機(jī)器人將在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，如農(nóng)業(yè)、交通、建筑等。

4. 機(jī)器人將更加人性化。機(jī)器人在設(shè)計(jì)時(shí)將更加考慮人性化因素，讓人們更加愿意接受機(jī)器人。

5. 機(jī)器人之間的交互將得到改善，可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。