一、移动机器人市场：蓬勃发展

当前，消费者需求日趋个性化、多样化，产品更新迭代速度加快，企业需要以更加精益、高效、灵活的方式生产，自动化、智能化改造有助于企业提高工作弹性和效率，增加自身竞争力。与此同时，劳动成本的上升，熟练工人的短缺，以及人工对安全、健康工作环境的追求，也推动企业加大应用机器人替代人工。2020年的疫情也进一步加速了企业开展自动化、智能化改造的计划。

在这一背景下，移动机器人市场蓬勃发展。根据Interact Analysis预测，全球移动机器人（AGV/AMR）市场在2024年将超过125亿美元；制造业对机器人技术的投资将持续增长，移动机器人在制造业的投资将在2024年达到约50亿美元的峰值。

中国移动机器人产业联盟、新战略机器人产业研究所数据显示，2019年度，中国移动机器人（AGV/AMR）市场规模达到61.75亿元，同比增长45.2%。2019年移动机器人所有品类产品新增量33400台（不含小黄人类别），同比增长约12.8%。

作为移动机器人最主要的应用场景，智能仓储及物流的市场也呈现持续高速增长的态势。网经社《2019年度中国物流科技行业数据报告》显示，近十年来中国智慧物流市场平均增速高于20%。在智能制造以及工业4.0建设持续推进的背景下，企业都在寻求应用机器人、AI、5G等新技术实现降本、增效、提质，提升自身竞争优势，对移动机器人的需求明显增加。

二、移动机器人发展趋势：更加智能

移动机器人主要需要解决定位、规划、控制等问题，目前重点的研究领域包括环境感知与建模、定位与导航、环境理解、多机器人协调等。人工智能、大数据、物联网等技术的成熟和应用，促进移动机器人的感知、决策能力大幅提升，设备之间交互更加高效，数据流动更加自由，软硬件协同效能更大。

移动机器人的未来发展趋势可以概括为单体智能和群体智能。

1. 单体智能

单体智能是指单个机器人的智能化程度，即单个机器人的感知能力、理解能力以及自主决策能力的大小。移动机器人未来会拥有更多AI元素。其中，基于SLAM（Simultaneous Localization and Mapping，即时定位与地图构建）技术、尤其是视觉SLAM技术的多传感器融合导航方式，以及基于深度学习的环境理解，是支撑单体智能化程度不断升级的重要技术方向。具体而言，有以下主要趋势：

（1）导航技术定义产品形态，基于SLAM的AMR将成为主流

移动机器人的导航技术经历了有轨方式（如磁带牵引方式）、信标方式（如二维码）、无信标方式（如SLAM）的不同阶段。二维码导航机器人需要在现场张贴二维码，对二维码粘贴精度要求高，且易损坏。SLAM技术可以让机器人在无信标的情况下实现定位导航，具有易部署、柔性等特点，更加适合在运行环境复杂、业务经常变动的场景下应用，因此受到越来越多客户青睐，正在成为机器人领域的主流趋势。

随着导航技术发展，工厂内的设备形态从最初传统企业使用的自动导引车即AGV（Automated Guided Vehicle），逐渐过渡到智能化、自主化程度都更高的自主移动机器人AMR（Automated Mobile Robot）。2020年可以说是SLAM机器人的应用元年，越来越多大型企业采购和部署AMR，基于SLAM技术的AMR正在受到越来越多的客户青睐，将成为业界主流趋势。

（2）新技术降低感知成本，视觉SLAM是未来方向

在工业物流领域，基于SLAM技术实现的机器人自主导航，根据传感器不同主要分为激光SLAM和视觉SLAM。目前，激光SLAM技术相对更加成熟，是市场应用的主流。但视觉SLAM也开始兴起。这得益于机器人单体主处理器处理能力的提升，特别是一些带GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）、NPU（Neural-network Processing Unit，嵌入式神经网络处理器）的处理器的应用，机器人视觉处理能力得到极大提升，以深度学习技术为核心的视觉处理可以在机器人上实现。

目前，视觉技术已经逐渐被应用到机器人立体视觉避障（人/ 物区分识别），以及视觉导航和末端高精定位上。随着视觉算法技术的成熟，传感器成本低、感知信息量大的视觉SLAM导航机器人，将会成为未来方向。

（3）深度学习技术广泛应用，大幅增强移动机器人的“理解力”

深度学习是本轮人工智能爆发的关键技术，推动AI在计算机视觉、自然语言理解等领域取得了突破进展。深度学习的广泛应用，也大大提升了机器人的理解力，使得机器人在交互、执行的过程中安全性、准确性更强。

深度学习技术在计算机视觉中的应用主要有物体识别、目标检测与跟踪、语义分割、实例分割等，具体到机器人场景中，语义SLAM能把物体识别与视觉SLAM结合起来，将标签信息引入优化过程中，构建带物体标签的地图，实现机器人对周围环境内容的理解。

2. 群体智能

群体智能是指整个系统的智能化程度，即系统在集群作业中是否能够不断实现最优调度的能力。物流仓储等领域面临的最大挑战是海量设备与系统独立运行，无法协同运行导致效率难以提升，因此实现群体智能既是技术趋势，又是市场刚需。详情如下：

（1）规模化集群作业成必然，人工智能算法实现最优调度

机器人在实际应用中，通常是以集群的方式协同完成特定的任务。如：月台的托盘搬运集货，原材料的料箱存储和拣选，产线之间的物料搬运；托盘可以使用无人叉车搬运，原材料的存储拣选可以使用二维码类KIVA机器人，产线之间物料搬运可以使用SLAM机器人。

随着工厂和仓库自动化水平的不断提高，机器人（AGV/AMR）、无人叉车、穿梭车、堆垛机、机械臂、分拣机等智能设备越来越多，需要通过集群的方式协同完成特定任务。旷视看到，成百上千台多种类型设备的规模化集群作业已成必然，要保证整个群体协作的效率，并根据业务需求动态调整策略，需要让整个系统能够不断学习、不断修正自身策略；在这个过程中，人工智能将发挥巨大作用，帮助整个系统不断优化。

（2）同构仿真、数字孪生，为客户提供一站式服务

智能化、自动化改造的过程，会经过漫长的决策链，从方案设想，到方案设计和实际投入，这个决策过程此前基本依赖人的经验，这一过程可能会导致规划结果与实际需求产生较大偏差，浪费人力物力。因此，一套高效、精准的同构仿真系统，能够极大提高评估效率。

同构仿真是数字孪生中的一项关键技术。目前物流行业中，大多数仿真系统和执行系统是分开的，是异构仿真。只有在同构仿真的方式下，才能更加体系化地进行仿真，随着软件的不断更新迭代可以无限逼近现实场景，更好地制定最优策略。

旷视河图数字孪生

三、AI赋能机器人的旷视实践：成效初现

旷视是一家世界级的新兴AI公司，有自主研发的深度学习框架和全球规模领先的计算机视觉研究院，在历次计算机视觉领域的世界顶级赛事中累计赢得40项世界冠军。依托于旷视研究院在三维视觉技术的长期积累，旷视在SLAM和3D感知等技术上创造了多项行业领先的技术创新，获得了世界计算机视觉领域顶级会议CVPR2020 SLAM挑战赛的双料冠军。

旷视拥有全球规模领先的计算机视觉研究院

从2017年开始，旷视就尝试将AI能力注入移动机器人及物流领域：自研了多款AI赋能的移动机器人和智能物流装备，率先推出了AI赋能的机器人网络操作系统“河图（HETU）”，并与客户和合作伙伴携手共创AI赋能的工业应用案例。

1. AI赋能的单体智能：让设备有眼睛、会思考

目前，旷视自研SLAM技术已应用于MegBot-S800、MegBot-S800V等多款智能物流设备中。该技术赋能的机器人，主要具有以下特点：

（1）智能避障：制造工厂人机混杂，SLAM机器人能够自动识别物体、规避障碍物，有助于保障作业中的人、货和设备安全。

（2）高精到点：在机器人与产线或工作站对接时，SLAM机器人能够实现极高精度，还能做到重复到点的精度，避免对接失败、产线中断等生产事故，确保作业的稳定、可靠。

（3）重定位：在无人看管和干预的情况下，旷视SLAM机器人能够基于深度学习的视觉场景识别技术，随时随地自动开机、重启，投入工作。

（4）柔性导航：结合高精度地图，旷视SLAM机器人实现了更加灵活、安全和高效的智能导航。

（5）激光-视觉融合：不同于激光SLAM技术通常用于平面信息的识别，视觉SLAM技术可以感知三维空间的信息。旷视MegBot-S800V能够智能过滤动态物体，更加从容地应对复杂场景。它能够进行人-物智能识别区分，具备低矮障碍物以及高处悬浮物的立体视觉避障功能，如一只口红掉到地上，机器人也可以识别并绕开。

旷视 MegBot-S800V 视觉建图及视觉导航演示

除了机器人之外，AI还能让传统物流装备有“眼睛”、可以简单“思考”，提高生产的安全性与效率。旷视人工智能堆垛机通过装载的五面扫描探照、3D摄像头，检测破损、异物、数量等异常情况，在提升作业效率的同时，保障盘点的准确率。到目前为止，经过1万多箱型的测试，人工智能堆垛机数量清点与真实情况还没有出现过差异。旷视已经在浙江某“黑灯工厂”部署了全球第一台人工智能堆垛机。

旷视金隅实验仓

2. AI赋能的群体智能：使系统最优化，实现更高效的多机协作

面对越来越多的智能设备和子系统，旷视推出的智慧物流操作系统河图，将机器人等智能物流装备与物流、生产业务快速集成，提供规划、仿真、实施、运营等一站式解决方案，以旷视核心的AI能力通过物联网技术连接物流各个环节。

旷视河图能够将不同类型的智能设备集合在一起统一调度，具有极大挑战。以移动机器人和电梯通讯为例，这需要与电梯厂家合作开放接口，将两者真正打通。尤其重要的是，物流系统当中，目前还没有其他家把仿真系统和运营系统做到一起，旷视正在往这个方向推进，因为这样才能帮助整个系统实现效率最优化。

AI 在旷视机器人产品中的应用

旷视正在为一家世界500强企业打造全球领先的柔性服装类智能仓，依托河图连接并调度10类近4000台智能物流装备，包括700余台移动机器人，对作业效率、多类型机器人协同、大集群机器人管控等综合能力提出了近乎苛刻的要求。

在徐福记智造工厂，在河图的统一调度下，几十台物料搬运机器人实现了“车间-公共月台-发货月台”之间的自动化搬运，现场搬运作业人员减少100%，物料搬运及时率和准确率达到100%，其自动躲避障碍物的功能，也大大降低了车间的安全风险。

徐福记智造工厂中旷视河图调度机器人进行无人化物料搬运

在成都一汽富维车间，旷视通过河图系统，让车间内的机械臂、输送机、搬运型设备、提升机、堆垛机等设备形成联动与协同，整体提升3倍利用率，助力企业完成了全流程的智能化改造。

未来，旷视机器人产品部会继续完善机器人产品体系，搭建具有AI赋能的全机器人产品体系；研发市场需要的中高端物流设备，如基于移动机器人技术的新型穿梭车和智能叉车等有一定AI技术含量的产品。在研发和产品应用过程中，旷视希望与行业同仁相互分享经验，共同推动行业发展。