應用于無(wú)人機和機器人的傳感器

　　應用于無(wú)人機和機器人的傳感器市場(chǎng)強勁增長(cháng)，2015年達到3.51億美元，預計2021年將達到7.09億美元，2015~2021年的復合年增長(cháng)率為12.4%。

　　正在來(lái)臨的機器人技術(shù)革命將覆蓋廣泛的市場(chǎng)

　　由于各種應用領(lǐng)域的推動(dòng)，2015~2021年無(wú)人機和機器人市場(chǎng)的復合年增長(cháng)率為9.4%，預計2021年將達到460億美元。

　　當前，我們見(jiàn)證了無(wú)人機和機器人市場(chǎng)的新興活力，以及對關(guān)鍵傳感器技術(shù)（如MEMS和圖像傳感器）的需求。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)成熟的市場(chǎng)（如手機和汽車(chē)）正被創(chuàng )新者帶入新興的無(wú)人機和機器人領(lǐng)域。由于新的應用出現，加強了對傳感器技術(shù)的需求，形成了良性循環(huán)。

                      

　　                        2015~2021年無(wú)人機和機器人不同市場(chǎng)的營(yíng)收情況

 

　　無(wú)人機和機器人最大的兩個(gè)市場(chǎng)是國防和工業(yè)，兩者都歸功于美國和中國的政府政策。近年來(lái)，東太平洋一側已經(jīng)在進(jìn)行大規模的機器人投資，西太平洋也在機器人制造方面進(jìn)行類(lèi)似規模的投入。在全球范圍內，美國通過(guò)機器人增強了自身的工業(yè)生產(chǎn)能力，而中國通過(guò)最新的機器人技術(shù)還提高了軍事能力。

　　經(jīng)過(guò)深入研究，我們已經(jīng)確定了無(wú)人機和機器人的至少十個(gè)新應用，每年將產(chǎn)生超過(guò)10億美元的營(yíng)收。由于眾多新應用覆蓋廣泛的市場(chǎng)，包括消費類(lèi)無(wú)人機、自動(dòng)駕駛汽車(chē)、服務(wù)機器人、外骨骼、遠程監控等，無(wú)人機和機器人市場(chǎng)將逐步走出軍事和工業(yè)領(lǐng)域。這些新應用對未來(lái)五年復合年增長(cháng)率的貢獻在40%以上。

　　對于每個(gè)市場(chǎng)，多種機器人及其應用正受到眾多新興廠(chǎng)商的關(guān)注和探討。多種競爭技術(shù)共存——這是早期市場(chǎng)固有的復雜性。本報告介紹了這個(gè)復雜的生態(tài)系統，其中一些應用市場(chǎng)將引起機器人的“寒武紀生命大爆發(fā)（Cambrian Explosion）”。

　　傳感器是新興的機器人技術(shù)革命的關(guān)鍵要素

　　機器人是一個(gè)由執行機構、驅動(dòng)裝置、感測裝置和控制系統和復雜機械等組成的閉環(huán)裝置。當前工業(yè)革命（工業(yè)4.0）面臨的突出需求——感測裝置（傳感器），工業(yè)界希望把各種傳感器引入工業(yè)生產(chǎn)中，利用它獨有的數據采集等優(yōu)勢，打造高度智能化的生產(chǎn)模式。這給傳感器行業(yè)帶來(lái)無(wú)限發(fā)展機遇。手機和汽車(chē)已經(jīng)在聲學(xué)、光學(xué)和位置傳感器方面有了成熟的應用經(jīng)驗，而新的傳感器（如觸覺(jué)、微波和環(huán)境傳感器）將逐步應用于無(wú)人機和機器人。

　　傳感器在機器人的控制中起了非常重要的作用，正因為有了傳感器，機器人才具備了類(lèi)似人類(lèi)的知覺(jué)功能和反應能力。為了檢測作業(yè)對象及環(huán)境或機器人與它們的關(guān)系，在機器人上安裝了視覺(jué)傳感器、力覺(jué)傳感器、接近覺(jué)傳感器、超聲波傳感器和聽(tīng)覺(jué)傳感器等，大大改善了機器人工作狀況，使其能夠更充分地完成復雜的工作。隨著(zhù)傳感器技術(shù)的進(jìn)一步完善，機器人的功能越來(lái)越強大，將在許多領(lǐng)域為人類(lèi)做出更大貢獻。

　　光學(xué)傳感器，尤其是可見(jiàn)光攝像頭、激光雷達和3D攝像頭，是無(wú)人機和機器人市場(chǎng)爆發(fā)的主要受益者。聲學(xué)和位置傳感器也將享受無(wú)人機和機器人市場(chǎng)帶來(lái)的紅利——兩位數年增長(cháng)率。目前，應用于無(wú)人機和機器人的傳感器市場(chǎng)為3.51億美元，預計到2021年將達到7.09億美元，復合年增長(cháng)率為12.4%。

                      

　　                   2010~2021年應用于無(wú)人機和機器人的傳感器市場(chǎng)營(yíng)收預測

 

　　在我們研究中，最令人大開(kāi)眼界的發(fā)現是傳感器的市場(chǎng)營(yíng)收來(lái)自非常多樣的應用領(lǐng)域，包括消費、商業(yè)、運輸、醫療、安防、工業(yè)和國防等。從市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)角度來(lái)看，這對專(zhuān)注于幾個(gè)特殊利基市場(chǎng)的小公司特別有利。無(wú)人機和機器人市場(chǎng)是新興傳感技術(shù)的完美目標。

　　關(guān)鍵技術(shù)正在研發(fā)中，如3D攝像頭、激光雷達和超精密陀螺儀

　　新興廠(chǎng)商，如Parrot、iRobot和大疆創(chuàng )新（DJI），已經(jīng)能夠從它們的技術(shù)和市場(chǎng)中挖掘出顯著(zhù)的價(jià)值。上述公司是無(wú)人機和機器人創(chuàng )新公司的楷模，因為它們有能力從新的傳感子系統中創(chuàng )造新品、挖掘價(jià)值，如iRobot的Vision SLAM、Parrot的電子穩定攝像頭、大疆創(chuàng )新的陀螺儀穩定萬(wàn)向支架。掌握傳感技術(shù)對于無(wú)人機和機器人公司來(lái)說(shuō)，是至關(guān)重要的。

                         

　                               　應用于無(wú)人機和機器人的傳感器發(fā)展路線(xiàn)圖

 

　　另一方面，目前正在研發(fā)中的傳感器正經(jīng)歷一個(gè)困難時(shí)期，公司努力尋找關(guān)鍵的市場(chǎng)應用，以維持研發(fā)工作。傳感器公司通常依賴(lài)于其它市場(chǎng)或是希望另一方發(fā)展，如物聯(lián)網(wǎng)。因此，系統制造商與傳感器公司行為之間存在一定的不匹配性。在最壞的情況下，傳感器公司可能錯失整個(gè)生態(tài)系統的機遇。

                     

　　                                   應用于無(wú)人機和機器人的傳感器

 

　　一方面，市場(chǎng)上有很多非常合適的技術(shù)。超聲波傳感器、接近傳感器、慣性測量單元、磁性和光學(xué)編碼器，當然，小型攝像頭模組也都可以集成于無(wú)人機和機器人。另一方面，新型傳感器正準備改變我們的世界。3D感測（3D攝像頭、聲納、雷達和激光雷達）和其它傳感技術(shù)，如多光譜、紅外成像和氣體感測等，將是機器人革命必備的要素。最后，軟件算法也不能忽視，傳感器融合算法（從慣性傳感器、圖像傳感器到3D成像和測距儀）是保證機器人正常運行的無(wú)形因素。無(wú)人機和機器人為傳感器和系統制造商帶來(lái)了重大機遇！