袁佳煒 張新景 覃傲 谷芳

摘 ?要：掃地機(jī)器人是現(xiàn)如今一款很受消費(fèi)者歡迎的家用服務(wù)型機(jī)器人，它不僅解決了人們繁瑣的家庭清潔問(wèn)題，還改善了人類生活質(zhì)量，成為室內(nèi)清潔助手。但目前，掃地機(jī)器人在國(guó)內(nèi)并未得到廣泛普及和應(yīng)用。該文對(duì)家庭掃地機(jī)器人市場(chǎng)需求及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，以探討掃地機(jī)器人的市場(chǎng)前景和發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：掃地機(jī)器人 ?市場(chǎng)需求 ?發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TP242 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）07（a）-0073-03

Abstract： Sweeping robot is a very popular household service robot nowadays. It not only solves the tedious household cleaning problem， but also improves the quality of human life and becomes an indoor cleaning assistant. But at present， the sweeping robot has not been widely popularized and applied in China. In this paper， the market demand and development trend of home sweeping robots are analyzed to explore the market prospects and development direction of sweeping robots.

Key Words： Sweeping robot; Market demand; Development trend

掃地機(jī)器人是把清掃技術(shù)與吸塵技術(shù)有機(jī)地融合到一起，具有半自動(dòng)化或自動(dòng)化清潔功能的智能產(chǎn)品[1]。隨著人們生活節(jié)奏和社會(huì)老齡化進(jìn)程不斷加快、住房面積的不斷改善以及人們對(duì)便捷、舒適生活的追求不斷提高，從繁瑣的家務(wù)勞動(dòng)中解脫出來(lái)成為人們?nèi)找鎻?qiáng)烈的愿望，這促進(jìn)了掃地機(jī)器人在家庭服務(wù)業(yè)的飛速發(fā)展和不斷壯大。2012年，全球掃地機(jī)器人市場(chǎng)零售額為10.4億美元，2018年則翻了3番，達(dá)到35.3億美元，預(yù)計(jì)到2022年，這一數(shù)字將猛增至54.6億美元。自從1996年第一代掃地機(jī)問(wèn)世以來(lái)，歷經(jīng)幾代人的不懈努力，掃地機(jī)器人在技術(shù)層面被不斷改進(jìn)和完善。在我國(guó)，隨著科學(xué)技術(shù)和人工智能的不斷發(fā)展和成熟，在掃地機(jī)器人方面的研究也不斷取得重大成果，如今，作為人類家庭生活的高科技伙伴，在歐美市場(chǎng)一直熱售的掃地機(jī)器人正逐漸走進(jìn)中國(guó)居民普通家庭。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2013—2018年，國(guó)內(nèi)掃地機(jī)器人銷量逐年增多，零售規(guī)模已達(dá)到300多萬(wàn)臺(tái)。現(xiàn)就家庭掃地機(jī)器人市場(chǎng)需求及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行綜述，以分析掃地機(jī)器人在中國(guó)市場(chǎng)的前景和發(fā)展方向。

1 ?家庭掃地機(jī)器人市場(chǎng)需求

1.1 人口老齡化進(jìn)程加快

人口老齡化是指一個(gè)國(guó)家或地區(qū)60歲及以上老年人口超過(guò)10%，或65歲及以上老年人口超過(guò)7%，即提示該國(guó)家或地區(qū)已進(jìn)入老齡化社會(huì)。1864年，法國(guó)成為第一個(gè)進(jìn)入老齡化社會(huì)的國(guó)家，其后，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本、新加坡、韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家也紛紛進(jìn)入老齡化國(guó)家行列。我國(guó)進(jìn)入老齡化國(guó)家較晚，距今有20多年時(shí)間，但發(fā)展速度較快[2，3]。截止到2016年，我國(guó)65歲以上人口已高達(dá)11%。人口老齡化給社會(huì)保障體系及養(yǎng)老服務(wù)體系建設(shè)帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)的同時(shí)，也為老齡產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇。研究認(rèn)為，在人口老齡化社會(huì)中，人們會(huì)逐漸降低對(duì)能源的生產(chǎn)型需求，轉(zhuǎn)而加大對(duì)能源的生活型需求[4]，可見(jiàn)掃地機(jī)器人作為家庭清潔助手在這方面具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間。

1.2 居民居住條件改善

近20年來(lái)，我國(guó)連續(xù)實(shí)施居民住房條件改善政策，人們的住房條件及住房面積均得到大幅度改觀。2016年，我國(guó)城市人均居住建筑面積達(dá)到36.6m2，較1998年住房制度改革之初幾乎翻了一番[5]。如今，人們對(duì)居住環(huán)境的要求已不再滿足于“夠住”，配套獨(dú)立餐廳、書(shū)房、儲(chǔ)物間、會(huì)客室等具有更大生活空間的居住環(huán)境成為人們今后對(duì)住房條件提出的更高要求。在住房面積增多的同時(shí)，如何解決舒適生活與家務(wù)勞動(dòng)之間的矛盾，成為越來(lái)越多職場(chǎng)人員必須面對(duì)的問(wèn)題。掃地機(jī)器人作為家務(wù)助手，其在家庭清潔方面的優(yōu)勢(shì)將會(huì)逐漸得到體現(xiàn)并受到青睞和重視。

1.3 生活節(jié)奏加快

如今，城市化進(jìn)程的加快帶來(lái)人們快節(jié)奏的生活，在都市生活的現(xiàn)代人工作愈發(fā)忙碌，社會(huì)活動(dòng)愈發(fā)頻繁，空閑時(shí)間愈發(fā)減少，留給做家務(wù)和做清潔的時(shí)間和精力愈發(fā)有限。在這種生活模式下，智能化家居時(shí)代悄然來(lái)臨，消費(fèi)者對(duì)掃地機(jī)器人的剛性需求也逐步顯現(xiàn)。掃地機(jī)器人將會(huì)越來(lái)越多地進(jìn)入人們的日常生活用于家庭地面清潔，從而便于人們將主要精力轉(zhuǎn)移到工作、學(xué)習(xí)、社交等更重要的事務(wù)之中。

1.4 消費(fèi)人群對(duì)智能化產(chǎn)品的認(rèn)知度提高

目前，80后、90后人群逐漸成為消費(fèi)的主力軍，與傳統(tǒng)的消費(fèi)觀念相比，這部分人群對(duì)掃地機(jī)器人等智能化產(chǎn)品表現(xiàn)出更高的認(rèn)知度、認(rèn)可度和需求量[6]。

1.5 人工費(fèi)持續(xù)升高

隨著人們工作、生活節(jié)奏的加快，部分家庭選擇通過(guò)有償聘請(qǐng)保潔人員進(jìn)行清潔服務(wù)，這在很大程度上解決了人們家務(wù)勞動(dòng)的煩惱。但近年來(lái)，勞動(dòng)力再生產(chǎn)成本及機(jī)會(huì)成本的增加、供需關(guān)系的變化以及勞動(dòng)力供給質(zhì)量的提高，都對(duì)用工成本產(chǎn)生深刻影響，使其保持持續(xù)較快增長(zhǎng)[7]，使得通過(guò)該途徑解決家庭清潔問(wèn)題需要承擔(dān)的費(fèi)用不斷增加。在這種大背景下，掃地機(jī)器人進(jìn)入越來(lái)越多消費(fèi)者的視線，并在越來(lái)越多的家庭承擔(dān)起地面清掃工作。

2 ?家庭掃地機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)

2.1 家庭掃地機(jī)器人發(fā)展史

2.1.1 第一代掃地機(jī)

1996年，瑞典伊萊克斯制造了第一臺(tái)三葉蟲(chóng)掃地機(jī)，成為家庭服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域劃時(shí)代產(chǎn)品。該款掃地機(jī)采用單滾刷設(shè)計(jì)進(jìn)行地面清掃，并具有自動(dòng)回充和防跌落功能，在一定程度上替代了人們的清掃工作[8]。但三葉草掃地機(jī)問(wèn)世以來(lái)，并未引起消費(fèi)者的親睞和關(guān)注，究其原因主要存在以下幾個(gè)方面的不足：首先，該款機(jī)器在反應(yīng)速度、運(yùn)算速度及行進(jìn)速度方面都比較慢，導(dǎo)致其清掃效率不盡人意;其次，三葉蟲(chóng)掃地機(jī)過(guò)高的外形設(shè)計(jì)限制了其對(duì)家具底部的清掃;最后，過(guò)于昂貴的價(jià)格也使普通消費(fèi)者難以承受。

2.1.2 第二代掃地機(jī)器人

2002年，美國(guó)iRobot研制成功Roomba掃地機(jī)器人。該款產(chǎn)品推出“邊刷+滾刷+吸塵口”的三段式清掃結(jié)構(gòu)，這一發(fā)明對(duì)掃地機(jī)器人的發(fā)展具有重要的里程碑意義。其一經(jīng)上市就引起消費(fèi)者極大關(guān)注，由此開(kāi)啟了掃地機(jī)器人的快速發(fā)展階段。Roomba掃地機(jī)器人在外形設(shè)計(jì)上將機(jī)身厚度降到12cm以下，同時(shí)增加邊刷設(shè)計(jì)，提高了家具底部及墻角清掃能力。但其采用大清潔算法和隨機(jī)碰撞式清掃路線，使其具有先天設(shè)計(jì)不足，導(dǎo)致清掃范圍覆蓋率較低，清掃不徹底;同時(shí)，噪音大及吸力弱也是該款機(jī)器缺陷之一。

2.1.3 第三代掃地機(jī)器人

2004年，美國(guó)iRobot又推出了一款與燈塔定位裝置配套使用的掃地機(jī)，以期解決清掃遺漏問(wèn)題。該款掃地機(jī)通過(guò)接收燈塔發(fā)出的信號(hào)，以此對(duì)自己和燈塔的距離進(jìn)行精確判斷。該定位技術(shù)使掃地機(jī)覆蓋率大幅提升，大大提高了清掃質(zhì)量和效率。但這款掃地機(jī)對(duì)燈塔的擺放位置和數(shù)量提出較高要求，擺放不當(dāng)會(huì)對(duì)覆蓋率造成較大影響。同時(shí)，燈塔本身價(jià)格過(guò)高也使大批消費(fèi)者望而卻步。

2.1.4 第四代掃地機(jī)器人

2008年，具有攝像頭定位功能的規(guī)劃式掃地機(jī)器人問(wèn)世。這種類型的掃地機(jī)器人采用攝像頭掃描周圍環(huán)境，并通過(guò)紅外傳感器和數(shù)學(xué)算法對(duì)房間進(jìn)行測(cè)繪導(dǎo)航，判斷移動(dòng)路線，并進(jìn)行實(shí)時(shí)更新和調(diào)整，最終完成清掃工作。其很好地解決了定位問(wèn)題，并對(duì)清掃路線進(jìn)行規(guī)劃，使清掃遺漏率大大降低。但該款掃地機(jī)器人對(duì)光線較為敏感，在光線不足的情況下無(wú)法正常工作;且制造成本依舊較高，無(wú)法在普通消費(fèi)者中間廣泛普及。

2.1.5 第五代掃地機(jī)器人

2010年，美國(guó)Neato推出一款具有激光雷達(dá)測(cè)距功能的掃地機(jī)器人，這款掃地機(jī)器人安裝了360°旋轉(zhuǎn)激光測(cè)距儀，可進(jìn)行即時(shí)定位與環(huán)境地圖三維構(gòu)建，從而合理規(guī)劃清掃路線，使清掃效率及覆蓋率均得到有力保證。此外，Neato掃地機(jī)器人還可實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)式清掃，即回充完畢，可以回到上次清掃地點(diǎn)繼續(xù)工作。該款機(jī)器在同類產(chǎn)品中處于領(lǐng)先地位，并得到國(guó)外消費(fèi)者廣泛認(rèn)可;但其價(jià)格雖較前幾代掃地機(jī)器人有了大幅下降，仍然較國(guó)產(chǎn)機(jī)型價(jià)格偏高，這在一定程度上限制了該款機(jī)器在國(guó)內(nèi)的推廣。

2.2 家庭掃地機(jī)器人研究現(xiàn)狀

如今，隨著智能化程度的提升及其在算法領(lǐng)域的拓展，高效清潔系統(tǒng)與路徑規(guī)劃能力多位一體的功能設(shè)計(jì)成為目前掃地機(jī)器人的特色[9]。同時(shí)，經(jīng)過(guò)不斷優(yōu)化升級(jí)和革新，掃地機(jī)器人在體型、外觀、功能等組成和性能上均發(fā)生了巨大變化[10]，三角形、“D”字形等變形掃地機(jī)器人不斷涌現(xiàn)，清掃覆蓋面積更是高達(dá)99.1%;在規(guī)劃清掃、自動(dòng)回充、障礙脫困和APP遠(yuǎn)程操作方面的研發(fā)也已經(jīng)相對(duì)成熟，在人工智能方面更是取得了長(zhǎng)足進(jìn)步[11-13]。深耕掃地機(jī)器人領(lǐng)域多年的各大企業(yè)在清潔系統(tǒng)和路徑規(guī)劃能力方面不斷革新，均研制開(kāi)發(fā)了自身核心技術(shù)或獨(dú)到之處。

2.2.1 高效清潔系統(tǒng)

iRobot推出的Rooma980掃地機(jī)器人采用進(jìn)階版三重高效清潔系統(tǒng)，可對(duì)地面上大多數(shù)類型的污垢進(jìn)行清除，甚至對(duì)地毯或地墊上的污垢也同樣適用;同時(shí)，該設(shè)備采用高效微塵濾網(wǎng)，可對(duì)小至10μm的微塵進(jìn)行清除。科沃斯根據(jù)仿生學(xué)原理開(kāi)發(fā)的藍(lán)鯨清潔系統(tǒng)2.0掃地機(jī)器人，具有強(qiáng)吸力、大容量的特點(diǎn)，該款設(shè)備配置300mL微控水箱，單次加滿水即可完成對(duì)整間房屋的清潔。浦桑尼克推出具有升降浮動(dòng)清潔系統(tǒng)的掃地機(jī)器人，針對(duì)凹凸不平的地面能夠智能地自動(dòng)升降，增大覆蓋面積。戴森掃地機(jī)器人則采用多圓錐氣旋集沉技術(shù)，配置一體式坦克履帶以及二代數(shù)碼電機(jī)，吸力更大，甚至可以吸附過(guò)敏原。

2.2.2 路徑規(guī)劃能力

視覺(jué)探測(cè)是路徑規(guī)劃的核心，在這一方面，iRobot主要采用全景攝像頭技術(shù)，并配備vSLAMTM視覺(jué)運(yùn)算處理技術(shù);科沃斯采用LDS激光雷達(dá)技術(shù);戴森采用陀螺儀和全景攝像頭技術(shù);小米則在Neato LDS激光雷達(dá)技術(shù)的基礎(chǔ)上搭載了自主研發(fā)的傳感器[6]。

2.3 家庭掃地機(jī)器人的發(fā)展方向

目前，掃地機(jī)器人在人機(jī)互動(dòng)、圖像識(shí)別等智能物聯(lián)領(lǐng)域還處于探索階段，未來(lái)掃地機(jī)器人將在融合型傳感系統(tǒng)、功能定位、智能化程度、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等方面取得長(zhǎng)足進(jìn)步和發(fā)展。傳感器、芯片等核心硬件將趨向于更加微型化、集成化和高效化，軟件開(kāi)發(fā)將不斷優(yōu)化各種算法，使掃地機(jī)器人更具智能化。

3 ?家庭掃地機(jī)器人存在問(wèn)題和分析

目前，掃地機(jī)器人在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上有了一定基礎(chǔ)，但仍存在某些問(wèn)題，需要繼續(xù)深入研究，主要包括以下幾個(gè)方面：第一，掃地機(jī)器人的性價(jià)比依然存在上行空間。價(jià)格是影響銷量和普及的關(guān)鍵因素，因此有必要在保證清掃質(zhì)量的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)專用的運(yùn)動(dòng)控制和衛(wèi)星傳感器及數(shù)字處理芯片來(lái)降低成本。第二，對(duì)角落及直角空間的清掃質(zhì)量有待提高。目前，掃地機(jī)器人在角落及直角空間的清掃方面辦法不多，導(dǎo)致墻角、沙發(fā)及電視柜底部、空調(diào)周圍、椅凳下方等區(qū)域的清掃率大打折扣，僅達(dá)到50%～70%。因此，針對(duì)此類問(wèn)題的升級(jí)改造勢(shì)在必行。第三，噪音仍需得到進(jìn)一步消減。目前，多數(shù)掃地機(jī)器人工作時(shí)產(chǎn)生的噪音已比早期產(chǎn)品有較大改善，但仍對(duì)人們家庭生活和作息產(chǎn)生一定影響，由此成為該類產(chǎn)品未來(lái)發(fā)展方向。第四，極限清潔能力尚存在優(yōu)化潛力。研究表明，掃地機(jī)器人對(duì)硬幣、綠豆、樹(shù)葉、果殼等具有一定重量的物體明顯吸力不足，未來(lái)在這方面的研究開(kāi)發(fā)不可忽視。第五，針對(duì)掃地機(jī)器人的宣傳力度有待加強(qiáng)。雖然人們可支配收入持續(xù)增長(zhǎng)促進(jìn)了其對(duì)掃地機(jī)器人的購(gòu)買欲望，但消費(fèi)者對(duì)掃地機(jī)器人產(chǎn)品的了解仍相對(duì)較少，導(dǎo)致該產(chǎn)品人在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)滲透率不高。因此，加強(qiáng)宣傳推廣將是掃地機(jī)器人領(lǐng)域今后一個(gè)時(shí)期的發(fā)展方向。

4 ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為一種新興行業(yè)，掃地機(jī)器人在家務(wù)服務(wù)界尚存在許多亟待解決的技術(shù)性問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，掃地機(jī)器人行業(yè)良性、有序的發(fā)展，以及人們對(duì)掃地機(jī)器人認(rèn)知度的上升，該類產(chǎn)品必將更加貼近生活、服務(wù)大眾，為人們的生活帶來(lái)便利，也為更多消費(fèi)者所接受，具有良好的發(fā)展前景。

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