機器人教育(Educational Robotics)是一系列的活動、教學(xué)課程、實體平臺、教育資源或教育哲學(xué),一般來說,模塊化機器人和機器人套件是機器人教育中常見的輔助產(chǎn)品。
教育服務(wù)機器人(Educational Service Robots)是具有教與學(xué)智能的服務(wù)機器人,是服務(wù)機器人的一個細分種類。該種類通常被應(yīng)用與進行STEAM教育、語言學(xué)習(xí)、特殊人群學(xué)習(xí)等主題的輔助與管理教學(xué)中。區(qū)別于機器人教育中常見的產(chǎn)品,教育服務(wù)機器人具有固定的結(jié)構(gòu),一般不支持用戶自行拆裝。
產(chǎn)業(yè)全景圖譜
教育機器人產(chǎn)業(yè)鏈主要包括核心零部件、軟件與操作系統(tǒng)、內(nèi)容植入以及整機制造與應(yīng)用服務(wù)。核心零部件主要包括芯片、控制器、原材料、傳感器、減速器以及一些其他零部件;軟件與操作系統(tǒng)主要是技術(shù)模塊、系統(tǒng)集成、導(dǎo)航以及語音服務(wù)等。系統(tǒng)集成以及技術(shù)支持主要是在云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等方面加速服務(wù)機器人智能化進程。內(nèi)容植入包括教育課程植入、教學(xué)案例植入、音樂、故事等教學(xué)內(nèi)容植入;整機制造與下游應(yīng)用主要是早教陪伴領(lǐng)域、steam益智玩具、積木編程以及編程機器人等領(lǐng)域。
教育機器人上游核心零部件中ABB、KUKA等國外廠商在核心零部件領(lǐng)域占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢,國內(nèi)企業(yè)在激光雷達傳感器、AI芯片等新興技術(shù)領(lǐng)域?qū)で笸黄疲壳耙讶〉秒A段性成果,主要企業(yè)有沈陽新松、地平線、寒武紀等。在軟件與操作系統(tǒng)中,國內(nèi)企業(yè)在人工智能的技術(shù)浪潮中保持了國際領(lǐng)先地位,語音/圖像識別、語義理解、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)加速了服務(wù)機器人的發(fā)展,主要企業(yè)有科大訊飛、阿里云、華為等。內(nèi)容植入主要企業(yè)有騰訊兒童、阿優(yōu)文化、圣智學(xué)習(xí)、沃迪英語等企業(yè);下游應(yīng)用的早教陪護機器人主要企業(yè)有科大訊飛、金鷹卡通衛(wèi)視、未來人工智能科技、鑫益嘉科技、能力風(fēng)暴等企業(yè)。
行業(yè)產(chǎn)品分類
從教育服務(wù)的對象及可能的應(yīng)用場域出發(fā),有兩大分析框架——產(chǎn)品分析框架和市場分析框架。依據(jù)產(chǎn)品分析框架,教育機器人產(chǎn)品可分為以下5大層級:
行業(yè)收入模式
機器人教育和教育服務(wù)機器人在中小學(xué)生教育領(lǐng)域的應(yīng)用往往是相輔相成的。目前教育機器人有三種收入模式,一是對學(xué)校銷售,企業(yè)為學(xué)校提供打包方案——編程實驗室,包括機器人產(chǎn)品、編程課程設(shè)計、教學(xué)軟件平臺、老師培訓(xùn)等,由學(xué)校教師在學(xué)校帶領(lǐng)學(xué)生使用學(xué)習(xí);二是機構(gòu)培訓(xùn),市場培訓(xùn)機構(gòu)購買/加盟教育機器人的產(chǎn)品和課程,提供商業(yè)化培訓(xùn)課程,由機構(gòu)老師帶領(lǐng)孩子學(xué)習(xí),時間一般為周末及寒暑假;三是C端銷售,家長購買后在家庭中陪孩子使用學(xué)習(xí),時間靈活。教育機器人的銷售首先在學(xué)校和機構(gòu)培訓(xùn)開始放量,通過學(xué)?;驒C構(gòu)教師的專業(yè)權(quán)威性進行市場培育,C端銷售家庭使用作為補充,目前滲透率還較低。
行業(yè)政策匯總
截至2020年我國教育機器人行業(yè)政策頻發(fā),政策扶持力度較大。
行業(yè)市場驅(qū)動力
——市場驅(qū)動力較強,發(fā)展前景廣闊
我國全面二孩政策明顯提高了義務(wù)教育在校學(xué)生數(shù),預(yù)計2027年我國小學(xué)在校學(xué)生將達到最大值約1億人,大大增加教育機器人面對的市場基數(shù);疊加政策大力扶持人工智能中小學(xué)落地化,大力推廣建立人工智能實驗室、編程實驗室及推廣比賽,使教育機器人需求激增;中產(chǎn)階級的教育焦慮,以免孩子輸在起跑線上,從而大力投入教育、支出以及消費升級等因素,共同驅(qū)動教育機器人行業(yè)發(fā)展,教育機器人未來將會擁有非常廣闊的前景。
行業(yè)市場容量
——小學(xué)教育機器人容量為89億元
小學(xué)低年級階段對應(yīng)的教育機器人主要為STEM益智玩具、積木編程等,小學(xué)高年級階段則主要為編程機器人。根據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2019年我國小學(xué)在校生人數(shù)約1.06億人,按照1.2%的教育機器人滲透率和人均7000元/年的學(xué)費測算,2019年小學(xué)教育機器人的市場空間有89億元。
——初高中教育機器人容量為70億元
中學(xué)教育機器人以編程機器人為主,相關(guān)的編程比賽較多,逐步與升學(xué)掛鉤,對應(yīng)的中學(xué)生家長支付意愿更強。根據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計的普通高中和初中階段教育在校生數(shù)據(jù),2019年我國初高中在校生總數(shù)約7241.40萬人;以1.2%的教育機器人市場滲透率和8000元/年的人均學(xué)費推算,2019年我國初高中教育機器人市場容量達到70億元。
——課外興趣班教育機器人容量為117億元
由于機器人教育在學(xué)校課堂的滲透率較低,在學(xué)生家長尤其是中產(chǎn)階級家長的教育焦慮和收入提高下,課外機器人教育的市場茂盛生長。商業(yè)機構(gòu)培訓(xùn)對行業(yè)趨勢敏感,發(fā)展最早,目前全國已有數(shù)千家培訓(xùn)機構(gòu),各階段產(chǎn)品、培訓(xùn)各個環(huán)節(jié)均有涉及。以2%的市場滲透率進行測算,2018年我國課外興趣班教育機器人市場空間已經(jīng)突破100億元,2019年市場容量約117億元。
行業(yè)競爭格局
——教育機器人公司兩大類:1)設(shè)備提供商;2)另一類是服務(wù)提供商
國內(nèi)教育機器人公司主要分為兩大類,一類是設(shè)備提供商,另一類是服務(wù)提供商。從教育機器人產(chǎn)品類型來看,樂高系目前在國內(nèi)市場份額最大、中國系和韓國系也具有一定的市場份額。目前國內(nèi)機器人教育培訓(xùn)教具70%都是丹麥的樂高,樂高教育是總代理,業(yè)務(wù)模式是合作伙伴分銷樂高產(chǎn)品,并提供相關(guān)服務(wù),比如西覓亞、樂創(chuàng)等;樂博樂博獨家代理韓國樂博機器人;國內(nèi)主要是哈工大機器人、能力風(fēng)暴機器人;從機器人教育服務(wù)提供來看,目前國內(nèi)規(guī)模較大的機器人教育企業(yè)主要有樂博樂博、童程童美、樂創(chuàng)教育、博佳機器人、棒棒貝貝機器人、好小子機器人、鳳凰機器人等。
——行業(yè)市場集中度較低,樂高系為代表的國外教育機器人占主導(dǎo)地位
我國教育機器人行業(yè)市場集中度較低,尤其是國內(nèi)企業(yè)市場份額較小,以樂高為代表的國外教育機器人在國內(nèi)市場占有較大的市場份額。國內(nèi)教育機器人的企業(yè)主要由三大派系組成,具體情況如下表:
行業(yè)主要產(chǎn)品及價位
——行業(yè)產(chǎn)品市場價格集中在在699-899元之間
從教育機器人功能分類看,早教陪護系列市場規(guī)模最大,但產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重,體驗一般,容易陷入價格戰(zhàn),目前市場價格在699-899元之間;編程機器人切中STEM教育的剛需和比賽掛鉤升學(xué)的痛點,對應(yīng)的中學(xué)生家長支付意愿更高,國內(nèi)產(chǎn)品主流價格在幾百到一千元之間,性價比最高;類人機器人價格最昂貴,普遍在3000元以上,以優(yōu)必選的Alpha系列和能力風(fēng)暴的珠穆朗瑪峰系列為代表,當(dāng)前定位仍比較模糊,教育價值相對較低,更看好長期市場發(fā)展。
行業(yè)存在痛點
——行業(yè)痛點也是發(fā)展重點,研究方向?qū)W⑵叽箢I(lǐng)域
盡管我國教育機器人行業(yè)正處于快速發(fā)展階段,且未來發(fā)展前景較好,但是在行業(yè)發(fā)展過程中仍存在一些限制發(fā)展的痛點需要解決。具體來看,在機構(gòu)層面,行業(yè)規(guī)范性欠缺,進而導(dǎo)致機器人教育產(chǎn)品缺乏規(guī)范性;配套設(shè)施不足導(dǎo)致普及難度大。在教學(xué)過程層面,行業(yè)存在課程缺乏科學(xué)規(guī)劃,競賽活動商業(yè)化嚴重,師資隊伍良莠不齊等問題。在客戶方面,存在培訓(xùn)不足,普及率低等問題。未來要保證行業(yè)健康、快速、持續(xù)發(fā)展,解決這些痛點將是重中之重。
教育機器人研究關(guān)注的七個研究方向即:外觀、聽覺能力、視覺能力、認人能力、口說能力、同理心與情緒以及長期互動。其中,外觀是教育機器人設(shè)計的重要問題,也是目前研究最為普及和深入的領(lǐng)域,因為特別是對兒童而言,外觀會影響兒童對機器人好惡的評判,不良的外觀甚至?xí)寖和a(chǎn)生恐懼感與夢魘,從而直接反應(yīng)在教學(xué)效果上;聽覺能力、視覺能力、認人能力、口說能力方面的研究也已有所突破;但是同理心與情緒以及長期互動的研究還處于相對初級的階段,是未來技術(shù)突破的重點。
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