了解機(jī)器人之于教育發(fā)展的現(xiàn)今與未來

“比爾蓋茨曾預(yù)言，機(jī)器人的普及將像個(gè)人電腦的普及一樣，徹底改變這個(gè)時(shí)代的生活方式。現(xiàn)今，有那么一種呆萌可愛的機(jī)器人已經(jīng)或即將走進(jìn)你的家庭，陪伴你的孩子學(xué)習(xí)、交流、成長(zhǎng)，成為孩子們的最佳小伙伴兒，他就是教育機(jī)器人！教育是機(jī)器人走進(jìn)每個(gè)家庭的主要途徑，教育機(jī)器人成為市場(chǎng)炙手可熱的產(chǎn)品，機(jī)器人教育成為學(xué)校最受追捧的課程……讓我們帶你一起了解機(jī)器人之于教育發(fā)展的現(xiàn)今與未來。”

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教育機(jī)器人：寓教于樂，科技促學(xué)

教育機(jī)器人市場(chǎng)欣欣向榮。作為服務(wù)機(jī)器人的主力軍，教育機(jī)器人以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為目標(biāo)，逐漸成為市場(chǎng)的寵兒。極客爸爸和奇幻工房聯(lián)合發(fā)布的《2017全球教育機(jī)器人行業(yè)研究報(bào)告》中指出，2017年全球教育機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到8.19億美元，預(yù)計(jì)2018年全球教育機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到9.82億美元，2021年將有望超出20億美元。2017年中國(guó)占據(jù)全球教育機(jī)器人市場(chǎng)份額10.8%，2018年中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)到7.6億人民幣，增速達(dá)24.59%。根據(jù)近幾年中國(guó)教育機(jī)器人市場(chǎng)蓬勃發(fā)展的景象，可以預(yù)見未來還將持續(xù)增長(zhǎng)。

教育機(jī)器人專利申請(qǐng)量逐年提高。2010-2017年，我國(guó)教育機(jī)器人專利申請(qǐng)數(shù)量總體上呈上升趨勢(shì)。2013年之前我國(guó)教育機(jī)器人專利的申請(qǐng)數(shù)量增長(zhǎng)緩慢，2013年教育機(jī)器人行業(yè)專利申請(qǐng)數(shù)量達(dá)到84件，2017年達(dá)到551件。教育機(jī)器人專利不斷增加，表明該領(lǐng)域技術(shù)水平不斷提高，機(jī)器人在該領(lǐng)域的研究地位也在穩(wěn)步提升。

應(yīng)用場(chǎng)景多維。教育機(jī)器人產(chǎn)品可以應(yīng)用于家庭、學(xué)校、工業(yè)及商業(yè)等各種場(chǎng)所，從嬰幼兒到老年人幾乎覆蓋了所有年齡段。針對(duì)不同年齡段的使用對(duì)象，教育機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景也不盡相同?，F(xiàn)有的應(yīng)用場(chǎng)景大致可以分為幼兒和兒童的陪伴，中小學(xué)學(xué)生的課堂教育和遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)，較小眾的是專業(yè)場(chǎng)所的教育培訓(xùn)。教育機(jī)器人雖然不能完全取代家長(zhǎng)和教師，但它毋庸置疑將成為今后教育環(huán)節(jié)中不可或缺的重要角色。下圖是《2016全球教育機(jī)器人發(fā)展白皮書》中對(duì)40個(gè)關(guān)注度較高的教育機(jī)器人產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)測(cè)，得到教育機(jī)器人在使用對(duì)象和應(yīng)用場(chǎng)景維度中的分布。

圖片來源：《2016全球教育機(jī)器人發(fā)展白皮書》

教育機(jī)器人最重要的市場(chǎng)是幼兒園和小學(xué)的兒童?，F(xiàn)今，教育機(jī)器人集成了課堂學(xué)習(xí)、趣味百科、唐詩(shī)宋詞、藝術(shù)教程、兒童歌謠等等，吸引力十足的人機(jī)交互形式讓孩子們學(xué)習(xí)興趣高漲，孩子得到全面和有針對(duì)性的教育，個(gè)性化培養(yǎng)也從理想逐漸走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。可以說，優(yōu)秀的教育機(jī)器人可以在一定程度上輔助家長(zhǎng)和教師，滿足孩子的交流需求，讓他們遠(yuǎn)離游戲和網(wǎng)絡(luò)，真正做到寓教于樂。

政策環(huán)境持續(xù)助力。

1、產(chǎn)業(yè)政策助力機(jī)器人行業(yè)發(fā)展。2016年底，工信部發(fā)布了《中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)五年發(fā)展規(guī)劃（2016－2020年）》，目標(biāo)是經(jīng)過五年的努力，形成較為完善的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系。

2、消費(fèi)升級(jí)奠定機(jī)器人市場(chǎng)基礎(chǔ)。隨著我國(guó)綜合國(guó)力的不斷增長(zhǎng)，居民收入水平不斷提高，消費(fèi)能力也是穩(wěn)步提升。家庭教育支出超出家庭總收入的1/3以上，為教育機(jī)器人行業(yè)的快速發(fā)展奠定了市場(chǎng)基礎(chǔ)。

3、“全面二孩”政策實(shí)施釋放新需求。2016年年末我國(guó)全年出生人口1786萬(wàn)人，比上年增加130多萬(wàn)，出生率為12.95，創(chuàng)下近15年最高的人口出生率。

AI核心技術(shù)引領(lǐng)。隨著人工智能全面滲入生活各領(lǐng)域，教育也逐漸成為AI的重要應(yīng)用方向之一。尤其是在語(yǔ)音識(shí)別、智能助理等領(lǐng)域的應(yīng)用，人工智能技術(shù)大幅優(yōu)化了教育機(jī)器人的產(chǎn)品體驗(yàn)，使之越來越受消費(fèi)者的青睞。教育機(jī)器人通過傳感器感受外界環(huán)境的物理信息，由集成AI算法的芯片進(jìn)行信息處理，并作出決策，控制執(zhí)行部件反饋信息。當(dāng)前，教育機(jī)器人融入的AI技術(shù)，主要包括自然語(yǔ)言處理、AI人機(jī)交互、機(jī)器人行為決策、深度語(yǔ)義、機(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)器視覺等。

圖片來源：華夏幸福產(chǎn)業(yè)研究院

企業(yè)眾多，良莠不齊。隨著教育機(jī)器人發(fā)展持續(xù)上升，市場(chǎng)吸引了一大批優(yōu)秀的科技企業(yè)投身教育機(jī)器人產(chǎn)業(yè)。隨著核心技術(shù)門檻的提升，一些實(shí)力不足的企業(yè)接連被淘汰，優(yōu)秀的教育機(jī)器人產(chǎn)品決定了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)教育機(jī)器人這塊大蛋糕正被一眾企業(yè)瓜分，技術(shù)不斷更迭，競(jìng)爭(zhēng)還遠(yuǎn)沒有結(jié)束。圖中展示的是部分教育機(jī)器人企業(yè)及產(chǎn)品。

未來技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?。隨著全球服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展壯大，教育機(jī)器人產(chǎn)業(yè)分工也基本形成。從硬件制造，到人機(jī)交互和人工智能技術(shù)融合，到機(jī)器人系統(tǒng)集成，到線上線下銷售，到最后的培訓(xùn)教育機(jī)構(gòu)，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)有序發(fā)展。由于人工智能技術(shù)尚處于發(fā)展階段，目前市場(chǎng)上的教育機(jī)器人仍基本處于弱智能化水平。琳瑯滿目的教育機(jī)器人市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也正處于白熱化階段，核心技術(shù)的率先突破，人工智能的深度應(yīng)用，服務(wù)運(yùn)營(yíng)的合理規(guī)范等都將促成教育機(jī)器人企業(yè)未來的寡頭局勢(shì)。

機(jī)器人教育：競(jìng)賽課堂，夢(mèng)想成真

機(jī)器人教育正蓬勃興起。當(dāng)前，機(jī)器人教育的兩種主要形式是課堂教育和競(jìng)賽教育。

走進(jìn)課堂，多學(xué)科教育。機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科前沿技術(shù)，引入機(jī)器人教學(xué)將給中小學(xué)的信息技術(shù)課程增添新的活力，成為培養(yǎng)中小學(xué)生綜合能力、信息素養(yǎng)的優(yōu)秀平臺(tái)。初學(xué)者可以了解機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀，理解機(jī)器人的概念和工作方式，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)器人技術(shù)的有關(guān)知識(shí)打下基礎(chǔ)。深入學(xué)習(xí)的學(xué)生可以了解機(jī)器人各個(gè)傳感器的功能，學(xué)習(xí)編寫簡(jiǎn)單的機(jī)器人控制程序，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

競(jìng)賽引領(lǐng)，互動(dòng)挑戰(zhàn)。機(jī)器人競(jìng)賽是機(jī)器人在教育中的另一種重要實(shí)踐。從上世紀(jì)末興起，在十幾年的時(shí)間里，機(jī)器人競(jìng)賽經(jīng)歷了從無到有、從單一到綜合、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過程。通過機(jī)器人競(jìng)賽完成各項(xiàng)任務(wù)，學(xué)生在搭建機(jī)器人和編制程序的過程中培養(yǎng)動(dòng)手能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造能力。機(jī)器人競(jìng)賽主題各異，有的是著重解決實(shí)際問題并引導(dǎo)孩子們進(jìn)行科幻想象的，比如送餐、爬樓梯、殘疾輔助等；有的是通過社會(huì)主體參與公益活動(dòng)，在培養(yǎng)孩子創(chuàng)造力的同時(shí)塑造正確的社會(huì)觀念的，比如模擬救援、參與環(huán)保、探索海洋、成為動(dòng)物之友等。

目前全球每年有100多項(xiàng)機(jī)器人類競(jìng)賽，競(jìng)賽人群囊括了小學(xué)、初中、高中以及大學(xué)學(xué)生，參與人數(shù)也是逐年增長(zhǎng)。例如，前不久在北京亦莊舉辦的2018世界機(jī)器人大賽吸引了10多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的12000多支參賽團(tuán)隊(duì)、50000多位選手前來競(jìng)技；2017年中國(guó)青少年機(jī)器人競(jìng)賽，全國(guó)各省區(qū)市共有9000多支隊(duì)伍、25000多名中小學(xué)生參加，參與學(xué)校數(shù)量達(dá)到3700所。通過大賽實(shí)踐，學(xué)生在基本生活技能、合作溝通、批判思維、項(xiàng)目管理和交流互動(dòng)等各方面更為成熟，同時(shí)進(jìn)一步拓寬了視野，激發(fā)了自身潛能。

機(jī)器人&教育：前路漫漫，任重道遠(yuǎn)

在我國(guó)，教育機(jī)器人屬于萌芽階段，機(jī)器人教育屬于起步階段，機(jī)器人對(duì)教育的促進(jìn)作用不可估量。中國(guó)教育市場(chǎng)巨大，教育相關(guān)的機(jī)器人企業(yè)眾多，能否渡過早期競(jìng)爭(zhēng)占領(lǐng)后期市場(chǎng)，不僅僅依靠機(jī)器人企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)策略，必然依靠的是人工智能和先進(jìn)制造技術(shù)融合的核心競(jìng)爭(zhēng)力。展望未來，智能化社會(huì)漸行漸近，教育機(jī)器人及機(jī)器人教育必將迎來更好的明天，筆者認(rèn)為將有如下發(fā)展趨勢(shì)：

一是基于大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)，以及語(yǔ)音識(shí)別、機(jī)器視覺及深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)發(fā)展，教育機(jī)器人的智能化水平將不斷提高。教育機(jī)器人也將成為人工智能擴(kuò)大應(yīng)用落地的重要場(chǎng)景?；诖耍逃龣C(jī)器人將有可能沿著智能音箱曾經(jīng)的發(fā)展道路，成為人工智能巨頭競(jìng)相投入的領(lǐng)域，迎來爆發(fā)增長(zhǎng)。

二是機(jī)器人教育頭部企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)將日趨明朗。類似于新東方、好未來這些市值超千億（納斯達(dá)克）的K12教育企業(yè)的唯我獨(dú)尊，基于大數(shù)據(jù)以及在線服務(wù)模式，機(jī)器人教育企業(yè)的并購(gòu)、資源整合和全國(guó)性布局將加速，頭部企業(yè)有望脫穎而出，我們拭目以待。

三是國(guó)家政策有望成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的催化劑。當(dāng)前，教育機(jī)器人產(chǎn)品和企業(yè)良莠不齊，這是技術(shù)和發(fā)展階段所決定的。未來隨著技術(shù)和產(chǎn)品的不斷成熟，政府的引導(dǎo)和監(jiān)管力度必將逐步加強(qiáng)。相關(guān)企業(yè)應(yīng)更加注重技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)的方向和路徑選擇。