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中国十大最难懂方言,全球教育机器人深度陈述,一文看尽7层产业链12类产品【附下载】| 智东西内参,工资条

教育服务机器人(Educational Service Robots)是具有教与学智能的服务机器人,一般被用于进行 STEAM教育、言语学习、特别人群学习等主题的辅佐与办理教育中。差异于机器人教育中常见的产品,教育服务机器人具有固定的结构,一般不支撑用户自行拆装。近年来,在国际各国纷繁公布机器人和人工智能战略部署的布景下,将人工智能技能和机器人运用于教育范畴的实践探究越来越多。教育机器人作为机器人运用于教育范畴的代表,将成为才智学习环境的重要组成部分。

本期的智能内参,咱们引荐北京师范大学的研讨陈说《2019全球教育机器人开展白皮书》,讨论教育机器人的立异运用途径,以及怎么规划开发能满意各类教育服务方针需求的功用,为未来的教育机器人开展指明或许的趋势。假如想保藏本文的陈说(2019全球教育机器人开展白皮书),能够在智东西(大众号:zhidxcom)回复要害词“nc400”获取。

一、教育机器人开展现状 1、 全球教我国十大最难明方言,全球教育机器人深度陈说,一文看尽7层工业链12类产品【附下载】| 智东西内参,工资条育机器人首要研讨组织

在 WoS 中心合会集,1993 年至 2018 年间,与教育机器人有关的学术文献合计检索到了 3060 篇,最早的研讨始于 1966 年,由 R. E. WHALLON 宣布在《Phi Delta Kappan》的《ROBOTS IN CLASSROOM, A LOOK ATAMERICAN EDUCATIONAL FACTORY-BERGEN》。其间 2014 年至 2018 年间,与教育机器人有关的研讨成果共 1404 篇,比较于 2012惠水县百鸟河风景区 年至 2016 年的文献总量,近 5 年有关教育机器人的研讨数量开端急速增多,2017 年文献数量和被引频次到达峰值,2018 年有所回落。

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2014-2018 年教育机器人研讨数量改变趋势

依据要害词聚类剖析的成果,将教育机器人划分为 5 个类团

1、 教育机器人本体研讨这类研讨偏重对教育机器人范畴的中心组成部分的论述,如“教育”的实质和方针、“人工智能”技能、“机器人学”。这类研讨首要会集在教育机器人的概念、特征、分类与相关的理论解析等方面。

2、 机器人教育人物及影响研讨机器人教育人物及影响研讨触及的要害词有两类,一类是以“人形机器人”、“乐高机器人”为代表的机器人类型和人物研讨,在这类毛线球简笔画研讨中,有的研讨者我国十大最难明方言,全球教育机器人深度陈说,一文看尽7层工业链12类产品【附下载】| 智东西内参,工资条指出教育机器人一般扮演导师、同学和东西三种人物,也有的研讨者以为机器人在教育中首要扮演学习方针、东西和火伴三种人物。

3、 教育机器人规划研讨这伊织萌类研讨首要触及“移动机器人”、“服务机器人”、“机器人规划”、“长途操控”、“编程”等要害词,这类研讨偏重机器人类型、规划理念。一方面,依托特定的机器人,经过必定我国十大最难明方言,全球教育机器人深度陈说,一文看尽7层工业链12类产品【附下载】| 智东西内参,工资条的程序设定或规划改造,使之能完结既定的教育方针或教育功用。另一方面,研讨者致力于研制和进步机器人完结教育功用的技能规划。

4、 机器人教育实践研讨这类研讨的首要研讨方针为儿童,研讨内容触及机器人课程规划、教育技能支撑、机器人教育、机器人课程实践效果、机器人教育实践场景剖析等。

5、 教育机器人运用情境研讨机器人的运用情境包含两个方面,一是机器人的教育运用场域研讨,排名前三的场域是一般教室、专业场域和个人场域。二是机器人的适用方针研讨,K-12 教育首要触及幼儿、小学生和中学生三类人群;特别集体适用于各种需求医疗健康帮忙的患者,如自闭症儿童;高等教育首要触及本科生和研讨生两类人群。

2、 教育机器人商场产品图谱

从Hp情诗教育服务的方针及或许的运用场域动身,有两大剖析结构——产品剖析结构和商场剖析结构。依据两大剖析结构,全球 12 种教育机器人产品类型如下图所proaegis示。

产品剖析结构表

十二类教育机器人产品运用情境

从商场开展现状来看,首要,教育机器人产品首要会集我国十大最难明方言,全球教育机器人深度陈说,一文看尽7层工业链12类产品【附下载】| 智东西内参,工资条在家庭和校园场域中运用,如家庭中的智能玩具、儿童文娱教育火伴、家庭智能助理;校园一般教室与专用教室的长途操控机器人、STEAM 教具;专用教室或训练组织的自闭症特别教育机器人。其次,部分产品仍处于概念性阶段,如讲堂机器人助教、机器人“教师”,这类产品的功用规划仍需求商场的验证。再次,公共场所的教育机器人产品首要触及安全教育功用。终究,专业训练上的教育机器人开展显现教育机器人运用在各范畴的潜力,如工业制作训练、手术医疗训练、复健关照等。

剖析来自全球商场的 40 个产品,并依据产品的运用场域及扮演人物,可得到现在全球商场上 12 类产品运用情境,如下图所示,

十二种产品类型运用状况

依据商场状况的剖析,能够得出以下定论:榜首,以教育资源为根底,开展有针对性的教育服务功用,是智能机器人占有教育服务商场的致胜法宝。第二,归纳运用科学、技能、工程、艺术与数学常识的新式机器人,将会成为更受欢迎的 STEAM 教具。第三,恰当的本体和外观形状是教育机器人取得运用者信任的根底,也是教育机器人能够担任日常教育服务活动的根底。第四,机器人的可操控性,影响着其被用户承受的程度。

二、 丰厚的人物与宽广的运用1、 教育机器人的需求内容与完结时程

教育机器人可扮演的 17种人物:机器人“保姆”、机器人日子火伴、机器人日子“助理”、机器人健康“助理”、机器人学习“助理”、机器人学习火伴、机器人学习参谋、机器人教具(玩具)、机器人“教师”、机器人助教、机器人“助理”、白叟陪同员、机器人监护员、机器人安全教育员、机器人社会服务人员、智能家庭管控、智能教室管控。由此可见,教育机器人可深度融入以家庭和校园为主的各种教育场域,为各类用户供应丰厚的教育服务。

从需求内容来看,绝大部分会集在学生日常日子和学习中的陪同与帮忙,此外,还包含特别儿童的辅佐、幼儿的关照、白叟的陪同、教师和家长的辅佐等。以人机交互技能、机器人视觉技能、情境感知技能在内的 3 个要害技能的老练度作为需求时程界说的原则,可确认各种人物功用中的短期需求、中期需求以及长时刻需求,如下图所示

各类用户集体教育机器人需求

2、 教育机器人的需求剖析定论

人们对教育机器人的需求志愿较高85% 的学生和 90% 的教师期望具有一台教育机器人。学生、教师与家长都明晰地表达了对教育机器人的需求,并对教育机器人运用持积极态度。

英语教育与机器人教育是各学段学生都适用的需求从现在机器人的开展现状看,运用教育机器人辅佐学生学习英语,的确有利于发挥教育机器人功用,又能满意部分学生学习英语的需求。随同人工智能、编程教育、STEAM 教育的鼓起,绝大部分的教师和学生都期望把握与机器人相关的常识,因而多个集体都提出了机器人教育的需求。

适用家庭的需求显着多于适用校园的需求在教育机器人扮演的 17 种人物中,除了机器人社会服务人员仅仅适用于社会公共场所外,其他人物简直都具有部分适用家庭场域的特性,也便是说单纯仅仅适用于校园场域的人物类型十分少,只要机器人助教和智能教室管控两种人物。

与学生进行对话和情感沟通的需求较为杰出多个集体都明晰地表达了期望机器人能够成为学生知己火伴的需求,其间运用了比如谈天、说心里话、疏解

心理压力、进行心境陪同、与学生情感沟通、对学生进行心理健康教导、调控心情、做学生的心灵导师等陈说。

对教育机器人按教育规则施行教育的需求较为杰出辅佐学生的学习或教师的教育在一切需求中占有肯定重要方位。在这些需求中,不只提出教育机器人需求具有强壮的常识储藏、能对学生进行答疑解惑、施行部分课程的教育等,还对机器人应把握教育规则提出了要求。

人们的需求是教育机器人未来的开展方综琼瑶之甜心的悲喜人生向全体上看,学生、教师和家长提出了较多的需求,其间的少量需求内容已经在部分教育机器人产品上有所表现,

而大部分需求还未能有用完结。学生、教师和家长提出的教育机器人需求,代表了未来教育机器人的开展方向。

三、 专用教育机器人探究之路1、 教育机器人的要害技能

教育机器人未来开展的三项要害技能:人机交互、机器视觉、情境感知

人机交互人机交互(Human-Robot Interaction)首要是研讨人和机器人之间的信息交互或对话,是与认知己理学、人机工程学、言语学、社会学、计算机科学等密切相关的归纳交叉学科。人机交互是智能服务机器人年代的前沿性、要害性技能,教育机器人作为智能服务机器人在教育范畴的典型运用,其教育服务功用的规划与开发相同离不开人机交互技能。

机器视觉机器视觉(Machine Vision)是运用机器代替人眼来进行各种丈量和判别的技能。开展机器视觉技能能够为机器人制作视觉体系,好像人类视觉体系的效果相同,使机器人能以智能和灵敏的办法对其周围的环境作出反应。在教育范畴中,怎么辨认教育场景,开发更具教育适应性的机器人,应成为教育机器人厂商要点重视的问题。

情境感知情境感知(Context Awareness)是指在进行决议计划时,运用其时的各种弥补信息对决议计划进行改善,以保证做出能够支撑动态改变的商业和 IT 环境的正确决议计划。在某些研讨范畴,情境感知被作为共享、反思、协作的办法。从教育视点动身 , 机器人需求在动态、不知道、非结构化的杂乱教育环境完结不同类型的教育服务,这就对吉狄康帅教育机器人的情境感知技能提出了更高的要求

2、 教育机器人规划现状

教育机器人本体规划与研制还处在初级阶段教育机器人的本体还未构成体系化的规划方案,在架构、总线、通讯、接口、规范等方面都还没有构成规范;

此外,教育机器人的本体规划还未构成与计算机、手机等类似的规划效应;再者,归于根底性研讨的内容还仅仅零散地出现在相对独立的技能环节中,不足以支撑起整个职业的打破性开展。

运用场景剖析是教育机器人规划的起点教育机器人的规划与研讨有两种开展取向:一种是以科学研讨为导向,一种是产品出产为导向。不管是哪种取向的规划与研讨,要想教育机器人能进入教育服务的运用实践中,都需求先进行运用场景的剖析,依据运用场景中存在的需求,从而确认该场景下需求完结的功用,以及或许的完结办法。

智能化是教育机器人规划的着力点未来 10 年,人工智能将成为最具颠覆性的技能,提高智能类技能的服务体会将是教育机器人规划的着力点。教育机器人的智能化表现为在人机交互、机器视觉、情境感知等技能的支撑下,应该具有能动地满意不同人群各种教育我国十大最难明方言,全球教育机器人深度陈说,一文看尽7层工业链12类产品【附下载】| 智东西内参,工资条需求的特点。

模块化规划是教育机器人本体规划的趋势与计算机、手机等电子设备比较,机器人的本体结构还没有构成规范,更首要的特点是,组织件、硬件的规划需求匹配机器人的外形。选用模块化的办法将教育机器人规划成多个有机的模块,运用必要的通讯协议、接口进行信息和操控指令的传递,比较适用于教育机器人的本体规划。

教育机器人智能规划中一般选用堆叠的办法一方面,教育机器人的智能实质是人工智能的运用,其间又包含了多种智能成分,而各种智能成分之间还没有构成体系化,堆叠智能是现在来讲比较有用的办法。另一方面,机器人的智能在必定程度上等同于机器人的运算才干,而教育机器人完结智能的运算中包含了太多的运算要求,提高机器人智能的一种途径便是为机器人规划各具 AI 功用的模块,将运算力要求涣散到各个模块中,以下降关于主 CPU 运算才干的压力。从必定视点讲,运用分布式多 CPU 的模块化结构,增强机器人运算力的办法,也是一种堆叠智能的办法。

教育机器人有待开展更多的教育适用性智能尽管教育机器人不会代替教师的教育功用,可是若使教育机器人更担任教育服务,一方面是提高教育功率,另一方面需求在功用上进行打破。在这个过程中,教育机器人需求在教室、家庭这两个最能表现教育服务特性的场景中具有更强更多的功用,展现其或许的运用价值。

四、教育机器人工业现状: 齐头并进的七层链条1、 教育机器人工业链结构

经过调研教育机器人工业相关的厂商现状,针对教育机器人工业的未来开展趋势,以老练开展的平板电脑工业链为参阅,教育机器人的 7 层工业链结构图,如下图所示。

教育机器人工业链结构图

教育机器人与工业机器人比较,在形状、构成和功用上愈加杂乱,加之开展时刻较短,依然处于前期的创业探究阶段,教育机器人的 7 层工业链中的企业并非严厉的上下流联系,部分企业一起具有多种人物。

在教育机器人的 7 层工业链结构中,“AI 芯片制作商”供应机器人所需的人工智能芯片,这是完结机器人智能的根底;“硬件制作商”供应组成机器人的主板、操控板、舵机、传感器、通讯模块、底盘移动组织、电源等各种零部件的制作、拼装及测验;“体系途径开发商”开发与办理软、硬件资源的体系途径,供应人机互动最重要的天然用户接口(Natural User Interface,简称 NUI);“运用服务供货商”依据体系途径,开发包含教与学课程在内的各种教育服务功用软件,并由“内容供货商”供应教与学过程中所需的内容;“体系集成商”担任将商场需求与软、硬件功用整组成一个终究产品;“途径商”经过各式实体与虚拟出售途径,将产品传递到终究顾客或运用者。

2、教育机器人工业链的开展

跟着商场需求具体化、技能开展逐步老练、出产本钱下降,商场会自发构成多样的竞赛与邝孝燕协作联系,以满意多变、多样的商场需求,从而也会引发工业链的改变,未来将有或许开展许多工业联系。

依据工业链的开展现状及类似工业的开展进程,由上游至下流可整理出以下 6 项未来工业开展趋势。

教育机器人工业链构成专业分工教育机器人仍处于初始开展阶段,现在大都教育机器人的厂商简直触及研制、规划、出产、出售等各工业链环节,如法国的 Aldebaran 推出 NAO。而家庭心情智能机器人 Pepper,由 Aldebaran 厂商研制规划、亦遇如爱易鸿海富士康科技出产制作、软银出售宣扬,构成工业链逐步专业分工的趋势。跟着服务型机器人商场的逐步老练,未来教育机器人的工业链将向专业分工的方向开展。

服务机器人制作技能老练,加快教育机器人开展我国享有国际工厂的盛名,全球超越 70% 的玩具、50% 的手机,皆来自于我国制作。方针上,“我国制作2025”规划中,更是将机器人列为十大要点开展范畴,规划十年期制作开展的方针。未来,跟着硬件制作商在伺服舵机、减速器等要害零组件的技能老练,硬件制作的技能与本钱将下降,这意味着,除与形状密切相关的组织件外,机器人的硬件产品差异化将越来越小,深化各范畴运用成为开展重心,将加快机器人各种教育运用的开展。

天然人机交互将成为工业要害技能教育机器人相较于运用其他智能设备进行教与学的活动,优势在于天然的人机互动办法,例如肢体动作、语音、图像辨认等;以及赋予机器人具有如人类考虑的才智才干。让机器人与机器人或机器人与人之间,能够如人类般天然地感知交互,以下降学习中的运用妨碍,在教育范畴中有着特别的重要效果,使天然人机交互成为教育机器人的工业要害技能。

教育专属运用服务程序与内容凸显商场产品价值教育机器人的优势在于天然人机交互的规划,在构成机器人的生态体系后,第三方软件开发商将可运用天然人机互动接口,以机器人的表情动作、感知输入的功用,开发丰厚的教与学情境的运用程序服务与内容。未来,不管教育机器人是独自运用仍是协作其他移动设备的运用,在服务机器人的商场逐步遍及方面,将招引更多的第三方开发者参加,而专归于教育机器人的运用服务与内容的供货商将构成巨大的商机。

专业教育机器人成为体系集成商的蓝海商场体系集成商除了探究机器人代替劳力作业的运用外,更有时机研制如师徒制般将传统技艺保存、专业技能训练等专业范畴的教育运用。乃至机器人能够融入个人的日子,在日子中以做中学、学中做的搜搜贷办法学习各种日子技能。如今快凯达琳速变化的商场,体系集成商投入专业场域的教育机器人研制,将有时机成为蓝海商场。

工业链生态体系的竞赛。如今在机器人制作、系我国十大最难明方言,全球教育机器人深度陈说,一文看尽7层工业链12类产品【附下载】| 智东西内参,工资条统途径、第三方运用程序、教育内容趋向老练开展的一起,唯有经过严密的协作immence、结盟,构成完好工业链的生态体系,才干足以树立工业链巨大的竞赛优势。因而,关于各工业链的成员而言,除专心于范畴中技能、商场的开展,更可参阅生态体系的概念开展。

五、 天草二十六未来千帆竞发的生态体系

归纳商场产品、工业链与商场规划的剖析与猜测,教育机器人未来商场开展猜测,如下图所示。

教育机器人的未来商场开展猜测

1、商场规划

依据全球教育机器人的相关商场调查陈说及类似产品的开展进程,本白皮书提出包含终端消费、教育组织、教育套件与 STEAM 玩具套件商场模型 4 个方面关于教育机器人的商场模型猜测。其间,终端消费、教育组织商场模型用以预估教育服务机器人的商场模型;教育套件与 STEAM 玩具套件商场模型用以预估机器人教育的产品商场规划。2019~2023 年 4 个模型的商场规划具体预估,如下图所示。

2019~2023 年教育机器人商场规划预估(单位:亿美元)

终端消费商场规划预估——至 2023 年将到达 3272 亿美元教育服务机器人方面,产品类似于个人移动计算机及平板计算机的体系结构。参阅以上两个产品的开展进程,能够发现:一项新产品从消费商场进入教育商场,均匀需求 3 年时刻。在均匀价格下降到 500 美元的水平下,进入教育商场的前 3 年出货量可累计到达约 600 万台。

教育组织商场规划预估——至 2023 年将到达 24 亿美元参阅美国 2010 年劳动力出产总额陈说,服务劳动力从事教育的比率为 17%,课题组预估服务机器人能替代约 8% 的教育劳动力出产总额。据商场调研组织 Markets and Markets 计算,2016 年至 2022 年全球服务机器人将以 15.18% 的年复合增加率增加,服务机器人将构成一个新的劳动力商场。

教育套件商场规划预估——至 2023 年将到达 31 亿美元从机器人教育方面而言,可编程机器人作为教育套件,商场规划依据 Markets and Markets 陈说计算,2018 年可编程机器人市值 18.34 亿美元,Redfield Report 陈说指出可编程机器人将以 11.57% 的复和增加率增加。

STEAM 玩具套件商场规划预估——至 2023 年将到达 36 亿美元越来越多的智能玩具以 STEAM 教育作为规划理念,依据 Infiniti Research(2014)陈说显现,全球玩具商场未来将以年复合增加率 4.17% 速度增加。Toy Industry Association 的陈说显现,具有 STEAM 教育效果的产品约占一切玩具 3% 的营收。

依据全球教育机器人的相关商场调查陈说及类似产品的开展进程,预估至 2023 年教育机器人商场规划将到达 841亿美元。其间教育服务机器人相较于机器人教育商场具有更大的营收额,至 2022 年预估将进一步大幅度增加。此外,依据 Markets and Markets(2016)的猜测,预估教育服务机器人商场的服务与内容营收,将占全体商场 78%。

2、 未来商场竞赛与协作剖析

依据教育服务机器人产品的中心价值,可区分为通用型及专用型两类。例如:儿童文娱教育火伴、家庭智能助理、智能玩具的产品类型,机器人产品满意教育、文娱、关照、游戏等多功用服务的中心价值,构成通用型的教育服务机器人。另一方面,讲堂助教机器人、特别教育机器人、医疗手术训练机器人、机器人“教师”、工业制作训练等产品类型,机器人产品针对教育情境供应专属规划的中心价值,构成专用型的教育服务机器人。

通用型教育服务机器人的商场竞赛,招引满意的第三方运用程序开发商参加。一方面,开发供应途径服务运用程序的价值。另一方面,发明更多商场上运用者的需求。当运用者的人数到达必定基数时,途径逐步构成工业规范,并开展特有的运用程序商铺,带动工业链上、下流厂商的开展。此生态系的竞赛,类似于笔记本电脑、智real423能型手机、平板计算机的开展进程。通用型教育服务机器人商场联系开展如图所示。

通用型教育服务机器人商场联系开展

专用型教育服务机器人商场,将由途径商与体系集成商扮演重要人物。体系集成商打造独有品牌价值的机器人系列产品,经过途径商推行,成为商场上顾客的重要挑选。由教与学的需求,推进整个工业链内容供货商、运用服务供货商、体系途径开发商、硬件制作商及 AI 芯片制作商等的开展。我国十大最难明方言,全球教育机器人深度陈说,一文看尽7层工业链12类产品【附下载】| 智东西内参,工资条这个生态系好像教育用平板、电子互动白板、智能教室等教育科技产品的开展,体系集成商将扮演解决方案供货商的人物,满意各式教育机器人品牌商的价值需求。专用型教育服务机器人商场联系开展如下图所示。

杨改慧

专国产好片用型教育服务机器人商场联系开展

智东西以为,教育机器人是机器人运用于教育范畴的代表,是人工智能、语音辨认、人机交互、机器视觉、情境感知等技能运用在教育中运用的典型,以培育学生的剖析才干、发明才干和实践才干为方针。教育机器人未来将成为趋势,当今社会需求具有立异认识、有发明性思维的人才,未来的社会更是如此。 至 2023 年,猜测教育机器人商场将超越 3000 亿美元,其间,教育服务机器人商场占比较大,其服务与内容营收占整个商场的 77.5% 以上。教育服务机器人这块新式的蓝海商场,值得厂商攻关技能瓶颈,投入开展。教育机器人未来将面向通用型与专用型两类产品开展,并各自开展出独有的工业链生态形式。跟着商场专心于细分范畴的产品需求发掘,在统筹布局下,企业能够将视界投向更细分的、更专用型的教育机器人产品商场上,以此进军教育机器人的蓝海商场。

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