了解机器人之于教育发展的现今与未来

  “ 比尔盖茨曾预言,机器人的普及将像个人电脑的普及一样,彻底改变这个时代的生活方式。现今,有那么一种呆萌可爱的机器人已经或即将走进你的家庭,陪伴你的孩子学习、交流、成长,成为孩子们的最佳小伙伴儿,他就是教育机器人!教育是机器人走进每个家庭的主要途径,教育机器人成为市场炙手可热的产品,机器人教育成为学校最受追捧的课程……让我们带你一起了解机器人之于教育发展的现今与未来。”
 
  教育机器人:寓教于乐,科技促学
 
  教育机器人市场欣欣向荣。作为服务机器人的主力军,教育机器人以激发学生学习兴趣、培养学生综合能力为目标,逐渐成为市场的宠儿。极客爸爸和奇幻工房联合发布的《2017全球教育机器人行业研究报告》中指出,2017年全球教育机器人市场规模已达到8.19亿美元,预计2018年全球教育机器人市场规模将达到9.82亿美元,2021年将有望超出20亿美元。2017年中国占据全球教育机器人市场份额10.8%,2018年中国市场规模预计将增长到7.6亿人民币,增速达24.59%。根据近几年中国教育机器人市场蓬勃发展的景象,可以预见未来还将持续增长。
 
  教育机器人专利申请量逐年提高。2010-2017年,我国教育机器人专利申请数量总体上呈上升趋势。2013年之前我国教育机器人专利的申请数量增长缓慢,2013年教育机器人行业专利申请数量达到84件,2017年达到551件。教育机器人专利不断增加,表明该领域技术水平不断提高,机器人在该领域的研究地位也在稳步提升。
 
  应用场景多维。教育机器人产品可以应用于家庭、学校、工业及商业等各种场所,从婴幼儿到老年人几乎覆盖了所有年龄段。针对不同年龄段的使用对象,教育机器人的应用场景也不尽相同。现有的应用场景大致可以分为幼儿和儿童的陪伴,中小学学生的课堂教育和远程学习,较小众的是专业场所的教育培训。教育机器人虽然不能完全取代家长和教师,但它毋庸置疑将成为今后教育环节中不可或缺的重要角色。下图是《2016全球教育机器人发展白皮书》中对40个关注度较高的教育机器人产品进行评测,得到教育机器人在使用对象和应用场景维度中的分布。
 
  教育机器人最重要的市场是幼儿园和小学的儿童。现今,教育机器人集成了课堂学习、趣味百科、唐诗宋词、艺术教程、儿童歌谣等等,吸引力十足的人机交互形式让孩子们学习兴趣高涨,孩子得到全面和有针对性的教育,个性化培养也从理想逐渐走进现实。可以说,优秀的教育机器人可以在一定程度上辅助家长和教师,满足孩子的交流需求,让他们远离游戏和网络,真正做到寓教于乐。
 
  政策环境持续助力。
 
  1、产业政策助力机器人行业发展。2016年底,工信部发布了《中国机器人产业五年发展规划(2016-2020年)》,目标是经过五年的努力,形成较为完善的机器人产业体系。
 
  2、消费升级奠定机器人市场基础。随着我国综合国力的不断增长,居民收入水平不断提高,消费能力也是稳步提升。家庭教育支出超出家庭总收入的1/3以上,为教育机器人行业的快速发展奠定了市场基础。
 
  3、“全面二孩”政策实施释放新需求。2016年年末我国全年出生人口1786万人,比上年增加130多万,出生率为12.95,创下近15年最高的人口出生率。
 
  AI核心技术引领。随着人工智能全面渗入生活各领域,教育也逐渐成为AI的重要应用方向之一。尤其是在语音识别、智能助理等领域的应用,人工智能技术大幅优化了教育机器人的产品体验,使之越来越受消费者的青睐。教育机器人通过传感器感受外界环境的物理信息,由集成AI算法的芯片进行信息处理,并作出决策,控制执行部件反馈信息。当前,教育机器人融入的AI技术,主要包括自然语言处理、AI人机交互、机器人行为决策、深度语义、机器学习和机器视觉等。
 
  企业众多,良莠不齐。随着教育机器人发展持续上升,市场吸引了一大批优秀的科技企业投身教育机器人产业。随着核心技术门槛的提升,一些实力不足的企业接连被淘汰,优秀的教育机器人产品决定了企业竞争力。当前,国内教育机器人这块大蛋糕正被一众企业瓜分,技术不断更迭,竞争还远没有结束。图中展示的是部分教育机器人企业及产品。
 
  未来技术和市场发展潜力巨大。随着全球服务机器人的发展壮大,教育机器人产业分工也基本形成。从硬件制造,到人机交互和人工智能技术融合,到机器人系统集成,到线上线下销售,到最后的培训教育机构,产业链各环节有序发展。由于人工智能技术尚处于发展阶段,目前市场上的教育机器人仍基本处于弱智能化水平。琳琅满目的教育机器人市场竞争也正处于白热化阶段,核心技术的率先突破,人工智能的深度应用,服务运营的合理规范等都将促成教育机器人企业未来的寡头局势。
 
  机器人教育正蓬勃兴起。当前,机器人教育的两种主要形式是课堂教育和竞赛教育。
 
  走进课堂,多学科教育。机器人技术综合了多学科前沿技术,引入机器人教学将给中小学的信息技术课程增添新的活力,成为培养中小学生综合能力、信息素养的优秀平台。初学者可以了解机器人的发展和应用现状,理解机器人的概念和工作方式,为进一步学习机器人技术的有关知识打下基础。深入学习的学生可以了解机器人各个传感器的功能,学习编写简单的机器人控制程序,提高学生分析问题和解决问题的能力。
 
  竞赛引领,互动挑战。机器人竞赛是机器人在教育中的另一种重要实践。从上世纪末兴起,在十几年的时间里,机器人竞赛经历了从无到有、从单一到综合、从简单到复杂的过程。通过机器人竞赛完成各项任务,学生在搭建机器人和编制程序的过程中培养动手能力、协作能力和创造能力。机器人竞赛主题各异,有的是着重解决实际问题并引导孩子们进行科幻想象的,比如送餐、爬楼梯、残疾辅助等;有的是通过社会主体参与公益活动,在培养孩子创造力的同时塑造正确的社会观念的,比如模拟救援、参与环保、探索海洋、成为动物之友等。
 
  目前全球每年有100多项机器人类竞赛,竞赛人群囊括了小学、初中、高中以及大学学生,参与人数也是逐年增长。例如,前不久在北京亦庄举办的2018世界机器人大赛吸引了10多个国家和地区的12000多支参赛团队、50000多位选手前来竞技;2017年中国青少年机器人竞赛,全国各省区市共有9000多支队伍、25000多名中小学生参加,参与学校数量达到3700所。通过大赛实践,学生在基本生活技能、合作沟通、批判思维、项目管理和交流互动等各方面更为成熟,同时进一步拓宽了视野,激发了自身潜能。
 
  机器人&教育:前路漫漫,任重道远
 
  在我国,教育机器人属于萌芽阶段,机器人教育属于起步阶段,机器人对教育的促进作用不可估量。中国教育市场巨大,教育相关的机器人企业众多,能否渡过早期竞争占领后期市场,不仅仅依靠机器人企业的竞争策略,必然依靠的是人工智能和先进制造技术融合的核心竞争力。展望未来,智能化社会渐行渐近,教育机器人及机器人教育必将迎来更好的明天,笔者认为将有如下发展趋势:
 
  一是基于大数据和互联网,以及语音识别、机器视觉及深度学习等人工智能技术发展,教育机器人的智能化水平将不断提高。教育机器人也将成为人工智能扩大应用落地的重要场景。基于此,教育机器人将有可能沿着智能音箱曾经的发展道路,成为人工智能巨头竞相投入的领域,迎来爆发增长。
 
  二是机器人教育头部企业的竞争将日趋明朗。类似于新东方、好未来这些市值超千亿(纳斯达克)的K12教育企业的唯我独尊,基于大数据以及在线服务模式,机器人教育企业的并购、资源整合和全国性布局将加速,头部企业有望脱颖而出,我们拭目以待。
 
  三是国家政策有望成为产业发展的催化剂。当前,教育机器人产品和企业良莠不齐,这是技术和发展阶段所决定的。未来随着技术和产品的不断成熟,政府的引导和监管力度必将逐步加强。相关企业应更加注重技术和产品研发的方向和路径选择。(来源:电子发烧友)

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