2015年7月，日本首发1000台情感机器人Pepper，虽然售价高达1万元人民币，但上线一分钟就被抢购一空；2016年中央电视台春节联欢晚会上，机器人优必选阿尔法(Alpha)为孙楠伴舞的浩大场面，让观众突然意识到，原来机器人还可以这么潮；2016年3月，谷歌旗下的AlphaGo成功击败韩国围棋九段棋手李世石。让人目不暇接的大事件接踵而至，让越来越多的业内人士惊呼，智能机器人的时代来了。
典型方向
中国0~14岁儿童占整个人口比重的1/5左右，在家庭开支里，儿童用品所占的开支往往会达到30%以上。与旺盛的需求相比，儿童专属的智能产品还处于极度缺乏的状态。儿童智能机器人在这个背景下应运而生。目前已面市的产品大致可以分为陪伴型、早教型、舞蹈型。
陪伴机器人
孩子的成长离不开家人的陪伴。但无论是在城市还是在农村，都存在严重的问题——年轻的父母没有那么多时间陪伴孩子。如果机器人能够帮助父母改善沟通和陪伴的现状，必将会有很好的市场前景。
主打陪伴功能机器人的创业尝试有很多，比如以家庭陪伴为主的“小鱼在家”，360公司推出的“巴迪”，以及笔者之前所在公司的儿童语音小助手“云宝”。
小鱼在家是北京小鱼儿科技有限公司研发的家庭智能陪伴机器人。机器人由摄像头、主屏幕和机体组成，配备了智能语音助手“小鱼帮帮忙”，可以通过语音指令进行人机互动，也可以通过联网的移动端APP进行远程操作。小鱼在家目前支持的功能有人脸跟踪识别、多方视频通话、互动社交分享、家庭生活助手、家庭娱乐等。目前小鱼在家主要面向的是亲情陪伴市场，家里的老人、儿童和其他家庭成员都可以共同使用。
巴迪是360公司推出的一款儿童机器人产品。从功能上说，巴迪具备智能语音互动、视频通话、基于故事模版的亲子故事、增强现实互动；从内容上来说，巴迪涵盖英语、识字、数学、绘本、十万个为什么、安全常识等教育类知识，以及儿歌、故事、动画、益智游戏等娱乐内容。
云宝是北京奇好云趣信息技术有限公司推出的一款儿童语音小助手，为3~9岁孩子提供通讯、社交、娱乐、教育方面的帮助。与其他产品不同的是，云宝定位为儿童的语音助手，能协助儿童完成很多以前需要家长帮助才能完成的事情。云宝设计的目的不是为了替代家长，也不是无限制地满足孩子的所有需求，而是根据孩子的不同年龄和不同兴趣，推荐更适合孩子个性化成长的内容收听方案；在此基础上，再提供基于内容的社交通讯以及智能互动等助手功能，伴随孩子成长。
陪伴机器人面世的时间还不长。对消费者而言，各家产品的功能定位差异性不太明显，能否真正解决孩子的陪伴问题，还需要时间的考验。
早教机器人
为了让孩子有更好的发展前景，年轻的父母们往往不遗余力，不断加大早期教育投入。
小优机器人（爱乐优机器人）是北京紫光优蓝机器人技术有限公司推出的产品。小优机器人主要应用于幼儿启蒙教育、家庭亲子陪护，可以陪伴儿童玩耍，满足孩子多方面需求。
拟脑机器人小白，又名How Are You机器人，是一款3~6岁幼童专属的智能终端，由中国科技大学吴义坚博士的团队研发。它基于“Peer Learning” 的幼童教育理念，采用国际领先的语音交互技术，结合幼童心理、生理、智力以及语言发育的特点，开发筛选海量优质适龄的内容，通过高智能的人机互动满足幼童学习和娱乐的成长需求。
智小乐儿童教育机器人由北京快乐智慧有限公司研发，其创始人是原百度七剑客之一雷鸣。这款机器人希望利用人工智能为不同孩子定制不同的学习内容和学习计划，并将知识融入到游戏过程中，陪伴孩子一起学习，让学习更快乐。
由于儿童自身处于快速成长发育期，很多思维方式和交互行为都具有极大的不确定性，如果能借助人工智能的最新成果，收集、整理和充分利用这些数据，真正促进孩子的早期教育，提升效率，培养兴趣，这个创业方向将会非常有前途。
舞蹈机器人
娱乐机器人是机器人的一个重要分支，已经发展为一种产业。舞蹈机器人是娱乐机器人的一种，具备运动、识别和交互的能力。舞蹈机器人在国内以优必选阿尔法智能玩具机器人为典型代表。
2016年中央电视台春节联欢晚会上，与孙楠同台表演《心中的英雄》的跳舞机器人阿尔法大出风头。这款机器人是阿尔法家族的一代产品，名为Alpha 1S，由深圳优必选科技有限公司研发。Alpha 1S拥有16个关节自由度，能模仿人类的骨骼肢体动作，可以表演舞蹈，还可以打拳击、耍太极。这款产品可以由手机应用程序控制，还可以对其编程。
舞蹈机器人由于其类人的特点，未来具备很大的发展空间。但是其对动作的要求高，硬件成本居高不下，用在儿童领域，价格偏贵。如果未来成本能大幅下降，可靠性能适应儿童的特点，交互、示教方面能更自然，这类机器人必将得到广大儿童的喜爱。
技术基础
经过影视作品的宣传塑造，机器人长着人的外形、拥有超人的能力，这种观念深入人心。例如《剪刀手爱德华》中有人的心智却长着剪刀手的爱德华，《我，机器人》(I, Robot)中酷似人类的NS-5。然而，已经面世的儿童机器人无论从形象到智力都与人们的期望大相径庭。那么如何判断哪些是机器人，哪些是玩具？笔者认为，大致可以从听（语音识别）、说（语音合成）、看（机器视觉）、动（运动和定位）、学（机器学习）等基础技术来界定。
语音识别
语音识别(Automatic Speech Recognition, ASR)，即机器人的听觉，目的是将音频转变成人类可以理解的文字。语音识别有可能成为未来最被看好的人机交互方式之一。
在国内，中文语音识别方面的技术相对成熟，既有积累深厚的科大讯飞、百度等，也有如思必驰和云之声等一批创业公司。阿里、腾讯也纷纷在这方面投入重兵。
语音识别现在需要解决的主要问题是：
第一，如何解决远场识别问题？
语音产品要走上实用，远场识别是绕不过去的难题。在实际使用场景中，经常把耳麦放到嘴边的做法不自然。远场识别需要解决声源定位和噪声消除两个关键问题。声源识别的门槛比较高，尤其是在人流多的会场、行驶的车内等嘈杂场景或者是在空旷、开放的室外。噪声消除是更加突出的问题，车载场景的胎噪、室内场景的环境噪声，与需要识别的语音夹杂在一起，人听起来都费劲，机器想要正确识别，更具有挑战性。
第二，如何判别说话人的情绪？
人的语速、语调会随着情绪的变化而起伏，即使是同一句话，在不同的场景下表达的含义也不同。如何让机器判别人的情绪，并准确识别意图，是人和机器交互的关键。
第三，如何识别儿童的发音？
儿童说话的方式跟成年人差别很大，比如口齿不清、停顿、重复、不恰当的语速、不合适的重音、夸张的语调等，会加大语音识别的难度。
语音合成
用合成的语音进行交互，会逐步发展成机器人的标配。根据产品的使用场景，语音合成可以分为以下两类。
第一类：受限的场景。
在这类场景下，机器人交互的语音可以穷举，辅以少量的动态变化的词，基本可以达到使用目标。目前的地图导航软件里，已经有各种不同风格的配音。受限场景下的语音合成技术门槛不高，应用很广。实现上由于采用的是人工录制的方式，既显得自然，也容易树立品牌形象。
第二类：相对开放的场景。
由于这类场景下的语音往往不可穷举，通用的做法是采用语音合成技术来解决。通过定义基础汉字的发音，再考虑语速、语调的变化，就可以在给出一整句文本的时候，让机器合成一段自然的音频，科大讯飞就有多种语音模型可以选择。
语音合成面临的挑战也很大。机器人无论是在语速，还是语调方面，都达不到人的标准，就更别提合成出有童真、可爱、有温度的声音了。当然，对儿童机器人来说，也许没那么糟糕。成人的容忍度比较低，但是孩子的期望比较低，分辨力也没那么高，只要机器人能说话，有新鲜感，孩子就很开心了。
机器视觉
机器视觉即图像识别，能够让机器像人脑一样读懂图像的内容。这几年随着深度学习的发展，机器的图像识别能力大幅提升，甚至在某些方面超过了人类。2015年，微软亚洲研究院视觉计算组基于深度卷积神经网络(CNN)的计算机视觉系统的对象识别分类能力，在ImageNet 1000挑战中首次超越了人类。
这方面有代表性的创业公司有旷视科技、格灵深瞳、商汤科技等。其中旷视科技是以人脸检测、人脸识别、面部分析为主的视觉技术服务公司，目前已经与蚂蚁金服、360搜索以及一些银行达成合作；格灵深瞳是以机器视觉研发技术为主，应用到安防等领域的公司，其产品目前在北京新天地以及中国农业银行得到了应用；而商汤科技以计算机视觉和深度学习为核心竞争力，已经与银联、小米、京东等公司联手，进行产品的应用和升级。
目前机器视觉在儿童机器人方面的应用还不多。在人脸识别方面，由于儿童成长迅速，面部特征变化较快，难度也随之增加。在物体识别方面，针对儿童玩具的识别，由于缺乏比较明确的应用场景，发展速度也不快。近期，针对特定特征点进行识别的虚拟现实技术，反而进展迅速，抢占了很多儿童市场。但整体上，与其他领域相比，儿童领域的机器识别还处于发展早期，有较大的发展空间。
运动和定位
运动控制和移动定位是运动机器人相对核心的技术。
机器人的姿态运动控制方面的研究历史相对较长，成果较多，以日本、德国为典型代表。机器人由多个精密的步进电机来控制关节，在平衡性、灵活性方面让人叹为观止。由日本软银集团和法国Aldebaran Robotics研发的人形机器人Pepper，Aldebaran Robotics公司研制的NAO，能够综合考虑周围环境，积极主动地做出反应。
在机器人定位方面，有很多相关技术，目前流行的做法是采用即时定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping, SLAM)技术。机器人在自身位置不确定的条件下，在完全未知环境中创建地图，同时利用地图进行自主定位和导航。
然而，儿童智能机器人是不是必须能移动，是不是一定要能做各种动作，并没有定论。儿童好奇心重，自我控制力不强，有灵活关节的机器人容易被毁坏，维修更换的成本是必须要考虑的因素。此外，从产品角度讲，能动的机器人，能带来什么样独特的体验，也是产品设计需要解决的问题。
机器学习
针对不同的场景、不同的数据去学习和发现其中的规律，并应用到机器人后续的识别、运动以及更复杂的操作上，是机器人最吸引人的地方，也是机器人跟一般设备的本质区别。
机器的学习能力是人工智能最直接的应用。近年来，无论是支持人工智能的强大计算能力，还是提高了学习精度的深度学习，都为机器的学习打下了坚实的基础。
人工智能背后的学习和预测能力，严重依赖于计算平台。随着计算能力的发展，这方面的难度在逐步降低。几年前IBM计算机系统“沃森”在参加《危险边缘》(Jeopardy!)比赛中，击败两位人类选手后夺冠。2016年3月，谷歌的AlphaGo让人类围棋大师在计算机面前一败涂地。苹果的Siri、微软的小娜(Cortana)、百度的度秘都在智能助手上走出了关键的一步。亚马逊的Echo更是将语音识别的响应速度从几秒钟压缩到了1.5秒。这些都得益于大数据平台的飞速发展。
语音识别、语音合成、机器视觉以及机器人大脑需要做出决策所涉及的语义理解、知识图谱、数据挖掘等核心技术，都是人工智能的算法基础。而人工智能在效果上的突破，主要得益于近年深度学习取得的长足进步。深度学习模仿人脑逐层进行认知，并逐步对信息进行抽象，加上与大数据的结合，在图像、声音和文本方面都取得了非常好的效果。
笔者相信，对于儿童机器人来说，现有的计算能力和人工智能发展的最新成果，是可以支撑起优秀的产品的。历经时间的考验，优秀的公司终将崭露头角。
发展挑战
从2014年底开始，儿童机器人概念开始集中出现。到2016年初，概念逐步转化为产品。到2016年下半年，多款儿童机器人产品正式上市。然而，截至2017年初，主打儿童机器人概念的公司，纷纷遇到发展上的困难。无论是陪伴机器人、早教机器人、舞蹈机器人还是竞赛（编程）机器人，都是新的品类。要想占领儿童市场，形成规模化的发展，还有漫长的路要走。
产品定位不够精准
儿童智能机器人是一个新的品类，不同的消费者对产品有不同的理解，不同的公司也有截然不同的切入点。到底产品需要具备什么样的功能，怎么满足儿童的需求，还存在疑问。
产品到底以什么形式来体现？
以陪伴机器人为例，不同公司的产品交出了不同的答卷。有的主打通讯；有的主打亲子互动；有的做百科知识小达人，用知识陪伴孩子；有的则定义为孩子的小帮手，帮助孩子去获取和消费内容，不断成长。但是，陪伴真的能通过这些功能来满足吗？怎么客观地衡量陪伴的效果？这些都是有待解决的问题。笔者创业所做的云宝项目，从发布3个月后的统计功能来说，设计时寄予厚望的社交和语音互动两大功能，无论从使用的频度来看，还是从使用的时长来看，都称不上是陪伴机器人的刚需。反而是儿童音频内容（包括故事、有声读物、歌曲等），变成孩子们最喜欢的部分。
产品如何与孩子的生长发育特点相结合？
现有的电子产品大部分有显示屏，使用不当将对孩子的视力造成巨大的威胁。由于展示的内容很丰富，儿童的自制力又很差，很容易导致孩子沉溺其中，对视力造成损伤。因此，健康的、可替代的方式，是儿童机器人设计需要考虑的重要因素。此外，每个年龄阶段的孩子对产品的诉求差异很大。
如何用技术更好地慰籍孩子的心灵？
机器人给人的印象往往是简单、机械、冰冷，而情绪是人天然的反应，尤其对于儿童机器人来说，情感的融入显得尤为重要。如何让机器从温暖人心的角度去服务好儿童，这不仅仅是情绪计算等相关的技术挑战，也是产品设计的挑战。
商业模式不够创新
在商业模式方面，儿童智能机器人盈利模式单一，很难突破儿童玩具的思路。业界通常的做法是把产品当成硬件来销售，靠硬件售卖来获取一次性的收益，像大多数儿童玩具一样。但是，儿童智能机器人的成本结构跟儿童玩具差异很大，除了IP设计与硬件成本外，还有控制软件、智能算法、音频内容等其他多项成本。成本结构的差异决定，以玩具来定义儿童智能机器人，会直接拉低消费者的心理价位。
也有公司设计了“硬件+服务”的方式来盈利，然而，在硬件销售量没有达到一定的体量之前，后项收费很难实现。而且，买单者往往是父母，真正的产品消费者是没有付费能力的儿童，怎么解决这个矛盾，是儿童智能机器人能持续盈利的关键。
行业分工不够明确
儿童智能机器人行业尚无明确的行业分工，创业公司需要同时从硬件、产品、技术、内容、渠道、市场等各个方面同时切入，才有可能打造出一款好的产品。各个公司的新项目几乎都是从零开始，相互之间的交流很少，可以复用的技术也少，整体效率很低。靠每个创业公司自己做好产业链中的每个环节，而且需要把每个环节的体验做到极致、成本做到极低，非常具有挑战性。
分解整个儿童智能机器人的设计和生产流程，发现每个环节都存在很多不确定性：外观设计阶段，使用成熟的IP形象会面临昂贵授权费用的问题，使用新的形象又会增加产品接受度的风险；原型生产阶段，虽然3D打印压缩了原型制作的时间，但单台成本高、材料韧性低，小批量开模制造仍然不可缺少，直接拉长项目周期；量产阶段，供应链管理也是个大问题，如何协调采购周期或长或短、最小包装数量或多或少的电子元器件的采购与持续供应，是影响产品质量与交付的关键。任何一个环节失误，都会影响最终产品的交付时间；软件研发阶段，如何精妙设计对应的功能，满足儿童消费者的刚需，非常有挑战性；销售阶段，如何借助渠道，在短期内形成产品的快速销售，并且做好售后服务和技术支持，会直接影响企业利润……如此种种，对初创企业来说无一不是巨大的挑战。
技术应用还需要时间
最好的技术会让人觉得一切自然而然。谷歌搜索，简洁优美；苹果的iPhone，操作简单。微软的小娜、亚马逊的Echo，让人只需要说话就可以获取信息、安排日程、得到服务。儿童机器人也需要这种简洁、自然的交互方式。
然而，儿童有其自身的特点，如何让产品研发、生产、销售形成良好的循环，从而更好地结合儿童的特点和现有技术，不断更新换代，打造出优质的产品，还需要很长时间。
未来展望
2015年底二胎政策放开后，在可见的未来，二胎红利就会来到。每年新生儿的数量，会从1600万增长至2000万甚至更多。与此同时，随着90后这一批网络原住民进入育龄期，他们的消费观念会辐射到下一代。儿童智能机器人作为新的品类，一定会迎来属于自己的时代。
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