Рынок мягкой робототехники — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по типу (мягкие захваты, короботы, надувные роботы), по применению (интерфейс и взаимодействие человек-машина, передвижение и исследование, манипуляция, медицинские и хирургические приложения, реабилитация и носимые роботы), по региону, конкуренция. 2019–2029F

Обзор рынка

Глобальный рынок мягкой робототехники оценивался в 613,3 млн долларов США в 2023 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период со среднегодовым темпом роста 10,25% до 2029 года.

Рост рынка мягкой робототехники обусловлен несколькими ключевыми факторами. Во-первых, присущая мягким роботам гибкость и соответствие требованиям позволяют им выполнять задачи в средах, где традиционные роботы будут испытывать трудности или терпеть неудачу, например, в неструктурированных или непредсказуемых условиях. Такие отрасли, как сельское хозяйство, здравоохранение и логистика, все чаще используют мягкую робототехнику для таких задач, как сбор деликатных культур, помощь в минимально инвазивных операциях и обработка хрупких товаров на складах. Эти приложения подчеркивают универсальность и потенциальные преимущества экономии затрат решений мягкой робототехники.

Более того, достижения в области материаловедения и производственных технологий ускорили разработку технологий мягкой робототехники. Инновации в области 3D-печати, мягкой литографии и биоинспирированных принципов проектирования позволили исследователям и инженерам создавать сложные роботизированные структуры, которые могут деформироваться и менять форму в ответ на внешние стимулы. Эта возможность не только повышает функциональность роботов, но и открывает новые возможности для сотрудничества и взаимодействия человека и робота.

Ключевые драйверы рынка

Технологические достижения в материаловедении и робототехнике

Рост рынка мягкой робототехники в значительной степени обусловлен новаторскими достижениями в материаловедении и робототехнике. Разработка новых, высокогибких и прочных материалов, таких как эластомеры, полимеры и композиты на основе силикона, произвела революцию в дизайне и функциональности мягких роботов. Эти материалы обладают свойствами, которые позволяют мягким роботам имитировать ловкость и гибкость биологических организмов, позволяя им выполнять сложные задачи в средах, где традиционные жесткие роботы неэффективны или непригодны.

Эластомеры, например, известны своей высокой эластичностью и способностью подвергаться значительной деформации без необратимых повреждений, что делает их идеальными для создания мягких роботизированных компонентов. Интеграция передовых полимеров повышает долговечность и устойчивость мягких роботов, позволяя им выдерживать суровые условия эксплуатации. Кроме того, инновации в области 3D-печати и аддитивных технологий производства способствовали быстрому прототипированию и настройке мягких роботизированных структур, позволяя создавать сложные и высокофункциональные конструкции, адаптированные к конкретным приложениям.

Эти технологические достижения выходят за рамки только используемых материалов; они также охватывают разработку сложных систем управления и датчиков, которые повышают производительность мягких роботов. Гибкая электроника и мягкие датчики могут быть встроены в роботизированные структуры, обеспечивая обратную связь в реальном времени и позволяя точно контролировать движения и взаимодействия. Этот уровень контроля имеет решающее значение для приложений в деликатных и динамичных средах, таких как здравоохранение, где мягкие роботы используются для минимально инвазивных операций или реабилитации пациентов.

Более того, достижения в области искусственного интеллекта и алгоритмов машинного обучения улучшили адаптивность и автономность мягких роботов. Эти технологии позволяют мягким роботам учиться на своем взаимодействии с окружающей средой, что делает их более эффективными в выполнении сложных задач и адаптации к новым вызовам. Поскольку эти технологические достижения продолжают развиваться, ожидается, что они будут способствовать дальнейшему росту и инновациям на рынке мягкой робототехники, расширяя ее применение в различных отраслях и укрепляя ее положение как преобразующей силы в области робототехники.

Расширение приложений в здравоохранении и медицинских устройствах

Сектор здравоохранения представляет собой значительный драйвер для рынка мягкой робототехники, обусловленный растущим внедрением мягкой робототехники в медицинские устройства и вспомогательные технологии. Мягкие роботы предлагают уникальные преимущества в медицинских приложениях благодаря своей способности безопасно и мягко взаимодействовать с человеческим телом, что имеет решающее значение для задач, требующих высокой степени точности и чувствительности.

Одним из наиболее заметных применений мягкой робототехники в здравоохранении является разработка современных протезов и носимых экзоскелетов. Традиционные протезы часто бывают жесткими и неудобными, что ограничивает их функциональность и принятие пользователем. Напротив, мягкие роботизированные протезы могут соответствовать естественным движениям тела, обеспечивая более комфортное и функциональное решение для людей с ампутированными конечностями. Эти устройства используют мягкие приводы и датчики для имитации биомеханических свойств человеческих мышц и суставов, обеспечивая более естественные и интуитивные движения.

В области малоинвазивной хирургии мягкая робототехника трансформирует хирургические процедуры, предлагая повышенную ловкость и точность. Мягкие роботизированные инструменты могут перемещаться по сложным анатомическим структурам с минимальным повреждением окружающих тканей, что снижает риск осложнений и улучшает результаты лечения пациентов. Хирурги могут управлять этими мягкими роботизированными инструментами с высокой точностью, что позволяет проводить более точные и менее инвазивные процедуры. Кроме того, мягкие роботы используются в реабилитации и физиотерапии для помощи пациентам в восстановлении после травм и операций. Эти роботы могут обеспечивать персонализированную терапию, адаптируясь к движениям и потребностям пациента, способствуя более быстрому и эффективному восстановлению.

Более того, мягкая робототехника играет ключевую роль в разработке вспомогательных устройств для пожилых людей и людей с ограниченными возможностями. Мягкие роботизированные экзоскелеты и носимые устройства могут обеспечивать поддержку и повышать мобильность, улучшая качество жизни пользователей. Эти устройства разработаны так, чтобы быть легкими и удобными, что делает их пригодными для долгосрочного использования.

Растущий спрос на автоматизацию в промышленных и сельскохозяйственных секторах

Растущий спрос на автоматизацию в промышленных и сельскохозяйственных секторах является основным драйвером рынка мягкой робототехники. Мягкие роботы предлагают значительные преимущества в этих секторах благодаря своей способности выполнять деликатные и сложные задачи с высокой точностью и эффективностью, что имеет важное значение для оптимизации производственных процессов и снижения затрат на рабочую силу.

В промышленном секторе мягкая робототехника применяется для задач, требующих высокой степени гибкости и адаптивности. Традиционные жесткие роботы часто ограничены своей неспособностью обрабатывать объекты неправильной формы или хрупкие объекты, что может привести к повреждению и неэффективности. Мягкие роботы, с другой стороны, могут соответствовать форме объектов, с которыми они работают, что делает их идеальными для таких задач, как упаковка, сортировка и сборка в производственных процессах. Эта гибкость позволяет мягким роботам выполнять задачи, которые ранее были сложными или невозможными для жестких роботов, повышая общую производительность и эффективность.

Более того, интеграция мягкой робототехники в промышленную автоматизацию повышает безопасность и сотрудничество между людьми и роботами. Мягкие роботы могут работать вместе с людьми, не создавая значительных рисков для безопасности, поскольку их податливая природа снижает вероятность травм в случае случайного контакта. Этот совместный подход, известный как технология коботов, набирает обороты в различных отраслях промышленности, обеспечивая более эффективные и гибкие производственные процессы.

В сельскохозяйственном секторе внедрение мягкой робототехники обусловлено необходимостью повышения производительности и решения проблемы нехватки рабочей силы. Мягкие роботы используются для таких задач, как сбор урожая, посадка и сортировка урожая. Эти роботы могут обрабатывать нежные фрукты и овощи, не нанося вреда, обеспечивая более высокое качество продукции и сокращая отходы. Кроме того, мягкие роботизированные системы могут адаптироваться к различным культурам и условиям окружающей среды, что делает их универсальными инструментами для современного сельского хозяйства.

Растущее внимание к устойчивому развитию и точному сельскому хозяйству еще больше стимулирует спрос на мягкую робототехнику в сельскохозяйственном секторе. Мягкие роботы могут выполнять задачи с высокой точностью, снижая необходимость в чрезмерном использовании ресурсов, таких как вода и пестициды. Эта точность способствует более устойчивым методам ведения сельского хозяйства и помогает фермерам достигать более высоких урожаев.

Основные проблемы рынка

Высокие затраты на разработку и внедрение

Одной из основных проблем, с которой сталкивается рынок мягкой робототехники, является высокая стоимость, связанная с разработкой и внедрением технологий мягкой робототехники. Разработка мягких роботов требует обширных исследований и разработок (НИОКР) для создания материалов, которые могут имитировать гибкость и адаптивность биологических организмов, сохраняя при этом прочность и функциональность. Эти материалы, часто включающие в себя передовые эластомеры, полимеры и гибкую электронику, не только дороги в производстве, но и требуют специализированных производственных процессов. Стоимость приобретения и обслуживания необходимого оборудования для этих процессов может быть непомерно высокой, особенно для малых и средних предприятий (МСП), у которых может не быть значительных бюджетов на НИОКР.

Кроме того, внедрение мягких роботизированных решений в промышленных условиях требует значительных инвестиций в интеграцию и настройку. В отличие от традиционных жестких роботов, которые часто стандартизированы и могут быть развернуты с помощью относительно простого программирования, мягкие роботы должны быть адаптированы к конкретным приложениям. Такая настройка требует глубокого понимания конкретной задачи и среды, в которой будет работать робот, что требует дополнительного времени и ресурсов для тестирования и адаптации. Сложность интеграции мягких роботов с существующими системами и рабочими процессами также увеличивает общую стоимость, поскольку это может повлечь за собой значительные изменения в инфраструктуре и процессах.

Высокие затраты, связанные с мягкой робототехникой, могут стать сдерживающим фактором для многих потенциальных пользователей, особенно в отраслях, где экономическая эффективность является критически важной проблемой. Компании должны сопоставить потенциальные преимущества мягкой робототехники с существенными первоначальными и текущими расходами. Этот финансовый барьер может замедлить темпы внедрения, ограничивая потенциал роста рынка. Более того, окупаемость инвестиций (ROI) для мягких роботизированных систем может занять больше времени по сравнению с традиционными решениями по автоматизации, что затрудняет для предприятий обоснование расходов, особенно в экономически нестабильные времена.

Чтобы преодолеть эту проблему, индустрия мягкой робототехники должна сосредоточиться на стратегиях сокращения затрат, таких как совершенствование производственных технологий для снижения себестоимости продукции и разработка стандартизированных решений, которые можно легко адаптировать к различным приложениям. Кроме того, укрепление партнерских отношений между академическими учреждениями, игроками отрасли и государственными органами может способствовать финансированию и поддержке инициатив НИОКР, в конечном итоге снижая затраты и делая мягкую робототехнику более доступной для более широкого круга отраслей.

Технические ограничения и надежность производительности

Еще одной значительной проблемой для рынка мягкой робототехники являются технические ограничения и надежность производительности мягких роботизированных систем. Хотя мягкие роботы предлагают уникальные преимущества с точки зрения гибкости и адаптивности, они также представляют значительные технические проблемы, которые могут повлиять на их функциональность и надежность в реальных приложениях. Одной из основных технических проблем является сложность достижения точного управления и движения. Мягкие роботы по своей природе сделаны из податливых материалов, которые могут деформироваться и растягиваться, что затрудняет достижение того же уровня точности и повторяемости, что и традиционные жесткие роботы. Этот недостаток точности может быть существенным недостатком в приложениях, требующих высокой точности и последовательности, таких как сборочные линии на производстве или хирургические процедуры в здравоохранении.

Помимо проблем с управлением и точностью, долговечность и срок службы мягких роботов вызывают серьезные опасения. Материалы, используемые в мягкой робототехнике, хотя и гибкие и адаптивные, часто более подвержены износу по сравнению с жесткими материалами. Это может привести к сокращению срока службы и более высоким требованиям к обслуживанию, что может быть дорогостоящим и неудобным для пользователей. Необходимость частого обслуживания и замены деталей может еще больше усложнить развертывание и эксплуатацию мягких роботизированных систем, снижая их общую эффективность и экономичность.

Факторы окружающей среды также играют решающую роль в надежности работы мягких роботов. Такие условия, как экстремальные температуры, влажность и воздействие химикатов, могут негативно влиять на материалы и компоненты мягких роботов, что может привести к сбоям в работе или отказам. Обеспечение того, чтобы мягкие роботизированные системы могли выдерживать различные условия окружающей среды, имеет решающее значение для их успешного применения в различных отраслях промышленности. Это требует тщательного тестирования и надежной конструкции, что может еще больше увеличить время и стоимость разработки.

Более того, интеграция современных датчиков и систем управления для повышения функциональности мягких роботов вносит дополнительную сложность. Эти датчики и системы управления должны быть способны обрабатывать огромные объемы данных в режиме реального времени, чтобы обеспечивать точные движения и реакции. Разработка таких сложных систем требует передовых технических знаний и значительных инвестиций в НИОКР, что создает препятствие для инноваций и широкого внедрения.

Устранение этих технических ограничений требует постоянных исследований и инноваций в области материаловедения, робототехники и систем управления. Разработка новых материалов, которые сочетают гибкость с повышенной прочностью и точностью, а также улучшение конструкции и интеграции датчиков и механизмов управления являются критически важными шагами на пути к преодолению этих проблем. Сотрудничество между академическими кругами, промышленностью и научно-исследовательскими институтами имеет важное значение для продвижения достижений в этих областях и обеспечения того, чтобы мягкие роботизированные системы могли соответствовать стандартам производительности и надежности, необходимым для различных приложений.

Основные тенденции рынка

Интеграция искусственного интеллекта и машинного обучения

Интеграция искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО) в мягкую робототехнику является важной тенденцией, движущей развитие рынка мягкой робототехники. Технологии ИИ и МО расширяют возможности мягких роботов, позволяя им учиться на основе взаимодействия с окружающей средой и соответствующим образом адаптировать свое поведение. Эта интеграция позволяет мягким роботам выполнять более сложные и динамичные задачи с более высокой эффективностью и точностью. Например, в здравоохранении мягкие роботы на базе искусственного интеллекта могут повысить точность минимально инвазивных операций, изучая оптимальные схемы движения и корректируя их в режиме реального времени на основе обратной связи от датчиков. В производственном секторе алгоритмы машинного обучения позволяют мягким роботам оптимизировать процессы сборки, определяя наиболее эффективные способы обработки различных компонентов и материалов.

Растущее внедрение в медицинских и медицинских приложениях

Растущее внедрение мягкой робототехники в медицинских и медицинских приложениях является основной тенденцией, формирующей рынок мягкой робототехники. Мягкие роботы все чаще используются для различных медицинских целей, от хирургической помощи и реабилитации до ухода за пациентами и диагностики. Их способность безопасно и бережно взаимодействовать с тканями человека делает их идеальными для минимально инвазивных хирургических процедур. Хирурги могут использовать мягкие роботизированные инструменты для навигации по сложным анатомическим структурам с высокой точностью, уменьшая травматизацию окружающих тканей и улучшая результаты лечения пациентов.

Старение населения и растущая распространенность хронических заболеваний стимулируют спрос на инновационные медицинские решения, что еще больше стимулирует внедрение мягкой робототехники в здравоохранение. Поскольку исследования и разработки продолжают развивать возможности мягких роботов, ожидается, что их применение в медицинских и лечебных учреждениях будет расширяться, предлагая значительные преимущества с точки зрения ухода за пациентами и результатов лечения.

Расширение промышленной автоматизации и коллаборативной робототехники

Расширение мягкой робототехники в промышленной автоматизации и коллаборативной робототехнике является еще одной ключевой тенденцией, движущей рынок мягкой робототехники. Мягкие роботы все чаще используются в производственных и логистических средах для выполнения задач, требующих высокой степени гибкости и адаптивности. В отличие от традиционных жестких роботов, мягкие роботы могут обрабатывать объекты неправильной формы или хрупкие объекты, не причиняя им повреждений, что делает их идеальными для задач упаковки, сортировки и сборки. Такая гибкость обеспечивает большую универсальность в автоматизированных процессах, повышая общую эффективность и снижая эксплуатационные расходы.

Рост коллаборативной робототехники, или коботов, также подпитывает спрос на мягкую робототехнику. Коботы предназначены для работы вместе с людьми, повышая производительность и безопасность. Мягкие роботы с их податливой и безопасной конструкцией особенно хорошо подходят для совместных приложений. Они могут работать в непосредственной близости от людей, не создавая значительных рисков для безопасности, что делает их ценными активами в различных промышленных условиях.

Более того, внедрение мягкой робототехники в промышленную автоматизацию обусловлено потребностью в более адаптивных и устойчивых производственных системах. Поскольку отрасли все больше стремятся оптимизировать производственные процессы и реагировать на меняющиеся требования рынка, универсальность и адаптивность мягких роботов предлагают значительные преимущества. Ожидается, что эта тенденция сохранится, при этом мягкая робототехника будет играть решающую роль в развитии промышленной автоматизации и коллаборативной робототехники, стимулируя инновации и рост на рынке.

Сегментарные исследования

В 2023 году сегмент медицинских и хирургических приложений доминировал на рынке мягкой робототехники и, как ожидается, сохранит свое доминирование в течение прогнозируемого периода. Лидирующее положение этого сегмента объясняется значительными достижениями и внедрением технологий мягкой робототехники в медицинских учреждениях. Медицинские и хирургические применения мягкой робототехники произвели революцию в минимально инвазивных процедурах, предлагая непревзойденную точность, гибкость и безопасность. Хирурги используют мягкие роботизированные инструменты для выполнения сложных операций с минимальным повреждением тканей, что улучшает время и результаты восстановления пациентов. Способность мягких роботов перемещаться по сложным анатомическим структурам с высокой ловкостью делает их незаменимыми при деликатных хирургических вмешательствах. Кроме того, интеграция передовых датчиков и систем обратной связи в реальном времени в мягкие роботизированные устройства значительно повысила точность и контроль хирургических процедур, что еще больше способствует их внедрению.

Более того, растущий спрос на минимально инвазивные операции в сочетании с растущей распространенностью хронических заболеваний и старением населения способствовал росту этого сегмента. Мягкие роботизированные технологии также широко используются в реабилитационных и терапевтических приложениях, помогая пациентам в процессе их восстановления, предоставляя персонализированную и адаптивную помощь. Разработка носимых мягких роботизированных экзоскелетов и вспомогательных устройств еще больше расширила возможности применения в медицинской сфере, предлагая поддержку мобильности и повышая качество жизни людей с ограниченными возможностями.

Ожидается, что усилия по исследованиям и разработкам, направленные на расширение возможностей и доступности медицинской мягкой робототехники, будут поддерживать рост сегмента. Кроме того, одобрения регулирующих органов и положительные клинические результаты укрепили уверенность в эффективности и безопасности мягких роботизированных медицинских устройств, способствуя более широкому внедрению в учреждениях здравоохранения по всему миру. Поскольку поставщики медицинских услуг все чаще ищут инновационные решения для повышения точности хирургических операций и ухода за пациентами, сегмент медицинских и хирургических приложений готов продолжить свое доминирование на рынке мягкой робототехники в течение всего прогнозируемого периода, что приведет к значительным достижениям и росту в отрасли.

Региональные данные

В 2023 году Северная Америка доминировала на рынке мягкой робототехники и, как ожидается, сохранит свое доминирование в течение прогнозируемого периода. Это региональное лидерство обусловлено несколькими ключевыми факторами, включая наличие передовой технологической инфраструктуры, значительные инвестиции в исследования и разработки и высокую концентрацию ведущих компаний в области мягкой робототехники. В частности, Соединенные Штаты находятся на переднем крае инноваций в области мягкой робототехники, при этом многочисленные академические институты, исследовательские центры и игроки отрасли активно способствуют разработке и коммерциализации передовых технологий мягкой робототехники.

Надежная экосистема финансирования в Северной Америке, поддерживаемая как частными инвесторами, так и государственными учреждениями, способствовала существенному прогрессу в этой области. Программы и инициативы, направленные на содействие инновациям в области робототехники, такие как гранты Национального научного фонда и инвестиции венчурных компаний, сыграли решающую роль в ускорении роста рынка. Кроме того, сотрудничество между промышленностью и академическими кругами привело к значительным прорывам в материаловедении, искусственном интеллекте и робототехнике, что еще больше расширило возможности и области применения мягких роботов.

Более того, сильный акцент региона на автоматизации и передовых производственных технологиях привел к внедрению мягкой робототехники в различных отраслях, включая здравоохранение, автомобилестроение и бытовую электронику. В медицинском секторе спрос на минимально инвазивные хирургические процедуры и реабилитационные решения стимулировал разработку и внедрение мягких роботизированных систем, способствуя росту рынка. Наличие хорошо налаженной инфраструктуры здравоохранения и высокий уровень расходов на здравоохранение в Северной Америке дополнительно поддержали внедрение мягкой робототехники в медицинских приложениях.

Лидерство Северной Америки на рынке мягкой робототехники также объясняется проактивной нормативной средой, которая поощряет инновации, обеспечивая при этом безопасность и эффективность новых технологий. Регулирующие органы, такие как Управление по контролю за продуктами и лекарствами (FDA), предоставили четкие руководящие принципы для одобрения и коммерциализации медицинских и хирургических мягких роботизированных устройств, укрепляя доверие заинтересованных сторон.

Последние разработки

• В августе 2023 года FANUC India, лидер в области автоматизации производства, открыла свой новый Технологический центр в Шриперумбудуре, Ченнаи. Объект был официально открыт в пятницу доктором Ёсихару Инабой, председателем правления FANUC Corporation. FANUC India со штаб-квартирой в Бангалоре уже более 30 лет поддерживает производственные отрасли по всему индийскому субконтиненту.

Ключевые игроки рынка

• Soft Robotics Inc.
• FANUC Corporation
• RightHand Robotics, Inc
• KUKA Aktiengesellschaft
• Yaskawa Electric Corporation
• BionicHIVE
• Pneubotics Inc
• Shadow Robot Company

Объем отчета

В этом отчете

Мировой рынок мягкой робототехники

o

o

Мировой рынок мягкой робототехники

o

o

o

o

Мировой рынок мягкой робототехники по регионам

o

§

§

§

o

§

§

§

§

§

o

§

§

§

§

§

o

§

§

o

§

§

§

§

§