2019年9月18-19日，2019 DEMO CHINA创新中国·未来科技节在杭州未来科技城学术交流中心举办。国家工程实验室办公室主任、北京师范大学智慧学习研究院副院长曾海军进行了主题为《2019全球教育机器人发展白皮书 —— 应用情景与产品分析》的演讲。
犀利观点如下：
1、机器人是不会完全替代教师的，但在某些方面承担教师的作用。
2、环境变了，内容变了，甚至教学模式变了，但是教育的本质，即培养人才的本质不会变。
3、教育机器人的设计需求，不是我们理解的“妈妈觉得你冷”的那种需求，是以智能化为重点。
以下为演讲实录，未经嘉宾审核：
各位专家、各位来宾，我今天非常荣幸参加“中国教育新影响力论坛”，我来自北京示范大学智慧学习研究院和互联网教育智能基础及应用国家工程实验室，非常高兴代表团队来介绍关于教育机器人方面学术的最新研究成果。
教育机器人白皮书2016年发布，在今年的世界机器人大会上再次发布了2019版的教育机器人白皮书。这两次白皮书上主要的框架集中在应用的情景，另外作为学术机构，在学术方面进行了全球分析，最后做了产品分析的框架，我就按照这个框架给大家做介绍。
第一个，教育机器人发展。首先，来自国家政策的推动，2006年，国家科技中长期发展规划里提出了智能机器人和智能服务机器人作为重要发展理念。在科技部智能机器人重点专项中也对这些关键技术和应用示范进行了重点支持，这三年资金超过20个亿。
第二个，中国制造2025年和新一代人工智能规划，里面都提到智能机器人和智能服务机器人，包括机器人在教育行业当中的应用。在教育领域，最近在北京5月份举办的国际人工智能教育大会上，习近平主席的贺信上也提到人机协同，当然也包括机器人。
在教育信息化从1.0到2.0里面提出了智慧教育创新发展工程，里面除了做智慧教育示范区，也提出了教育机器人，包括我们说的智能教师助手等。这个是从政策上的需求。
另外，我们也做了一组数据的调研，可以看到大家对教育机器人需求还是比较期待的。从学生来说，我需要一个学习的伙伴，就像过去书童一样；教师可能需要助教；对于家长来说需要一个监护人。我们可以看到在机器人应用当中，“电子产品带娃”本身就是有争议的事情，也有教师或者家长提出，教育机器人在教育中的应用是不是有争议。
从230多项需求中总结出：教育机器人可能在日常生活和学习工作中，可能扮演不同的角色，写出了17种角色，但是你也看到在这种角色分类上更多起了助理、保姆辅助的角色的作用。
从技术成熟度来说，重新对教育机器人的维度进行划分，对技术成熟度划分，简单来说比较急迫或者刚性的需求，或者技术上比较容易实现的需求在近期满足。对技术满足比较大，在未来上会发展。
最终我们还是要关注教育机器人在教育和教学中怎么应用，我们从使用对象角度进行教育机器人的分类，通常学习在学校里学习，但是会把学习的放得更大，比如说家庭教育、公众场所，包括科技馆、博物馆等。我们可以看出目前教育机器人在家庭和学校当中的应用是比较普遍的，提供的服务业比较多，包括家庭学习、机器人教育、助教。
根据以上的分析，我们常规的理解把教育机器人理解成两类，一类是做机器人教育的，辅助教学和活动；另外在教学中提供知识服务功能的，教育服务机器人。简单来说，机器人就是可以拆开的，我们把它认为是机器人教育，拆不开或者定制化产品可能是教育服务机器人，这个只是研究团队的定义。
我们从场景来说，教育机器人能教师角度增强教师的表达能力，知识加工能力或者沟通能力，包括家庭助理等等这方面。
从表达能力来说，也就是时间和空间上的服务，比如说代替老师在课堂上的教学；代替医生辅导老人康复等。
第二个从教师角度来说，是在知识加工分析能够增强教师这方面能力。这个很容易理解，在遇到问题的时候，通过机器人能够搜索到需要的知识，甚至家庭辅导小孩子作业都能起到这方面的作用。
另外，机器人在原来的角色当中增加一个角色，可能增加教师在教学当中沟通和社交的功能，增加交互的角色，这是从教师的角色来说的。但是我们在看到这些问题的，在世界机器人大会也提到出来的：机器人是不会完全替代教师的，但在某些方面承担教师的作用。
在人工智能时代或者互联网+时代，教育有哪些变和不变？我们知道环境变了，内容变了，甚至教育学的模式变了，但是教育的本质——培养人才的本质不会变，教师还会存在情感交互、社会化等这方面的功能和角色，这个是对应用场景的分析。
我们看一下国际上对于教育机器人学术研究情况是什么样的，通过查文献的方式，从近五年来从1300多篇关于教育机器人文献中梳理，最终选出490多篇关于机器人紧密结合的文章。从国际上有比较典型的机构中可以看到美国、欧美是比较多的，主要参考的指标还是论文应用的情况。
比如说，在英国教育机器人如何研究自闭症；意大利的机构如何利用机器人研究开源平台；国内也有做机器人的研究，也有大量的机构从事教育机器人研究，就看承担这几年的国家重点专项的情况，比如哈尔滨工业大学机器人国家重点实验室等。
从研究的热点的角度，我把文献进行分类之后发现，目前对机器人的研究主要集中在这几个方面，一个是教育机器人本体的研究，包括概念、内涵，基本的架构等；第二个机器人在教学中间的角色扮演和影响情况的研究；第三个机器人在实践，教育机器人的设计，还有教育机器人应用情景的研究。这是我们对500多篇论文进行归纳分析之后得出的结果。
从服务情节来说，无外乎中小学生、师生、成人到幼儿、老人等。再看到这些机器人在研究中或实验中提到比较多机器人，有日本的编程机器人、乐高机器人。
从应用情景来说，第一个还是斯林姆教育，还有语言教育、学科教育，我们所理解的应用情节对使用对象来说，中小学生还是比较多的。
教育机器人会涉及到哪些关键技术？图中的这个体系是现有科技部智能机器人专项中所涉及到的一套技术体系，从共性的技术到产品的关键技术一直到集成应用示范。
我们再回过头来看看科技部近三年来智能机器人的重点研发项目，会发现没有一项是关于教育机器人的。今年的最后一项和教育有点关系的是研究工业机器人职业培训的机器人。
是不是教育机器人不涉及技术呢？不是这样的。我们都希望有一个像真人的机器人，像我们一样去思考、表达、互动。从这个角度，通过和企业走访，和专家的访谈发现这三项技术对机器人的发展是关键——人机互动、机器视觉、情感感知。
从设计的角度，很多企业做产品的，在企业产品有一套设计方法论，从原始的需求分析一直到目标用户，从竞品到场景。通过和企业的产品进行沟通，我们认为在目前设计来说会关注这几点：
第一个关注应用的情景分析，这个是我们做产品的切入点；
第二个要考虑智能化；
第三个模块化的设计思路，包括做电子产品迭代的方式；
第四个要关注教育机器人在教育当中的适用性。
我们展示了研究团队所提出的产品分析框架，希望对现有市场上机器人产品进行分析。2016年版的时候我们提出六个分析维度，在2019版的时候经过专家的意见、访谈研究之后，我们把六个维度简化四个维度，表情动作、感知输入、机器人智能化水平、社会互动。
我们对40个关注度比较高的机器人产品进行评测。通过淘宝、京东、亚马逊电商平台上买得最多、关注最多的机器人，选出40个产品进行评测，但是这个能选择的维度有一定的局限性，在这些电商平台上可能更多是to C产品，面向个人用户来买得多一点，通过集团采购可能不一定通过这个平台，不过这些产品具有比较典型的特征。
对40多个产品分析之后发现，国内和国外的差距并不明显，简单说都在一般水平的发展，还在1和2之间的水准，国内的机器人在感知、智能这方面发展比较好一点，在表情动作还属于比较低的水平。
我们也挑出大家常见的几款机器人产品进行分析，第一款是我们用得比较多的人型机器人编程，互动性产品。
第二款产品在输入这方面发展确实比较不错，第二款产品和第一款产品有点类似，一个是国内，一个是国外的。
第三款产品特征比较明显，在感知输入这块比较强，没有太多的表情动作，这是一个家用的音译学习的机器人。
最后一个是MIT的机器人。将来我们研究团队可能会对市场上所有的机器人进行测评，在这个基础上做出我们的标准。
从产业链角度，团队画出了目前产业链的图，可以看出产业挺繁荣，产业链也挺丰富。但是需要注意的是，产业链确实是初具出行，从芯片到制造商到平台到资源到内容等，都有不同的企业和团队去提供，但是从企业的访谈来说得到最大的问题——上下游之间还需要进一步打通，这个是从产业链角度来说。
从这个产业发展来说我有两条建议，一个是通用型的教育机器人，可能更多由系统平台、开发商决定，这个是在前一个阶段，在阶段逐渐转化有系统渠道商去界定专业的机器人。这个是在产业发展中要注意的几个问题，特别是最后提到用户能力的问题，这个是我们会比较关注的问题。
另外，以上表格显示机器人产业发展很快，2016年预测2021年的时候会到110亿，2023年会到841亿。这些数据的计算规则是用了国际上通用的复合增长率的方式算出来的，最后还把总数除了4。
这些数据说明教育机器人还是有比较大的市场，它有非常丰富的应用场景，有角色来扮演。曾经有一位领导到我们实验室去参观说，农村还有十几万教学点，有没有可能每个教学点有一位机器人教师来帮助学校：开不出来的课开出来，有些开不好的课能够开得更好。所以从应用场景来说这个市场空间确实还会很大。当然，这个数字不一定是很准确，我们可以期盼美好的未来。
最后，我把前面讲的作为核心观点提炼一下：
第一个是统计发现在美国、欧洲是教育机器人学术研究主要是教育机器人的本体、角色等，特别是我们说的语言等等方面的影响，受到很多的关注。
第二个用户的多样性决定了教育机器人的需求广泛而且不同，从应用的长远来看，家庭的需求目前来说多于学校的学校。从功能效果来说，辅助教育机器人教育的需求占比比较大。从使用对象来说，面向学生特别是中小学生他的需求会多于其他的群体。
第三个教育机器人的设计需求，特别是原始的需求为主，这个需求不是我们理解的“妈妈觉得你冷”的那种需求，是以智能化为重点，既能够满足用户的需求，强化机器人的交互体验，又能够保持对教育的适用性问题。
第四个机器人人机交互、机器视觉和情景感知是三大关键技术。
第五个教育机器人有比较广大的应用场景，产业在逐步发展过程当中。
第六个机器人正在形成一套机器人的生态圈，有点类似于智能手机的发展。
这个是我们研究的结论。
我们的研究团队是来自北京师范大学智慧学经济和互联网教育国家工程实验室的研究团队。在研究过程中，我们也得到了很多企业支持和专家的支持。
