文｜多鲸资本

2020 年 10 月，字节跳动宣布启用全新教育品牌「大力教育」，并发布首款智能教育硬件大力智能作业灯；今年 3 月 18 日，百度再度推出拥有超过 400 个教育应用的「小度智能学习平板」智能屏。

同月，继去年推出惠普智能教育本和 Magicpie 智能电子纸两款产品后，腾讯教育也联合暗物智能发布 AILA 智能作业灯。另有媒体消息称，如作业帮等互联网及教育机构也正在内部孵化智能学习灯。

从学习平板、智能音箱，到点读笔、扫描词典笔、错题打印机、早教机器人再到智能作业灯，家庭智能教育硬件细分品类不断丰富。疫情导致的长时间居家学习更使之迎来春天，迸发出巨大的潜在消费市场。

此前，多鲸教育研究院曾发布 2020 年中国教育智能硬件报告。于当下时点，回看报告，仍常读常新。

多鲸认为：随着人工智能、移动互联网和音视频新技术为代表的技术在教育场景应用增多，教育硬件升级换代的趋势也已经非常明显，作为学习数据和增值服务连接器，教育智能硬件代表着新的流量场景，成为其他行业跨界教育领域的优选。

智能硬件是基于互联网连接硬件和软件平台，运用人工智能和大数据处理等信息技术，实现不同程度的传感互联和人机交互，以满足工业生产、日常生活等场景的新型智能终端产品。目前逐渐应用于消费电子、智能家居、智能交通、智能工业、智能医疗等领域，未来将成为「互联网+」人工智能的重要载体。

教育智能硬件是智能硬件产品在教育领域的应用，根据不同使用对象而开发出满足各类教育阶段和场景下的教与学需求。目前应用相对较广的领域包括学前教育、K12 教育、部分高等职教以及专业康复训练上。

从产品类型分，智能硬件分为以下两类：

（1）提升原有硬件品类的用户体验：比如各类消费电子、家用电器的互联网化和智能化，基本上是随着技术更新推动原有产品类型的升级换代。

（2）创造新的用户需求和产品型态：比如各类先锋硬件和极客 产品，用于满足和解决新的用户需求和市场痛点。

在此基础上还可以分为手机依赖型和非手机依赖型产品，前者以手机作为操作终端和数据收集处理工具，后者能够独立在硬件终端运行，不需要手机特别介入。

从应用场景分，智能硬件分为以下六类：

（1）可穿戴设备：包括各类智能手表、手环、无线耳机、头显和服装类产品。

（2）智能家居产品：包括各种智能家电、家具和智能安防产品。

（3）智能交通设备：包括无人驾驶器、乘载工具、汽车辅助配件。

（4）智能医疗器械：包括各类智能康复类和器械类产品。

（5）智能教育硬件：包括各类智能早教机、学习平板、陪伴型 机器人和学习辅助工具等。

（6）其他：无人机等消费类电子。

智能硬件成为在「互联网+」模式中实践信息技术与传统产业融合的有效样本。根据 CNNIC 发布数据显示， 截至 2020 年 3 月，我国网民规模为 9.04 亿，网络购物用户规模达 7.10 亿，以 OMO 模式和直播带货等新零售业态崛起使得爆款单品打法变得更加可行。

随着 5G、人工智能、大数据等核心技术领域的快速发展、内容消费市场的扩大、供应链和物流体系的不断成熟，万物互联的时代逐渐到来，数据化和智能交互使得链接物理世 界和虚拟世界的载体越来越智能。传统硬件企业面对互联网用户的新需求只能与时俱进，互联网企业面临流量变现的现实压力也必须寻找新突破口。

智能硬件的发展路径伴随着互联网技术的发展和应用，从简单的电子化、数字化，到大数据处理和物联网化交互，智能硬件的信息接收和处理能力不断提升。从被动感知到智能交互再到自主决策，硬件始终在帮助使用者解决信息不对称的效率问题。在经历了硬件从无到有，从单一到繁多之后，随着产业链的成熟,「万物互联」的理念将使得未来的智能硬件商业模式朝着「硬件+数据+服务」的模式推进。

根据国外的智能硬件发展历史，我们大致可分为三个时期：产业化前期、移动互联网时期和互联网时代。

智能硬件历史发展

中央及部分地方政府开始有意识引导智能硬件产业的发展布局。自 2014 年智能硬件开始兴起之后发布多项产业结合的政策，助力智能硬件产业发展、 推动行业规范、标准制定和技术联合突破。智能硬件是指具备信息采集、处理和连接能力，并可实现智能感知、交互、大数据服务等功能的新兴互联网终端产品，是 「互联网+」人工智能的重要载体。新一代信息技术正加速与个人穿戴、交通出行、医疗健康、生产制造等领域集成融合，催生智能硬件产业蓬勃发展。

国家支持智能硬件企业面向教育需求，提升教育智能化水平。《智能硬件产业创新发展专项行动》引导智能服务机器人面向家庭、教育、商业、公共服务等应用场景，发展推进多模态人机交互、环境理解、自主导航、智能决策等技术开发，发展开放式智能服务机器人软硬件平台及解决方案，完善智能服务机器人编程和操作图形用户接口等通信控制、 安全、设计平台等标准，提升服务机器人智能化水平，拓展产品应用市场。

支持智能硬件企业面向教育需求，在远程教育、智能教室、虚拟课堂、在线学习等领域应用智能硬件技术，提升教育智能化水平。结合智能硬件产品形态发展，建设相匹配的优质教学资源库，对接线上线下教育资源，扩大优质教育资源覆盖面，促进教育公平。

智能硬件已经成为全球消费市场的热点，市场仍然处于高速发展期。智能硬件商业化的发展离不开全球产业链的成熟，从设计研发、 代工制造、再到物流零售，智能硬件已经形成比较完善的供应链体系。与此同时，智能硬件也在不断吸引资本市场的关注，新的创新型硬件产品不再只出自传统大厂，众筹和风投模式使得商业创新得以加速。全球电子消费热潮已经持续了近 10 年的时间，以移动互联网和 AI 为代表的新一代科技推动智能硬件终端更加智能化、人性化，消费体验的改善又使得更加普及化。随着用户需求场景的拓展，智能硬件产品不断出现在消费者、企业和政府等不同市场主体之间，也使得智能硬件的品类不断扩展。

智能硬件产业链

智能硬件行业从 2014 年开始进入了发展正轨。根据赛迪研究院的数据，2014 - 2018 年全球智能硬件终端产品出货量从 19.9 亿部（台）增至 32.5 亿部（台），平均年增长率超过 8%。预计到 2025 年，全球智能硬件终端产品出货量将进一步扩大到 90.58 亿部，年均复合增长率将达到13.5%。从全球市场结构来看，2019 年智能硬件中出货量前三的品类分别为：智能移动通信设备（ 17.7 亿部）， 智能可穿戴设备（ 2.3 亿部），智能车载设备（ 1.2 亿台）。预计到 2025 年，按终端产品出货量统计，全球智能硬件排前三品类分别为： 智能移动通信设备（占比 48% ）、智能健康医疗设备（19%）和 智能家居设备（17%）。其中年复合增速排名前三的品类分别为： 智能机器人（35.0%）、 工业级智能硬件设备（27.9%）和智能健康医疗设备（15.7%）。

更多创业者从硬件切入创业，互联网大厂也在硬件上进行尝试。一方面有互联网产品背景的公司需要硬件承载整个商业模式。另一方面有硬件背景的公司，希望通过硬件技术做出智能产品解决目前某些场景下的痛点。可喜的是，部分消费端硬件产品已经得到商业市场数据验证，比如苹果的智能手表和无线蓝牙耳机、Peloton 亚马逊智能音箱、 海尔智能家电和大疆无人机等单品的畅销。

根据艾瑞数据中心的调研数据，2020 年中国网民智能家居了解调查情况显示，智能电视、扫地机器人和智能音箱是 网民整体了解情况排名前三产品，市场上也分别有极具代表性的相对应产品。而且根据其测算，2020 年中国智能可穿戴设备的出货量将突破上亿台，相比 2017 年增长接近 1 倍。无线蓝牙技术和柔性显示屏技术的发展使得可穿戴智能硬件的消费体验得到明显提高，市场需求被进一步激活。

中国智能硬件发展情况

智能硬件的商业模式，可以总结为两个消费市场和三种盈利模式。其中 B 端市场，目前以高端制造业和服务业的定制需求为主，比如智能机器人和相关硬件在政务、酒店地产、健康医疗、安防领域、金融领域的应用，当然也包括从硬件产品设计、开发、生产到软件系统的研发的一站式整体解决方案提供商。而 C 端市场最具代表性的是 各种文娱消费电子产品，从大疆无人机、小米扫地机器人、苹果无线耳机到教育类故事机和学习机。

从智能硬件为切入点，可以把盈利模式分为三种：

（1）单纯硬件售卖为主，主打爆款；

（2）硬件售卖+增值服务（ 垂直领域），比如大火的任天堂 Switch、 Peloton，硬件为入口，通过搭售和会员模式，推送内容和服务，不断加强消费者粘性；

（3）硬件售卖+应用生态（平台），重视建立围绕硬件使用场景的生态平台，创造新的消费场景， 以 Amazon Echo 、Google home、天猫精灵等为代表，往往需要互联网大平台牵头，然后创新者跟进。

互联网基础设施持续完善，为智能硬件的消费场景提供最基础的保障。2019 年，我国已建成全球最大规模光纤和移动通信网络，行政村通光纤和 4G 比例均超过 98%，固定互联网宽带用户接入超过 4.5 亿户。随之而来的是各类互联网应用接入消费大众的生产生活中，以苹果手机为代表的智能手机以及移动互联网应用生态提升了消费者对于智能产 品的认知和需求。智能硬件的付费群体以 80 后、 90 后为主，特别是高收入人群，往往喜欢尝试新科技并愿意付费。

教育机器人是教育领域硬件发展的主要方向，能够满足特定场景下教与学智能的服务。目前教育机器人通常被用于进行 STEAM 教育、 语言学习、特殊人群学习等主题的辅助与管理教学中。根据《 2019 全球教育机器人发展白皮书》，当前的教育机器人在功能上可以按照表情动作、感知输入、机器人智能、社会互动这四个维度来评价其产品成熟度。由弱到强分为 5 个层级，5 代表最高水平，1 代表最低水平。

教育机器人的技术突破方向在感知与交互领域。此外，具有分辨语意能力且具备如同真人一般的互动性是教育机器人理想的发展目标，因此人机交互、机器视觉、情境感知将是教育机器人未来发展的三项关键技术。同时，还需要继续研究感应技术、辨识技术、控制语言、机器人结构、无线网络、云端科技和仿生技术等，并从教育机器人的系统架构、教学平台管理、移动设备与管理端的关系进行规划。

教育机器人产品分类

能否链接优质学习内容和教育资源，通过硬件推出场景化的教育服务功能，是教育智能硬件获得持续发展的关键所在。当前，消费者对新品类的认知度不高，C 端市场 缺乏真正的爆款产品，硬件背后的内容和服务体系参差不齐。以学前阶段的硬件产品来说，还需要考虑到低龄使用者的外观设计和交互方式，屏幕类产品和无屏产品所承载的内容和服务业存在明显的区别。

根据《 2019 全球教育机器人发展白皮书》描述，教育机器人应用于个人携带、家庭空间、学校一般教室、校外培训机构、专业培训机构及社会公共场所等 8 个应用情境。

从市场发展现状来看，主要集中在家庭和学校场域中使用，如家庭中的智能玩具、儿童娱乐教育同伴、家庭智能助理；学校一般教室与专用教室的远程控制机器人、 STEAM 教具；专用教室或培训机构的自闭症特殊教育机器人。

教育机器人市场规模

全球教育机器人市场规模稳步增长，2017 年增速下降明显。截止到 2018 年，全球教育机器人市场规模达到 9.55 亿美元，同比增长16.61%。

中国教育机器人市场约占全球市场的 10%-12%，增长率略高于全球市场。截止到 2018 年，中国教育机器人市场规模为 7.5 亿元，同比增长 29.53%。根据前瞻产业研究院测算，从 2020 年到 2014 年，同比增长率将保持在 20% 左右，预计至 2024 年中国教育机器人市场规模将达到 22.9 亿元。

学前教育阶段的硬件产品基本上以各类早教机为代表，早教机器人是指具备语音交互能力，能联网的教育类电子产品， 吸引幼儿兴趣的同时有一定知识启蒙。

目前市面上的早教机器人大致可以分为四大类，包括故事机、普通早教机、对话/陪伴机器人以及绘本阅读机器人。多数早教机器人标配的语音交互功能是语音唤醒、简单问答，复杂一些的附带点播、智能语音评测等。早教机器人的技术关键 在于玩具材料安全（颜料、棱角等），文字、语音、图画等内容编排合理。

以人机交互技术、机器人视觉技术、情境感知技术在内的 3 个关键技术的成熟度作为需求时程定义的准则，可将其区分为 5 年内的短期需求、5-10 年的中期需求以及 10 年以上的长期需求。

基数庞大的用户群体是为教育硬件为代表的功能性儿童学习用品提供广阔空间。功能性儿童学习用品的主要适用群体是 0-14 岁的少年儿 童，我国 0-14 岁人口数量十分庞大且处于稳步增长状态，2018 年已经达到 2.35 亿。从儿童群体数量的增长动力来看，尽管近两年我国人 口出生率出现小幅下滑，但「全面二孩」政策持续发挥作用，2019 年出生人口中二孩及以上比重达到了 59.5%。

低幼市场人群规模庞大。2016 年「全面二孩」政策实施以后，中国新生儿童数量经历了两年快速增长后有所回落。2016 至 2018 年，连续三年中国 0-6 岁儿童人数超过 1 亿。

教育支出在日常生活支出中占比变大。目前在家长人群日常支出中，教育支出占比为 12.9%，仅次于食物和服饰，超八成的家长每年在孩子的教育方面支出均在 5000 元以上。

数据来源：ECdataway 数据威，多鲸教育研究院整理

孩子在 0-6 岁之间的家长人群缺乏对于孩子的陪伴。只有 22.6% 家长每周陪伴孩子的时间大于 15 小时，50% 左右的家长每周陪伴孩子的时间不到 10 小时。因此需要用兼具陪伴与教育，甚至有监测功能的各类 AI 机器人来实现远程参与。

0-6 岁孩子的家长中，超过 80% 的家长认为生活习惯养成是最重要的。此外，78% 的 0-3 岁孩子家长还非常注重孩子的智力思维。而 3-6 岁孩子的家长中，有 75% 认为心里社交很重要。

与其他教育类产品相比，早教图书和音像产品仍占主流。此外，早教电子玩具最受家长欢迎， 65% 的 0-3 岁孩子家长和 45% 的 3-6 岁孩子 家长会选择早教电子玩具。

教育智能硬件是软硬件结合趋势在教育领域的产物。整个教育硬件正在经历从简单的电子化、数字化升级到智能化， 通过信息收集和智能交互，甚至未来可以实现自主决策。教育智能硬件的发展趋势一定是朝着「硬件+内容+数据+服务」的四模块方式继续升级，提升传统家庭教育场景和学校教育场景的学习体验和教学效果。

从 2014 年开始，各类涌入教育智能硬件赛道的创业团队，基于市场刚需和团队背景已经开拓出品类众多的 K12 教育硬件，比如智能机器人、脑电波可穿戴设备、翻译机、学习机、手写笔（板）、教育一体机、VR/AR 教学装备等。

2018 年教育部披露数据 K12 阶段学生约 1.9 亿，近年来 K12 阶段在校生稳步增加，基数庞大，根据统计局披露数据，结合出生率我们判断，2022 年 K12 阶段学生数将达到 2.04 亿人次。

教育硬件市场规模稳步增长：2020 年受疫情影响，学生在线接收教育人数迅速增加，所带来的是对教育硬件设备需求的陡增，随着学生返校复课，在线教育留存率会有所下降，但预计呈稳步增加态势，预计至 2022 年，K12 教育智能硬件市场规模将达 570 亿。

数据来源：Wind，国家统计局，多鲸教育研究院整理

「硬件+软件+内容」的一体化学习生态：

内容方加持：当前教育智能硬件生产商的内容来源大部分来自各类出版社和课程辅导类机构，数字出版机构有偿对接内容库，在线教育企业通过其进行内容导入，扩充产品的流量入口，随着资源服务重度在线化，专业设备的需求呼之欲出。

智能硬件是载体和枢纽：从技术端、内容端、交互端通过枢纽和学生、老师建立良好的交互。随着语音领域技术以及 OCR 图片识别等技术的成熟，智能硬件在物理世界中的采集能力得到强化，进而为线上的 AI 技术提供了更多更准确的信息支撑，并为内容方进行 用户引入。

硬件与内容的融合：公司多产品形态的组合布局，实现了软件硬件协同，试图打通线上线下教育闭环，最终实现教育产业上、中、 下游环节的全面覆盖。

硬件要解决的本质问题是延展人的能力，解决信息不对称问题。智能硬件的目标是带领产业从智能到智慧，实现人 与人、人与物、以及物与物之间更好的信息处理，实现不同程度的传感互联和人机交互，用业内人的话来说就是「帮助用户做选择，帮助用户做判断」。

教育智能硬件-存在的问题

而事实上，目前的市场上的很多教育硬件产品远没有达到智能水平。在应用场景的可适性和用户体验方面远远没有达到教育消费者的需求。教育智能硬件的产业化发展，在商业模式和供应链方面也存在的各自的问题。我们认为智能硬件目前至少存在五个方面的困境，需要行业一一突破。

从国内外来看，众筹模式仍然是包括教育行业在内的智能硬件厂商的有效启动方式。创新类硬件产品往往针对的是垂直细分领域，通过众筹方式可以吸引种子用户，在获得项目初期的资金需求的同时实现产品初期的推广和营销。互联网背景的创业团队多会选择这一方式。

教育硬件领域的投资机会逐渐从集成商延伸至中上游的垂直技术和内容服务供应商。伴随着硬件使用场景的常态化， 从单纯的产品售卖走向内容和服务的二次供给，市场需求反过来推动供应链的逐渐走向成熟，使得垂直技术和内容服务供应商有了更大的匹配空间。

学前教育和 K12 教育类公司切入硬件市场的时机到来。虽然在线教育和线下教育存在着交易和消费场景的区别，但教培机构基本上仍然以课程培训服务为主，依赖优质师资的持续培养能力和教学内容的持续输出能力在市场上站稳一席之地。学前教育和 K12 教培类公司面临着获客成本增长和用户粘性压力，优质的教育硬件产品可以提高教培机构的IP属性，增加用户粘性的同时，开拓新的变现渠道。

大型互联网和家电制造企业的跟进，掀起智能硬件创业和投资风潮。小米在硬件+互联网领域的成功激励了其他互联网公司和家电制造企业的跟进，随着人工智能、移动互联网和音视频新技术为代表的技术在教育场景应用增多，教育硬件升级换代的趋势也已经非常明显，作为学习数据和增值服务连接器，教育智能硬件代表着新的流量场景，成为其他行业跨界教育领域的优选。