AI智能化家居机器人特征价格的计量分析

安昱臣 贾德铮

摘要：AI被誉为21世纪三大尖端技术之一，广泛应用在军工、医疗、日常生活等各个领域，AI智能化家居机器人的广泛应用是大势所趋。文章着眼于扫地机器人，通过分析现行市场上15个品牌、60种型号的扫地机器人，用STATA对数据进行整理和分析，建立扫地机器人特征价格的计量模型，探究扫地机器人价格的影响因素并作出合理解释。

Abstract： It is known that there are three cutting-edge technologies in the 21-st century and AI is honored as one of them， which is widely used in different frontiers including military production， medical treatment， daily life and so on. It becomes a trend that AI intelligent robots are widely used. We focus on sweeper robots in this article. We have found 60 types of sweeper robots with 15 brands in the current market， analyzed the data with STATA and built a hedonic price model to try to find the factors which effect the price of robots and make proper explanations.

关键词：AI智能化家居机器人；扫地机器人价格；横截面数据；多元线性回归

Key words： AI intelligent household robots；sweeper robots price；cross-sectional data；multiple linear regression

中图分类号：F031.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）03-0059-04

0 引言

随着人类社会的不断深入发展，尤其是21世纪以来，计算机科学、物理学、材料科学、数学等不同学科深度交叉，逐渐衍生演化出一个全新的高度复合的尖端技术——AI，即人工智能，这为智能化家居机器人的出现奠定了技术基础。另一方面，改革开放四十年以来，中国居民的收入不断增加，对生活质量的追求越来越高，同时，人们的空余时间越来越少，于是，可以为人们带来便利的智能化家居机器人便应运而生，逐渐出现在市场上。智能化机器人名目多样，种类繁多，我们主要着眼于扫地机器人。近些年扫地机器人蓬勃发展，市场逐渐趋于饱和，也因此市场竞争空前激烈，同时扫地机器人趋于异质化，各个厂商既要保持自己的竞争优势，不断推出拥有不同功能的新款产品，还要保证合理的利润率，而对于消费者来说总是想要用尽可能低的价格买到拥有尽可能多功能的产品，因此对扫地机器人进行合理的定价对于兼顾消费者效用和厂商利益具有重要意义。文章通过分析现行市场上15个品牌、60种型号的扫地机器人，用STATA对数据进行整理和分析，建立扫地机器人特征价格的计量模型，探究扫地机器人价格的影响因素并作出合理解释。

1 数据来源及收集结果

1.1 数据来源

1.1.1 各大品牌商官方网站公布的产品参数、产品说明书

涉及品牌有：Ilife、Mijia/米家、Dibea/地贝、Haier/海尔、Medea/美的、Aux/奥克斯、Ecovacs/科沃斯、Klinsmann/克林斯曼、Liectroux/莱尔克斯、Proscenic/浦桑尼克、扫地狗、Tomefon/斐纳、Roborock/石头、Philips/飞利浦、Fmart/福玛特，共计15个品牌。

1.1.2 交易平台

①官方商城。

官方商城作为产品官方的销售渠道，具有销售数据真实、参数可靠的优点，通过收集官方商城的数据，可以得到较为准确、优质的数据。

②大型综合性交易平台。

除官方商城外，各大品牌商也会选择与一些交易量大、交易技术成熟的大型综合性交易平台进行合作，以此拓宽销路、增加销量。大型综合性交易平台具有销售量大，易比较不同品牌之间的差别、较好反映市场价格的优点，通过收集大型综合性交易平台的数据，可以得到较为市场化、较准确的数据。收集数据选用的大型综合性交易平台主要有：天猫网、京东网、苏宁易购、国美以及1号店。

1.2 收集结果

通过对数据进行多渠道、多方位的收集与比较，最终得到60组数据，其中涉及15个中外品牌，60种型号的产品。

2 变量

2.1 文献分析

扫地机器人经历了从无到有，从简单到复杂，从机械到智能的发展，面对如今琳琅满目的扫地机器人产品，如何甄别，选择最适合自己的产品成为消费者共同关注的话题。

梁文莉在《竞争激励的扫地机器人市场》中，通过分析iRobot、Proscenic、科沃斯三大品牌的产品优势，得出结论，有四个重要的衡量因素应该考虑：品牌（是否有核心技术）、功能（包括自动回充、遥控器、虚拟墙、排程预约、自动清扫）、核心工作部件（电机、行走侦测模式、清扫系统）、电池容量。

梁景裕在《机器人比吸尘器便宜 四款热销机器人体验评测》中，就品牌、价格、集尘容量、控制方式、工作时间、吸尘器功能、灰尘识别、沿边清扫、净重、产品尺寸十大方面进行比较，得出性价比最高和扫地测试最出色的产品。

傅一元在《扫地机器人：它们正在发展，它们正在壮大》中，认为在扫地机器人发展势头良好，品牌竞争加剧的背景下，清洁接口类型（吸口、刷毛）、清洁系统、路径规划能力是主要的产品差异点，并發现了若干行业不足以及提出相应的建议。

李俊在《扫地机器人的选择技巧》中，较详细列明购买机器人的十大考虑因素：是否全面清扫、是否清扫彻底、边刷数量、湿拖、吸口/滚刷、防止二次污染、自动回充、避障能力、防跌落、APP控制。

2.2 变量选择与设定

2.2.1 变量选择

扫地机器人涉及的变量繁多，为了得到较精准的定价模型，结合文献分析、相关性分析，对变量进行选择。

①品牌。

品牌既是一种识别标志，也是产品品质优劣的核心体现。产品起步早、经验积累多、研发能力强、品牌溢价就越高。

②充电时间。

充电时间反映了产品的电池性能，相比较电池容量、一次充电续航时间、一次充电连续清扫最大面积等也可以反映电池性能的参数，充电时间更好收集数据，能够更直接、更好的反映产品电池的综合性能。

③高度。

高度、长度、宽度、形状、外壳质地等都是产品的外观参数，其中高度对于扫地机器人来说是较为重要的参数，高度较低的产品较为灵活，可以深入床底，沙发底等人工清扫难以顾及的地方，高度较高的产品在灵活清扫的方面能力有限，因此高度较低的产品定价应偏高。

④尘盒容量、水箱容量、吸口、滚刷、遥控器。

这些变量反映产品的零配件功能，其中尘盒容量反映清扫的续航能力、水箱容量反映湿拖的续航能力、吸口、滚刷反映清扫的程度和效果、遥控器反映对机器的控制能力，其中，尘盒容量越大、水箱容量越大、吸口、滚刷的数量越多，定价应越高，而使用遥控器进行控制的产品应比使用APP进行控制的产品的价格要低。

⑤断点续扫、地面介质识别、清扫路线、碰撞保护。

断点续扫是指在清洁过程中，机器在被搬动或者低电量情况下可以记忆清扫进程，在完成充电或恢复正常工作状态后，继续在原来工作进程的基础上完成剩余的清洁工作的功能。

地面介质识别：室内的地面材质多种多样，比如木地板、瓷砖地板、地毯等，拥有地面介质识别的扫地机器人可以根据地面介质的不同、清扫的难易程度来自行决定清扫模式。

清扫路线：有规划式和随机式两种类型。随机式是指通过碰撞来使机器不断转向，不需要定位，也不需要环境地图，难以全面清扫，但价格低廉；规划式是指通过导航定位、扫描，进而建立环境地图，经过处理器处理和算法优化规划出合理路径，清扫覆盖率大，易进行全面清扫。

碰撞保护主要有机械式、电子式以及两者兼有三种类型，机械式是指通过扫地机器人和障碍物的碰撞改变方向；电子式是指扫地机器人在和障碍物接触之前可以通过传感器感知到障碍物的存在从而提前改变方向。

这些功能的实现都需要产品的操作系统、清扫系统、识别系统、各种传感器等软硬件的高度配合，因此反映了产品的综合性能，拥有断点续扫、地面介质识别、规划式的清扫路线以及电子式+机械式的碰撞保护功能的产品往往价格较高。

2.2.2 变量设定

经过以上的分析，变量的选择结果与设定结果如表1。

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设定说明：

①品牌。

参考网上扫地机器人排行，综合各大购物平台销量数据，对15个品牌进行排序并赋值，结果如表2。

②充电时间：若收集到的是数值范围，按照均值处理。

③高度：数值型数据，直接写入数据即可。

④Z4-Z10：非数值型数据，若数据为肯定的，赋值为1；数据为否定的，赋值为0。

⑤清扫路线：规划式赋值为1；随机式赋值为0。

⑥碰撞保护：机械+电子双层保护赋值为1；机械或电子保护赋值为0。

2.2.3 统计方法变量筛选

采用逐步剔除法对所有变量在显著性水平为0.05的设定下进行逐步回归，结果显示，应剔除品牌、高度、碰撞保护三个变量，以此得到最优回归结果；删去被剔除的3个变量，重新整理剩余解释变量，结果如表3。

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3 建立计量模型

用STATA对模型进行回归，设显著性水平为0.05，尝试简单线性回归、双对数回归、半对数回归、含有二次项的回归。在进行显著性检验的过程中剔除吸口、滚刷两个变量，剩余变量都通过检验，可以认为在0.05的显著性水平下都具有统计学意义上的显著性。

3.1 多重共线性

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从表4可以看出VIF远小于10，说明该模型解释变量之间不存在严重的多重共线性。

3.2 异方差检验与修正

3.2.1 异方差检验

采用BP检验对模型进行异方差检验，结果显示P值为0.0071，远小于设定的显著性水平，故拒绝原假设，该模型存在异方差。

3.2.2 对模型进行修正，修正结果如表5。

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3.3 建立计量模型

根据表5建立计量模型如下所示：

lnPrice=0.282X1-0.208X2+0.186X3+0.295X4-0.258X■■+0.378lnX7+0.263X8+7.557

该模型R2=0.7666；调整R2=0.7352，可以认为拟合优度较高，选取的自变量和建立的模型较准确。

4 解释计量模型

4.1 断点续扫（X1）

从计量模型可以看出，拥有这项功能，即X1变动一个单位，会导致价格28.2%的变动，表明有断点续扫功能的产品往往价格较高；断点续扫需要扫地机器人可以记忆工作状态，对其硬件和软件的要求较高，展现出更高的智能性，对使用者来说，断点续扫要更便利，可以使机器人不会因为外界的干扰或者自身电量不足返回充电导致工作状态中断，进而导致重复工作。断点续扫可以提高工作效率，更满足不重扫不漏扫的要求，对地面清扫的覆盖率更高，因此在定價时理应比没有这项功能的产品价格更高。

4.2 遥控器（X2）

回归结果显示，X2的系数为负值，表明该变量与价格呈反向变动关系，而且拥有遥控器，即X2增加一个单位，会导致价格20.8%的下降。随着无线技术、远程技术的不断发展，遥控器已经逐渐边缘化，其控制距离有限，无法实现远程、定时操控的缺点暴露无遗，在扫地机器人中，APP控制可以实现远程操控、预约操控等智能化操作，但同时对机器人的芯片和处理器的要求较高，故较低配置的扫地机器人往往做不到APP控制，只能采用遥控器控制的方式进行有限的调整和控制。需要说明的是，APP控制的方式是大势所趋，遥控器已经越来越成为未来节约成本做出的次优选择。

4.3 地面介质识别（X3）

根据回归方程显示，X3变动一个单位，价格会正向变动18.6%，即可以实现地面介质识别功能的扫地机器人价格会比没有该功能的扫地机器人价格上涨18.6%，与断点续扫相比，这项功能对价格的影响幅度较小。随着观念的开放，审美观点的不断进步，与世界文化的不断交融，家居环境呈现出多元化的趋势，家居风格也由原来的一成不变或者大同小异向多元化、个性化发展，这些改变反映在地面上便是地面材质的多元化，进而导致了清洁难易程度的不同，例如地毯较难清洁，需要增大吸力或者延长清扫时间，需要滚刷进行深度清洁；再如木质地面较容易清洁，但不宜长时间处于潮湿或者浸水状态，在进行清洁时应注意控制水量和湿拖时间。地面介质识别要求扫地机器人自行进行识别，根据不同的地面材质自行选择工作模式，不需要人为控制，人为干预程度越低，表明机器更智能化，当然对其进行合理的定价时，价格应该偏高。

4.4 清扫路线（X4）

从计量模型可以看出，在其他条件一定的情况下，规划式清扫要比随机式清扫的价格增加29.5%。随机式清扫在扫地机器人发展早期，技术应用不成熟时较为常见，主要通过与障碍物的不断碰撞改变运动路线，达到清扫覆盖的目的，不需要扫描环境，不需要导航定位，这是一种牺牲时间换取空间的方式，较为原始，效率低下，只要在机器中写入一个基本的算法即可实现。规划式清扫可以做到事先规划以及算法优化，实现这项功能需要传感器、处理器芯片、算法等的协同工作，是一个系统化的任务，对扫地机器人的整体性能要求较高。通过规划式清扫可以大幅度提高清扫效率，提高清扫覆盖率，缩短清扫时间，也因此规划式清扫的扫地机器人价格较高。

4.5 充电时间（X5）

在建立的计量模型中，X5是一个二次项，而且系数是一个负值，表明充电时间对价格的影响呈现倒U型。充电时间可以反映电池的性能，进而反映续航时间、最大清扫面积等重要参数，倒U型的关系表明，一开始时，随着充电时间的增大，价格也在不断地增大，在到达某个最大值后，价格随着充电时间的增大而下降，但由于计量模型中的因变量是价格的对数，因此幅度较二次函数要平缓。对于这一变化可以进一步解释为，在未达到最大值时，充电时间的增大是由于电池容量的不断增大，进而延长了续航时间，增大了清扫面积，从而使价格增长，但在到达最大值之后，充电时间的不断增长是由于电池性能不佳，或者可以理解为为了片面增大电池容量而牺牲了一部分电池性能，导致充电时间的“病态”增大，导致价格下降。

4.6 尘盒容量（X7）

在计量模型中，X7与Price是以双对数的形式出现的，表明当尘盒容量变动一个标准差时，价格将变动0.378%，与其他变量相比较，尘盒容量对价格的影响较小。较大的尘盒容量可以收集更多的灰尘，从而减少人工清理的次数，从而对价格有上扬作用，但尘盒容量对价格上扬作用的幅度较小，这是因为有些品牌的扫地机器人配置较低，加装的硬件较少，有条件在机体加装大容量的尘盒，相比较升级配置、加装更高级的硬件，大容量的尘盒显然更加经济可行，既可以增加卖点又可以维持低价，而对于较高配置的扫地机器人来讲，只能在满足高级硬件配置的前提下，尽可能的增大尘盒容量，而非将尘盒容量放在首位考虑，所以会出现一些高端扫地机器人的尘盒容量甚至不如较低端机器人的情况，从而平缓了尘盒容量对价格的上扬作用，导致较小幅度的影响。

4.7 水箱容量（X8）

回归结果显示，当X8变动一个标准差，价格将正向变动26.3%，表明较大的水箱可以抬升价格。水箱的容量可以反映扫地机器人拖地的性能，较大的水箱容量水量充足，可以减少加水频率，减少人为操作，同时还可以保证拖地的完整性，尤其是对没有断点续扫续拖功能的机器人来说，可以减少重复拖漏拖的几率，故而较大的水箱可以较大幅度的抬升价格。

5 结语

通过分析筛选变量，建立合理的计量模型，确定影响扫地机器人价格最主要的因素为断点续扫、遥控器、地面介质识别、清扫路线、充电时间、尘盒容量、水箱容量。从中可以看出实现综合性功能较多、人为干预的程度较少，更智能化、更自主化的产品的价格较高，此结果对于厂商确定合理的利润率、消费者在预算约束下获得最大效用具有较为重要的指导意义。

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