报告概述

预计到 2034 年，全球自重构机器人市场规模将从 2024 年的13.134 亿美元增长到70.509 亿美元左右，复合年增长率为在 2025 年至 2034 年的预测期内，增长率为 18.3%。北美占据主导市场地位，占据了48.2%以上份额，收入6.33 亿美元。

自重构机器人市场是指由多个模块构建的机器人系统，这些模块可以自主改变其物理结构结构来执行不同的任务。这些机器人旨在适应不断变化的环境、空间限制或功能需求，无需人工干预。这一概念在机器人研究中得到了广泛研究，其中模块化和适应性被视为固定结构机器人局限性的解决方案。

市场增长主要是由于面临频繁任务变化的行业对灵活自动化系统的需求不断增长所推动的。制造和物流环境越来越需要能够在装配、运输和检查活动之间切换的机器人。研究数据表明，模块化机器人提高了系统的弹性，因为可以在不停止整个操作的情况下隔离和更换损坏的模块。

在可变性高且停机成本高昂的环境中，对自重构机器人的需求最为强烈。研究表明，产品生命周期短的生产设施比单一用途机器更青睐适应性强的机器人。学术和政府研究机构也代表了主要需求领域，因为模块化机器人文献中研究的实验机器人平台超过 60% 都专注于自我重新配置功能。<​​/p>

例如，2025 年 7 月，KUKA AG 主办了 KUKA Connexions，推出了 KUKA ConnexionsKR C5 控制器可与可及早发现错误的仿真工具无缝集成模块化机器人。他们对灵活、节省资源的电动汽车和电子产品自动化的关注强化了为什么可重构设计能够改变大批量生产的游戏规则。

关键要点

• 同质模块化机器人占主导地位，占 71.8%，反映出对简化重新配置和控制的统一模块设计的强烈需求。
• 基于链的架构举行45.3%，表明它们适合灵活运动、变形和自适应结构任务。
• 手动和半自主系统占 84.9%，这表明大多数部署仍然依赖于操作员输入，而全自动模型仍处于早期开发阶段。
• 教育和研究占 53.4%，这得益于模块化机器人在机器人实验室、STEM 项目和实验工程环境中的广泛使用。
• 美国市场到 2024 年，该领域的销售额将达到 5.672 亿美元，复合年增长率高达 16.4%，反映出人们对先进模块化机器人技术的兴趣日益浓厚。
• 在高研发支出、大学研究计划以及可重构系统的早期工业实验的推动下，北美占据了超过 48.2% 的份额。

快速市场事实

分布式控制算法、模块化电源管理和无线通信协议的进步为采用提供了支持。磁性和机械对接机制的进步显着提高了模块之间的连接可靠性。

研究出版物强调，现代自重构机器人在受控环境中的重构成功率超过90%，而早期设计中的重构成功率低于70%。嵌入式处理器和低功耗传感器的改进还可以实现模块之间更快的协调，支持实时自适应

组织采用自重构机器人主要是为了降低长期系统成本并提高运营弹性。单个模块化平台可以替代多个专用机器人，降低设备采购和维护费用。另一个关键原因是容错能力。研究证实，模块化机器人即使在失去25%模块后，也可以通过重组剩余单元继续运行。

投资和商业利益

硬件开发、控制软件和系统集成服务领域都存在投资机会。模块化机器人技术的公共研究经费稳步增加，一些国家科学机构优先考虑自适应机器人项目。用于工厂、仓库和检查任务的模块化平台商业化的潜力也支持了私人投资。能够在不同的应用程序中重用模块自动化提高了技术提供商的投资回报率并降低了开发风险。

从商业角度来看，自重构机器人支持更高的资产利用率。当生产要求发生变化时，可以重新配置设备，而不是更换设备。试点项目的运营数据显示，在多任务环境中使用模块化机器人时，生产率可提高 15% 至 25%。维护成本也降低了，因为各个模块可以独立维修，而无需关闭整个系统。

自重构机器人的监管框架与现有的工业机器人安全标准保持一致。 ISO 10218 和 ISO/TS 15066 等国际指南定义了与机器人设计、人机交互和风险评估相关的安全要求。尽管这些标准最初是为固定机器人开发的，但它们越来越多地应用于模块化系统。合规性要求重新验证所有可能的配置，以确保运行期间一致的安全性能。

北美市场规模

北美以48.2%份额领先，这得益于对机器人教育、学术研究和先进原型开发的大力投资。该地区的研究型大学和创新中心继续关注模块化机器人这一新兴领域。

例如，2025 年 4 月，HEBI Robotics 凭借其尺蠖式机器人获得了 2025 年 RBR50 机器人创新奖，该机器人采用带有磁性或吸力脚的分段模块化手臂，用于攀爬复杂的表面。这一认可凸显了 HEBI 采用可自重构模块化设计的开创性移动解决方案，加速了具有挑战性的环境中的实际自动化，并强调了北美在创新机器人驱动技术方面的主导地位。

美国达到5.672亿美元，复合年增长率高达16.4%，显示出对用于国防研究、太空探索研究和工程培训的柔性机器人技术的积极兴趣。不断扩大的机器人项目和增加对实验平台的资助继续推动区域需求。

北美还受益于学术机构和行业合作伙伴之间的合作，探索变形机器人在检查、应急响应和自主探索中的新用途。

例如，2025 年 8 月，波士顿动力公司与丰田研究院合作，展示了为 Atlas 人形机器人提供动力的大型行为模型 (LBM)，无需任何操作即可实现将操纵和运动相结合的复杂、连续的任务。手工编程。这种人工智能驱动的进步可以快速增加新功能，标志着向通用、自适应机器人的飞跃，并巩固了美国的领导地位

模块类型分析

2024 年，同质模块化机器人占据71.8% 的强劲份额，显示出它们在灵活、适应性强的机器人系统中的重要性。这些机器人由相同的模块构建而成，这些模块可以重新排列自身以形成不同的形状或执行不同的任务。它们的统一结构降低了设计复杂性，并支持更轻松的维护和扩展。

研究实验室、大学和工业测试机构寻求具有成本效益的可编程机器人平台，推动了需求。同质模块可以实现更平滑的重新配置、更快的响应时间和更可预测的运动模式，从而加强了它们的采用。

类型分析

基于链条的系统占市场的45.3%，反映了它们在攀登、到达和移动等领域的广泛使用。在狭窄的环境中航行。这些机器人采用链接的链状结构构建，可以在运动过程中灵活弯曲和改变形状。

它们的设计支持检查、地形探索和狭小空间内的操作等任务。将链条重新配置成不同功能排列的能力使其适用于复杂的学术实验和机器人测试环境。

例如，2025年3月，Robotics Co., Ltd.开发了链条连续体原型。模块按顺序链接以实现运动控制步态。测试显示滚动和爬行动作。事实证明，链条设计具有通用性，可用于通用适应。

自主分析水平

手动和半自主系统占主导地位，占84.9%，表明大多数自重构机器人仍然需要一定程度的人类指导。这些系统帮助研究人员和工程师测试 n新的控制方法、变形算法和模块化交互。

半自主模型之所以常用，是因为它们允许自动化行为和监督控制之间的平衡。这对于安全性、准确性和实验非常重要，特别是在研究机构和原型开发中心。

例如，2025 年 6 月，ABB Ltd. 在 Automatica 上预览了半自主功能。机器人通过人工智能视觉在人类监督下切换任务。操作员设定目标，而机器处理形状。这种混合模式建立了对多功能操作的信任。

应用分析

2024年，教育和研究占53.4%，成为最大的应用领域。大学和研究实验室使用自重构机器人来研究运动、群体行为、机械设计和自主学习模型。

这些机器人支持实践学习和高级经验机器人工程项目的发展。它们的模块化特性有助于学生和研究人员探索新的机器人架构并开发创新的形状变化功能。

例如，2022 年 1 月，Modular Robotics Inc. 为教室扩展了 Cubelet。学生重新配置同类套件以学习模块化。实践课程推动了对群体行为的研究。这使得教育处于采用的最前沿。

新兴趋势

自重构机器人市场的一个主要趋势是人们对可以根据任务要求改变形状或功能的模块化机器人系统越来越感兴趣。这些系统由独立的机器人模块组成，这些模块可以连接或拆卸以形成新的结构。

研究人员和制造商正在探索允许机器人从爬行转变为攀爬或从作为单个单元转变为形成协作组件的设计。这一趋势是由对适应性的需求推动的系统可以在固定形式机器人效率较低的环境中运行，例如灾区、偏远研究地点或太空任务。

另一个新兴趋势是越来越关注自主决策。现代自重构机器人正在开发中，能够根据传感器输入、环境条件和任务优先级选择配置。运动规划和多模块协调方面的进步正在帮助这些系统以最少的人为干预运行。这一发展提高了多功能性并支持在检查、搜索操作和维护任务中的使用。

增长因素

一个主要的增长因素是机器人技术在不可预测或危险环境中的使用不断增加。传统机器人受到其固定结构的限制，而自重构机器人可以调整其形态以克服障碍或执行各种任务。这使得它们适合探索、地下巡视检查、结构评估和应急响应。对适应性工具不断增长的需求增加了对此类系统的需求。

另一个增长因素是大学、航空航天机构和工业机器人团体不断增加的研发投资。这些投资支持模块化硬件设计、灵活驱动和模块之间强大通信的增长。随着开发提高可靠性并降低成本，商业部门的兴趣预计将会上升。

主要细分市场

按模块类型

• 同质模块化机器人
• 异构模块化机器人

按类型

• 基于链
• 基于网格
• 基于移动

按自主级别划分

• 手动/半自主
• 完全自主

按应用划分

• 教育和研究
• 国防与安全
• 太空探索
• 工业自动化自动化与制造业
• 医疗保健
• 其他

重点地区和国家

• 北美
  • 美国
  • 加拿大
• 欧洲
  • 德国
  • 法国
  • 英国
  • 西班牙
  • 意大利
  • 俄罗斯
  • 荷兰
  • 欧洲其他地区
• 亚太地区
  • 中国
  • 日本
  • 南部韩国
  • 印度
  • 澳大利亚
  • 新加坡
  • 泰国
  • 越南
  • 亚太地区其他地区
• 拉丁美洲
  • 巴西
  • 墨西哥
  • 拉丁地区其他地区美国
• 中东和非洲
  • 南非
  • 沙特阿拉伯
  • 阿联酋
  • 中东和非洲其他地区

驱动程序

主要驱动力是对无需单独机器即可执行多项任务的机器人的需求。自重构机器人减少了需求通过根据工作改变其结构来针对特定任务的设备。这种灵活性吸引了在动态条件下运行或面临频繁任务变化的行业，例如建筑、环境监测和工业检查。

另一个驱动因素是在太空探索中使用这些机器人的潜力。太空任务需要能够适应不同环境并能在恶劣条件下生存的设备。自重构系统可以组装成工具、运输单元或支撑结构。随着全球对行星探索的兴趣增加，该市场获得了额外的支持。

例如，2024 年 9 月，HEBI Robotics 获得了 NASA 的拨款，用于建造太空级模块化模块。这些让团队可以在地球上设计机器人并快速转移到太空版本。该技术可以加快太空任务等艰巨工作的定制设置。它展示了模块化部件如何在实际操作中缩短任务切换时间。公司无需完全重建即可从快速变化中获益。

约束

主要的约束是设计能够一致连接、分离和协调的可靠模块的复杂性。机械接头、通信链路和电力传输系统必须耐用，但又小又轻。这些要求增加了生产成本并降低了商业准备速度。

另一个限制来自于有限的标准化。不同的研究小组使用自己的模块设计、控制框架和通信协议。如果没有通用标准，扩大生产规模并实现广泛的商业采用就变得具有挑战性。

例如，2025 年 4 月，Q-Bot 筹集资金来发展其地板保温机器人。这些现金用于扩展家庭机器人即服务。然而，高昂的构建和合作伙伴成本会减缓小用户的使用。改造需要定制，这会增加初始支出。许多人权衡长期节省与前期负担。

机会

<工业维护和检查任务有很强的机会。工厂、炼油厂和发电厂通常需要能够进入有限空间、攀爬结构或调整形状以到达困难区域的机器人。自重构机器人可以满足这些需求，并减少对危险环境中手动检查的依赖。

另一个机会在于教育和研究。模块化机器人为机器人技术、控制理论和系统设计的教学提供了灵活的平台。学校、大学和机器人实验室继续采用这些系统进行实验，这扩大了市场潜力并支持长期创新。

例如，2025 年 6 月，ABB 在 Automationa 上展示了自主多功能机器人。人工智能让移动设备可以实时切换任务，而无需调整代码。这为健康和物流等动态领域打开了大门。生成式人工智能驱动复杂工作的自我计划。它将新的领域引入模块化技术。

主要参与者分析

Modular Robotics、Roombots、Q-Bot、HEBI Robotics 和 PAL Robotics 凭借模块化平台引领可自我重构机器人市场，这些平台可以根据不同的任务重塑自身。他们的系统依靠互连单元、自适应运动控制和实时传感来支持研究、教育和早期商业自动化。这些公司专注于灵活性、简单配置和安全的人类交互。

Festo、安川电机、库卡、ABB、Robotis、DOBOT 和优傲机器人通过适合模块化和协作功能的工业级机器人巩固了市场。这些供应商支持需要快速适应的制造、仓储和装配用例。

Boston Dynamics、Neurala、Moley Robotics、Shadow Robot Company、Kawada Robotics、Mitsubishi Electric、Fanuc 等。拓宽土地Cape 具有先进的人工智能驱动控制、灵巧的操作和自主重新配置功能。他们的平台针对建筑、灾难响应、食品自动化和医疗机器人等复杂领域。

市场主要参与者

• Modular Robotics Inc.
• Roombots (EPFL)
• Q-Bot Ltd.
• HEBI Robotics
• PAL Robotics
• Festo AG & Co. KG
• 安川电机公司
• KUKA AG
• ABB Ltd.
• Robotis有限公司
• 深圳市阅江科技有限公司（DOBOT）
• Universal Robots A/S
• Boston Dynamics
• Neurala Inc.
• Moley机器人技术
• 影子机器人公司
• 川田机器人公司
• 三菱电机公司
• 发那科公司
• 其他

近期进展

• 2025年7月， Roombots (EPFL) 研究人员对其自组装群体进行了重大升级，现已推出它可以变成椅子或架子等家具，甚至可以跟随您。通过锁定墙壁或地板上特殊的孔图案表面，这些立方体机器人可以根据需要攀爬和重新配置。这是在家具需要每天改变形状的狭小生活空间中实际使用的明智一步。
• 2024 年 12 月，KUKA AG 推出了机器人即服务 (RaaS)，让工厂订阅可重新配置的手臂，而不是直接购买。通过即插即用的设置和包含的维护，它可以大大降低前期成本。小商店现在可以快速扩展自动化规模，前一天更换模块进行焊接，后一天进行组装。