智能硬件是基于互联网连接硬件和软件的平台,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+人工智能领域应用的重要载体。
教育智能硬件是智能硬件产品在教育领域的应用,主要包括两大类:教育硬件的功能迭代与智能硬件的场景延伸。前者特指在网络与通信技术和人工智能等技术的加持下,专门用于教育用途的硬件产品逐渐具备了智能化的功能属性,在原有场景中为用户带来更好的体验;后者特指家居智能、可穿戴设备等新一代智能硬件,针对教、学群体进行软、硬件的特质化,以满足教育场景应用的需求。
作为智能硬件的重要方向之一,教育智能硬件的发展路径大致可分为 3 个阶段。
• 2010-2013 年萌芽期,厂商与品类均相对有限,以辅助学科教育为主要目的。
• 2014-2019 年成长期,除学科教育外开始探索其他细分教育品类。
• 2020 年至今,行业呈现多元发展特征,不同背景/类型厂商入局,产品类型也进一步细分。
教育智能硬件可按目标覆盖用户的年龄阶段和具体应用场景两种模式进行分类。进一步来看,前者可分为学前教育、K12 教育和成人教育;后者则可分为在家、在校和在途场景。
1. 标覆盖用户的年龄阶段分类
1) 幼儿教育
智能硬件产品以不同形态的智能早教机为主,幼儿教育是教育体系中的重要组成部分,是教育的初始阶段。幼儿教育是指为 7 岁以下儿童提供的保育或教育,具体可细分为正式幼儿教育和非正式幼儿教育。幼儿教育阶段的硬件产品基本上以各类智能早教机为代表以及点读笔等,目前市面上的早教机器人大致可以分以下几类:故事机、对话/陪伴机器人以及绘本阅读机器人等。
玩具教具迎来产品升级,政策驱动亲子启蒙成为热点,学前教育阶段的硬件产品以各类早教机器人为代表。早教机器人是指具备语音交互能力,可以吸引幼儿兴趣的同时有一定知识启蒙的教育类电子产品。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。
目前早教机器人主要的应用场景在家庭和教室,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。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,可将其区分为短期需求、中期需求和长期需求。据不完全统计,2021 年至今幼儿教育智能硬件领域融资约 21 例,在线内容与早教机器人受到资本青睐。
2) K12 教育
从 2014 年开始,各类创业团队已经开拓出品类众多的 K12 教育硬件,比如 VR/AR教学装备、智能机器人、可穿戴设备、学习机、翻译笔、智能手写笔、学习灯等,以适应教师助手、学生向导、在线教育、在校联络、在家辅导等功能与场景。2021年国家推出“双减”政策后,教育智能硬件成为 K12 教育公司最重要的发展方向之一。
市场规模与增长态势
• K12 学生数规模相对稳定:2020 年教育部披露 K12 阶段学生数约 1.98 亿。近年来 K12 阶段在学生稳步增长,基数庞大。据国家统计局数据预测,2022 年 K12 阶段学生数将突破 2 亿,2023 年达到 2.04 亿人,并保持平稳。
• 教育硬件市场规模稳步增长:中国 K12 教育智能硬件市场增速迅猛,以学习机为例,2020 年来自热门电商渠道的销售额达数十亿元,规模上升 40%。随着双减政策落实、传统培训需求的转入,预计 2024 年达近千亿元规模。具体测算逻辑为按不同学生阶段(小学/初中/高中)数量及对应教育智能硬件的渗透率,乘以年人均教育智能硬件消费总额(根据不同学生阶段所主要使用的教育智能硬件差异推算)。
内容、软件、硬件三方协同业务生态
• 业务模式及趋势:长期以来软件厂商集成内容,硬件厂商集成软件+内容,通过 B2B(学校/机构)或 B2C 等不同渠道面向消费者。但近年来随着市场趋势变化,集成方逐渐从硬件方转移至软件方,如字节跳动、有道等企业。众筹模式主导,投资机会上移,产品智能程度升级,探索更多场景可能性,素质教育与校园终端成为新热点。据不完全统计,2021 年至今 K12 教育智能硬件领域融资约为 26 例,地区集中在北京、广东、上海等 IT 制造业较为发达地区。
3) 成人教育
“双减”政策之下,成人教育成为原 K12 厂商新布局赛道。“双减”政策出台后,成人教育成为新擂台,有道成立“有道成人教育事业部”,作业帮推出成人教育“不凡课堂”等。
但当前教育智能硬件在成人教育中的应用较少,仅涉及翻译笔、手写板等基础效率提升工具。不同于儿童青少年,成年个体对教育智能硬件目前所提供的物理外形、智能监督、AI 互动等功能的需求较低,而对实质内容的需求较高。
用户群体巨大但渗透难度较高:与发达国家相比,中国成人教育供给存在巨大缺口,
预计 2023 年的终身教育行业规模将达到近 1500 亿元。2019 年我国终身教育行业
规模拥有约 4.3 亿潜在用户,随着成人教育普及,到 2023 年将有望达到近 7 亿潜
在用户。根据中国 19-54 岁人口现状及预期增长,及不同年龄段教育智能硬件的渗
透率和年消费金额,预期 2025 年成人教育智能硬件市场规模为 184 亿人民币。
2. 政策、技术与市场需求
1) 政策:整体向好,且在细分行业驱动效应明显
2018 年,教育部发布《教育信息化 2.0 行动计划》,提出要构建“个性化”的教育体系和“泛在化”的学习环境,推动新技术支持下教育的生态重构,为教育智能硬件发展明确方向。2021 年国家“双减”政策提出对部分校外培训机构的资本化运作产生明显负面影响,但也对智能教育硬件厂商产生利好。
教育智能硬件作为数据采集终端,成为了教育数据采集过程中必不可少的一环,多种教育硬件发挥联动效应,可以覆盖到更多的学习场景,并且有利于形成“智慧学习”、“智能教育”的教育领域发展格局。
2) 技术:软硬一体特性凸显,系统解决方案提供商成重要参与方
随着国家政策对个性化与泛在化教育的要求逐步明确,对教育软硬件协同能力、教育生态建设要求也进一步提高。
从底层技术环境来看,随着 5G、AI 等技术快速发展,数据传输带宽和速度将进一步大幅提升,由此保障教育等上层应用的流畅;从产业链支撑来看,我国已成为电子元器件第一大生产国,基本可以满足各种教育硬件的市场需求;从人机交互体验来看,5G 推动下边缘计算场景更加丰富,相关技术如语音识别、语音合成、视觉网络等不断发展,能够给参与者提供更好的体验。
在这样的背景下,教育软、硬件产品融合发展之势不可阻挡,教育智能硬件打通多重场景、广泛连结生态的能力显著增强,具有强技术能力储备的系统解决方案提供商将成为重要参与方。
3) 市场需求:在线教育步入常态化发展阶段,加速学习工具更新换代
2020 年新冠疫情的爆发,学习与办公同步迁移到线上,学生的网络课程和家长的居家办公都进一步激活了家庭对硬件设备的使用需求。在这样的背景下,为避免家长和学生对电脑和平板的使用冲突,学生专属电脑和专属平板购置需求旺盛。随着教
育硬件设备的推广以及更多教育环节逐步实现线上化,教、学、测、评、练各个环节的交付场景都发生了变化,传统学习工具为适应用户学习场景的变化,需要不断迭代功能与提升性能,学习工具更新换代速度加快。
预计 2024 年市场规模超千亿元,年复合增长率 26%,传统教育智能硬件市场规模增长相对稳定,新型教育智能硬件市场扩张迅速,总体市场规模稳步上升。
中国教育智能硬件产业图谱:传统、新型两类参与者共同组成产业格局,教育智能硬件的市场参与者整体可划分为新旧两大类:旧型为华为、索尼、步步高等传统硬件企业;新型为科大讯飞、大力智能,大疆教育,优必选科技等新型科技企业。
上、中、下游协同构建产业生态系统,教育智能硬件上游主要为基础软、硬件供应商,中游为教育智能硬件的品牌商,下游主要为售货渠道商。
围绕硬件、内容和服务,从低附加值走向高附加值,在移动互联网和物联网的商业逻辑下,教育智能硬件的盈利点逐渐从硬件本身向配套内容和增值服务延伸。以前,消费者追求续航、功能、显示效果等硬件属性。现在,除非变革性功能进步,普通质量进步为消费者带来的边际效用较低。消费需求从而转向功能、服务体验,集成方逐渐从硬件方转移至软件方。随着业务模式的转变,用户关系呈现以下三种新特点。
外部环境促成繁荣现状,潜在难点成为未来阻力,环境、技术、用户三方因素促进
产品应用蓬勃发展;提升科技含量、补齐制造短板、缓和伦理问题成为市场难点。