人形機器人：下一個科技革命的領跑者？

2024-02-10 18:40:03 編輯： robot

導讀小米集團的高級副總裁曾學忠預測，在未來的智能制造體系中，自動化設備、人形機器人和人類將以7：2：1的比例構成一種理想的黃金組合。這意味着，自動化設備將承擔70%對制造質量和效率有嚴格要求的任務；而面...

小米集團的高級副總裁曾學忠預測，在未來的智能制造體系中，自動化設備、人形機器人和人類將以7：2：1的比例構成一種理想的黃金組合。這意味着，自動化設備將承擔70%對制造質量和效率有嚴格要求的任務；而面對20%復雜且需要高度靈活應對的場景，人形機器人將發揮關鍵作用；盡管如此，人類依然佔據10%的比重，因爲數據的最終管理和價值的定義都離不开人的參與和判斷。

根據智研咨詢的數據，2022年中國自動化設備市場已經達到了驚人的2909億元人民幣，而全球市場更是高達2308億美元。基於這些數據和曾學忠的觀點，我們可以大致推算出，在工業制造這一關鍵領域中，人形機器人未來可能擁有的潛在市場規模約爲660億美元(以全球市場計算)。這一預測無疑爲人形機器人的發展描繪了一個充滿希望和機遇的未來。

本文將詳細解析人形機器人的最新進展情況以及相關產業鏈的構成。

不尋常的2023年

2023年是人形機器人行業發展的重要一年，各大企業和研究機構都在積極推動產品的研發和商業化進程。

首先，在技術層面，人形機器人的性能得到了顯著提升。例如，特斯拉的Optimus Gen2在演示視頻中展示了其更高的靈活性和更強的環境適應能力。同時，國內企業如智元機器人和宇樹科技等也在不斷改進和升級自己的人形機器人技術，提升機器人的運動控制、感知決策等能力。

其次，在商業化方面，人形機器人已經开始從試點階段逐步向規模化應用過渡。多家企業已經推出了自己的人形機器人產品，並在不同領域進行了商業化嘗試。例如，智元機器人的遠徵A1和宇樹科技的H1 2.0都已經進入了小規模量產交付階段，這些機器人將在工業制造、康復陪護等領域發揮重要作用。此外，傅利葉和樂聚等公司的人形機器人也已經在特定領域實現了商業化落地。

在海外，Agility Robotics的Digit人形機器人已經在亞馬遜和GXO等公司的倉庫中投入使用，進行貨物裝卸和物流任務等工作。這標志着人形機器人在倉儲物流領域的應用已經取得了實質性進展。同時，特斯拉的Optimus人形機器人也有望在未來實現小規模量產，進一步推動人形機器人的商業化進程。

此外，政策環境也在爲人形機器人的發展提供有力支持。國內外政府和企業紛紛加大對人形機器人領域的投入和支持力度，推動人形機器人技術的研發和應用。例如，我國工信部等部門發布的政策文件中明確提出了支持人形機器人產業發展的措施和目標，爲人形機器人的發展提供了政策保障。

最後，隨着市場規模的不斷擴大和競爭格局的日益激烈，人形機器人行業也面臨着一些挑战和問題。例如，如何降低制造成本、提高生產效率、加強安全防護等方面的問題都需要行業內的企業和研究機構共同解決。同時，人形機器人的應用場景也需要不斷拓展和創新，以滿足不同領域的需求。

高價值量細分領域是什么？

特斯拉Optimus作爲當前人形機器人領域的佼佼者，其先進的技術和快速的商業化進程無疑爲行業樹立了典範。在短短兩年半的時間內，Optimus已經歷了三次迭代，不斷提升其工作能力、靈活程度、靜態穩定性以及智能水平，達到了同行業的先進水平。特斯拉在業務規劃和招聘上的積極步伐，以及其在造車技術與供應鏈上的復用經驗，都爲其人形機器人的商業化奠定了堅實基礎。

從運控方面來看，Optimus的執行器方案採用了剛性驅動器(TSA)設計，全身執行器分爲旋轉關節、直线關節和空心杯/靈巧手關節三種。這些關節的構成都經過了精心設計和優化，以確保機器人的運動性能和穩定性。旋轉關節和直线關節分別由定制的永磁電機、多種軸承、減速器、傳感器和驅動器等組成，而空心杯關節則採用了空心杯電機、多級行星減速器、蝸輪蝸杆等結構。這些設計使得Optimus在執行各種動作時都能夠保持高精度和高效率。

在感知方面，Optimus主要採用了純視覺方案進行環境感知，通過3D多目視覺技術獲取周圍物體的信息。同時，爲了增強機器人的力覺感知能力，Gen2版本在手部和腳底新增了觸覺傳感器，在腳踝與手腕處增加了多維力傳感器。這些傳感器的加入使得Optimus能夠更准確地感知和適應周圍環境的變化。

在軟件方面，特斯拉成功地將FSD自動駕駛技術中的底層模塊應用到Optimus中，實現了算法復用和優化。環境感知上，Optimus通過復用佔用網絡模型來感知和理解周圍物體；思考決策上，使用了端到端的神經網絡模型進行任務級和動作級的決策；運動控制上，加入了狀態估計模型和模仿學習等技術。這些技術的應用使得Optimus在環境感知、思考決策和運動控制方面都具有出色的性能。

總的來說，特斯拉Optimus的人機方案在多個方面都表現出了卓越的性能和創新性。其成功的關鍵在於對執行器、傳感器和軟件方案的精心設計和優化，以及特斯拉在自動駕駛技術領域的深厚積累。未來隨着人形機器人市場的不斷擴大和競爭的加劇，我們可以期待看到更多像特斯拉Optimus這樣的優秀產品湧現出來，推動行業的持續進步和發展。

同時，對於投資者來說，人形機器人領域的高價值量細分領域也值得關注。例如諧波減速器、編碼器、力/力矩傳感器等零部件領域將受益於人形機器人的發展；而行星減速器、行星滾柱絲槓、無框力矩電機等新增需求的零部件領域也將迎來新的發展機遇。此外，在軟件算法和智能技術方面擁有核心競爭力的企業也值得關注。

西南證券建議關注硬件端核心環節：1)絲槓，標的包括貝斯特(300580)、五洲新春(603667)、鼎智科技(873593)、秦川機牀(000837)；2)減速器，標的包括綠的諧波(688017)、雙環傳動(002472)、中大力德(002896)；3)無框力矩電機、空心杯電機，標的包括鳴志電器(603728)、偉創電氣(688698)、匯川技術(300124)、禾川科技(688320)、步科股份(688160)；4)機器人本體，標的包括博實股份(002698)、優必選(9880)。