蓋世汽車研究院：AI賦能，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化加速

人形機(jī)器人作為科技領(lǐng)域的新藍(lán)海，蘊含著巨大的市場機(jī)會。其復(fù)雜的構(gòu)造和不斷演進(jìn)的發(fā)展路徑，構(gòu)筑了一個龐大而精密的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。在國家政策的引導(dǎo)下，這一領(lǐng)域更是迎來了前所未有的關(guān)注與支持。

圍繞人形機(jī)器人的相關(guān)熱點話題，本報告核心觀點有：

??從構(gòu)造來看，人形機(jī)器人分為3大部分6個子系統(tǒng)，3大部分是機(jī)械部分、傳感部分和控制部分；6個子系統(tǒng)是驅(qū)動系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。減速器、伺服電機(jī)、控制器是人形機(jī)器人三大核心零部件，這三大核心零部件占人形機(jī)器人成本超過70%。

??從發(fā)展歷程來看，人形機(jī)器人起源于1973年，經(jīng)歷了電機(jī)械階段、實驗室智能階段、應(yīng)用推廣階段和小批量應(yīng)用階段。自2020年起，人形機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程明顯加速，得到了特斯拉、波士頓動力、小米、優(yōu)必選、OpenAI、華為等商業(yè)巨頭的積極布局。

??在產(chǎn)業(yè)鏈方面，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上游包括機(jī)器人核心零部件和基礎(chǔ)原材料，中游涵蓋機(jī)器人本體制造和系統(tǒng)集成，而下游則主要涉及制造業(yè)、服務(wù)業(yè)、軍工行業(yè)等商業(yè)應(yīng)用。

??國家政策方面，人形機(jī)器人在國家層面受到高度重視，政府多次發(fā)布專項政策。特別是在2023年11月，工信部發(fā)布了《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》，明確了人形機(jī)器人在多領(lǐng)域應(yīng)用中的發(fā)展方向。

??市場規(guī)模方面，人形機(jī)器人市場預(yù)計在2030年將超過3500億元。從競爭格局來看，英國 Engineered Arts 處于領(lǐng)導(dǎo)者地位，而美國特斯拉、1X technologies 處于強(qiáng)表現(xiàn)者地位，我國的智元機(jī)器人、優(yōu)必選以及美國Agility Robotics 公司均處于競爭者地位。

??從商業(yè)化角度來看，人形機(jī)器人商業(yè)化的兩大前提是：完成智能化的自主運動、成本降至合理范圍。前者需要人形機(jī)器人具備靈活的“大小腦”和“機(jī)器肢”，后者需要產(chǎn)業(yè)鏈完善度提升、生產(chǎn)制造工藝進(jìn)步、規(guī)模效益逐步體現(xiàn)。

??從應(yīng)用場景來看，隨著技術(shù)迭代，人形機(jī)器人應(yīng)用場景分為三個階段，第一階段達(dá)到“替代重復(fù)性勞動”的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，第二階段人形機(jī)器人開始走向制造業(yè)各類工廠以及商業(yè)服務(wù)業(yè)的更多場景，第三階段具身智能成為現(xiàn)實。

?未來展望方面，人形機(jī)器人應(yīng)用將受到AI大模型不斷升級的推動，預(yù)計未來兩年內(nèi)將實現(xiàn)量產(chǎn)，初步商業(yè)化場景將主要集中在工業(yè)、展覽等領(lǐng)域，這一發(fā)展趨勢將為人形機(jī)器人帶來更廣泛的應(yīng)用前景。

人形機(jī)器人指外形類人的機(jī)器人，能勝任多種應(yīng)用場景。主要包括腿足式機(jī)器人，移動式機(jī)器人，全能型機(jī)器人，表演型機(jī)器人。腿足式以波士頓動力Atalas為代表，強(qiáng)調(diào)腿部運動能力；移動式以Tora為代表，強(qiáng)調(diào)操作能力；全能型以本田ASIMO為代表，適應(yīng)多種場景。

從結(jié)構(gòu)組成上看，人形機(jī)器人主要包括機(jī)械、傳感和控制三大關(guān)鍵部分，涵蓋6個重要子系統(tǒng)，包括驅(qū)動系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)、感知、機(jī)器人-環(huán)境交互、人機(jī)交互以及控制系統(tǒng)。減速器、伺服電機(jī)、控制器等核心要素構(gòu)成了其堅固的構(gòu)造框架。

1973年見證了人形機(jī)器人的誕生，從那時起，人形機(jī)器人經(jīng)歷了持續(xù)的發(fā)展和不斷的進(jìn)步。如今，特斯拉、波士頓動力、小米、優(yōu)必選、OpenAI、華為等商業(yè)巨頭已紛紛加入人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的布局。

人形機(jī)器人的發(fā)展可以劃分為四個關(guān)鍵階段，包括電機(jī)械階段、實驗室智能階段、應(yīng)用推廣階段，以及近年來的小批量應(yīng)用階段。特別是在2020年之后，人形機(jī)器人的發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的加速趨勢

人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的上游包括機(jī)器人零部件和基礎(chǔ)原材料。中游涵蓋機(jī)器人本體制造和系統(tǒng)集成。而產(chǎn)業(yè)鏈的下游主要涉及商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，包括制造業(yè)、服務(wù)業(yè)、軍工行業(yè)等。其中核心零部件包括伺服系統(tǒng)、控制器、減速器。

伺服系統(tǒng)是運動控制核心部件。伺服系統(tǒng)由驅(qū)動器+電機(jī)+編碼器組成。目前高端市場被歐美日系占據(jù)，國內(nèi)廠商匯川技術(shù)、禾川科技等產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平不斷提升，已逐漸在國內(nèi)市場中取得一定份額。2022年伺服系統(tǒng)國產(chǎn)品牌合計占比近36%。減速器是關(guān)節(jié)傳動的必要零部件，精密減速器主要有諧波減速器、RV 減速器和精密行星減速器。諧波減速器是輕負(fù)載的人形機(jī)器人更為理想的零部件，行星減速器適用于人形機(jī)器人的關(guān)節(jié)部位。

預(yù)計到2030年，人形機(jī)器人市場將達(dá)到超過3500億元。在競爭格局中，英國的Engineered Arts、美國的特斯拉、1X Technologies等公司表現(xiàn)強(qiáng)勁，中國的智元機(jī)器人和優(yōu)必選也在競爭中嶄露頭角。

商業(yè)化方面，人形機(jī)器人實現(xiàn)商業(yè)化關(guān)鍵在于實現(xiàn)智能自主運動和將成本降低至合理水平。前者需要機(jī)器人具備靈活的“大小腦”和“機(jī)器肢”，后者則要求產(chǎn)業(yè)鏈完善、工藝不斷進(jìn)步和規(guī)模效益逐步顯現(xiàn)。

隨著人工智能大模型不斷升級，人形機(jī)器人的應(yīng)用得以全面推動。這一發(fā)展趨勢不僅提高了機(jī)器人的智能水平，還增強(qiáng)了其學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力。AI大模型的升級使人形機(jī)器人具備更為精準(zhǔn)的認(rèn)知和智能決策能力，使其在面對復(fù)雜環(huán)境和任務(wù)時表現(xiàn)更為靈活。這種技術(shù)升級為人形機(jī)器人帶來了更廣泛的應(yīng)用前景，預(yù)示著未來將在各個領(lǐng)域發(fā)揮更為出色的性能，滿足不斷增長的社會需求

當(dāng)前，人形機(jī)器人領(lǐng)域吸引了多方參與，國內(nèi)機(jī)器人創(chuàng)業(yè)公司以優(yōu)必選和達(dá)闥為代表。在2023年，傅利葉智能、宇樹科技、追覓科技、智元機(jī)器人等公司也紛紛推出了通用型人形機(jī)器人產(chǎn)品。除此之外，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、科技公司、以及造車企業(yè)也將目光聚焦在機(jī)器人市場。

特斯拉通過巧妙地復(fù)用汽車產(chǎn)業(yè)鏈、結(jié)合高性價比的國產(chǎn)供應(yīng)鏈以及規(guī)模效應(yīng)的實施，有望將人形機(jī)器人的成本降至2-3萬美元。這一戰(zhàn)略舉措有望引領(lǐng)行業(yè)商業(yè)化發(fā)展，為人形機(jī)器人領(lǐng)域帶來新的商業(yè)模式和市場標(biāo)桿。