小米集團(tuán)的高級(jí)副總裁曾學(xué)忠預(yù)測(cè)，在未來的智能制造體系中，自動(dòng)化設(shè)備、人形機(jī)器人和人類將以7：2：1的比例構(gòu)成一種理想的黃金組合。這意味著，自動(dòng)化設(shè)備將承擔(dān)70%對(duì)制造質(zhì)量和效率有嚴(yán)格要求的任務(wù)；而面對(duì)20%復(fù)雜且需要高度靈活應(yīng)對(duì)的場(chǎng)景，人形機(jī)器人將發(fā)揮關(guān)鍵作用；盡管如此，人類依然占據(jù)10%的比重，因?yàn)閿?shù)據(jù)的最終管理和價(jià)值的定義都離不開人的參與和判斷。

根據(jù)智研咨詢的數(shù)據(jù)，2022年中國(guó)自動(dòng)化設(shè)備市場(chǎng)已經(jīng)達(dá)到了驚人的2909億元人民幣，而全球市場(chǎng)更是高達(dá)2308億美元�；�于這些數(shù)據(jù)和曾學(xué)忠的觀點(diǎn)，我們可以大致推算出，在工業(yè)制造這一關(guān)鍵領(lǐng)域中，人形機(jī)器人未來可能擁有的潛在市場(chǎng)規(guī)模約為660億美元(以全球市場(chǎng)計(jì)算)。這一預(yù)測(cè)無疑為人形機(jī)器人的發(fā)展描繪了一個(gè)充滿希望和機(jī)遇的未來。

本文將詳細(xì)解析人形機(jī)器人的最新進(jìn)展情況以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成。

01

不尋常的2023年

2023年是人形機(jī)器人行業(yè)發(fā)展的重要一年，各大企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)都在積極推動(dòng)產(chǎn)品的研發(fā)和商業(yè)化進(jìn)程。

首先，在技術(shù)層面，人形機(jī)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(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。同時(shí)，國(guó)內(nèi)企業(yè)如智元機(jī)器人和宇樹科技等也在不斷改進(jìn)和升級(jí)自己的人形機(jī)器人技術(shù)，提升機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制、感知決策等能力。

其次，在商業(yè)化方面，人形機(jī)器人已經(jīng)開始從試點(diǎn)階段逐步向規(guī)模化應(yīng)用過渡。多家企業(yè)已經(jīng)推出了自己的人形機(jī)器人產(chǎn)品，并在不同領(lǐng)域進(jìn)行了商業(yè)化嘗試。例如，智元機(jī)器人的遠(yuǎn)征A1和宇樹科技的H1 2.0都已經(jīng)進(jìn)入了小規(guī)模量產(chǎn)交付階段，這些機(jī)器人將在工業(yè)制造、康復(fù)陪護(hù)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。此外，傅利葉和樂聚等公司的人形機(jī)器人也已經(jīng)在特定領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了商業(yè)化落地。

在海外，Agility Robotics的Digit人形機(jī)器人已經(jīng)在亞馬遜和GXO等公司的倉(cāng)庫(kù)中投入使用，進(jìn)行貨物裝卸和物流任務(wù)等工作。這標(biāo)志著人形機(jī)器人在倉(cāng)儲(chǔ)物流領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。同時(shí)，特斯拉的Optimus人形機(jī)器人也有望在未來實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)，進(jìn)一步推動(dòng)人形機(jī)器人的商業(yè)化進(jìn)程。

此外，政策環(huán)境也在為人形機(jī)器人的發(fā)展提供有力支持。國(guó)內(nèi)外政府和企業(yè)紛紛加大對(duì)人形機(jī)器人領(lǐng)域的投入和支持力度，推動(dòng)人形機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。例如，我國(guó)工信部等部門發(fā)布的政策文件中明確提出了支持人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的措施和目標(biāo)，為人形機(jī)器人的發(fā)展提供了政策保障。

最后，隨著市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和競(jìng)爭(zhēng)格局的日益激烈，人形機(jī)器人行業(yè)也面臨著一些挑戰(zhàn)和問題。例如，如何降低制造成本、提高生產(chǎn)效率、加強(qiáng)安全防護(hù)等方面的問題都需要行業(yè)內(nèi)的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)共同解決。同時(shí)，人形機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景也需要不斷拓展和創(chuàng)新，以滿足不同領(lǐng)域的需求。

02

高價(jià)值量細(xì)分領(lǐng)域是什么？

特斯拉Optimus作為當(dāng)前人形機(jī)器人領(lǐng)域的佼佼者，其先進(jìn)的技術(shù)和快速的商業(yè)化進(jìn)程無疑為行業(yè)樹立了典范。在短短兩年半的時(shí)間內(nèi)，Optimus已經(jīng)歷了三次迭代，不斷提升其工作能力、靈活程度、靜態(tài)穩(wěn)定性以及智能水平，達(dá)到了同行業(yè)的先進(jìn)水平。特斯拉在業(yè)務(wù)規(guī)劃和招聘上的積極步伐，以及其在造車技術(shù)與供應(yīng)鏈上的復(fù)用經(jīng)驗(yàn)，都為其人形機(jī)器人的商業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

從運(yùn)控方面來看，Optimus的執(zhí)行器方案采用了剛性驅(qū)動(dòng)器(TSA)設(shè)計(jì)，全身執(zhí)行器分為旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、直線關(guān)節(jié)和空心杯/靈巧手關(guān)節(jié)三種。這些關(guān)節(jié)的構(gòu)成都經(jīng)過了精心設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以確保機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能和穩(wěn)定性。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和直線關(guān)節(jié)分別由定制的永磁電機(jī)、多種軸承、減速器、傳感器和驅(qū)動(dòng)器等組成，而空心杯關(guān)節(jié)則采用了空心杯電機(jī)、多級(jí)行星減速器、蝸輪蝸桿等結(jié)構(gòu)。這些設(shè)計(jì)使得Optimus在執(zhí)行各種動(dòng)作時(shí)都能夠保持高精度和高效率。

在感知方面，Optimus主要采用了純視覺方案進(jìn)行環(huán)境感知，通過3D多目視覺技術(shù)獲取周圍物體的信息。同時(shí)，為了增強(qiáng)機(jī)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能夠更準(zhǔn)確地感知和適應(yīng)周圍環(huán)境的變化。

在軟件方面，特斯拉成功地將FSD自動(dòng)駕駛技術(shù)中的底層模塊應(yīng)用到Optimus中，實(shí)現(xiàn)了算法復(fù)用和優(yōu)化。環(huán)境感知上，Optimus通過復(fù)用占用網(wǎng)絡(luò)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行任務(wù)級(jí)和動(dòng)作級(jí)的決策；運(yùn)動(dòng)控制上，加入了狀態(tài)估計(jì)模型和模仿學(xué)習(xí)等技術(shù)。這些技術(shù)的應(yīng)用使得Optimus在環(huán)境感知、思考決策和運(yùn)動(dòng)控制方面都具有出色的性能。

總的來說，特斯拉Optimus的人機(jī)方案在多個(gè)方面都表現(xiàn)出了卓越的性能和創(chuàng)新性。其成功的關(guān)鍵在于對(duì)執(zhí)行器、傳感器和軟件方案的精心設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以及特斯拉在自動(dòng)駕駛技術(shù)領(lǐng)域的深厚積累。未來隨著人形機(jī)器人市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大和競(jìng)爭(zhēng)的加劇，我們可以期待看到更多像特斯拉Optimus這樣的優(yōu)秀產(chǎn)品涌現(xiàn)出來，推動(dòng)行業(yè)的持續(xù)進(jìn)步和發(fā)展。

同時(shí)，對(duì)于投資者來說，人形機(jī)器人領(lǐng)域的高價(jià)值量細(xì)分領(lǐng)域也值得關(guān)注。例如諧波減速器、編碼器、力/力矩傳感器等零部件領(lǐng)域?qū)⑹芤嬗谌诵螜C(jī)器人的發(fā)展；而行星減速器、行星滾柱絲杠、無框力矩電機(jī)等新增需求的零部件領(lǐng)域也將迎來新的發(fā)展機(jī)遇。此外，在軟件算法和智能技術(shù)方面擁有核心競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)也值得關(guān)注。

西南證券建議關(guān)注硬件端核心環(huán)節(jié)：1)絲杠，標(biāo)的包括貝斯特(300580)、 五洲新春(603667)、鼎智科技(873593)、 秦川機(jī)床(000837)；2)減速器，標(biāo)的包括綠的諧波(688017)、雙環(huán)傳動(dòng)(002472)、中大力德(002896)；3)無框力矩電機(jī)、空心杯電機(jī)，標(biāo)的包括鳴志電器(603728)、偉創(chuàng)電氣(688698)、匯川技術(shù)(300124)、禾川科技(688320)、步科股份(688160)；4)機(jī)器人本體，標(biāo)的包括博實(shí)股份(002698)、優(yōu)必選(9880)。

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       原文標(biāo)題 : 人形機(jī)器人：下一個(gè)科技革命的領(lǐng)跑者？