蓋世汽車(chē)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(yùn)含著巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。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(gè)龐大而精密的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。在國(guó)家政策的引導(dǎo)下，這一領(lǐng)域更是迎來(lái)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(diǎn)話題，本報(bào)告核心觀點(diǎn)有：

??從構(gòu)造來(lái)看，人形機(jī)器人分為3大部分6個(gè)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(gè)子系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)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(guò)70%。

??從發(fā)展歷程來(lái)看，人形機(jī)器人起源于1973年，經(jīng)歷了電機(jī)械階段、實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(guó)家政策方面，人形機(jī)器人在國(guó)家層面受到高度重視，政府多次發(fā)布專(zhuān)項(xiàng)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(jiàn)》，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(chǎng)規(guī)模方面，人形機(jī)器人市場(chǎng)預(yù)計(jì)在2030年將超過(guò)3500億元。從競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，英國(guó) Engineered Arts 處于領(lǐng)導(dǎo)者地位，而美國(guó)特斯拉、1X technologies 處于強(qiáng)表現(xiàn)者地位，我國(guó)的智元機(jī)器人、優(yōu)必選以及美國(guó)Agility Robotics 公司均處于競(jìng)爭(zhēng)者地位。

??從商業(yè)化角度來(lái)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(yùn)動(dòng)、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(chǎng)景來(lái)看，隨著技術(shù)迭代，人形機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景分為三個(gè)階段，第一階段達(dá)到“替代重復(fù)性勞動(dòng)”的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，第二階段人形機(jī)器人開(kāi)始走向制造業(yè)各類(lèi)工廠以及商業(yè)服務(wù)業(yè)的更多場(chǎng)景，第三階段具身智能成為現(xiàn)實(shí)。

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

人形機(jī)器人指外形類(lèi)人的機(jī)器人，能勝任多種應(yīng)用場(chǎng)景。主要包括腿足式機(jī)器人，移動(dòng)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(dòng)力Atalas為代表，強(qiáng)調(diào)腿部運(yùn)動(dòng)能力；移動(dòng)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(chǎng)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(gè)重要子系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)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(jiān)固的構(gòu)造框架。

1973年見(jiàn)證了人形機(jī)器人的誕生，從那時(shí)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(dòng)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(gè)關(guān)鍵階段，包括電機(jī)械階段、實(shí)驗(yàn)室智能階段、應(yīng)用推廣階段，以及近年來(lái)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(shì)

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(yùn)動(dòng)控制核心部件。伺服系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)器+電機(jī)+編碼器組成。目前高端市場(chǎng)被歐美日系占據(jù)，國(guó)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(guó)內(nèi)市場(chǎng)中取得一定份額。2022年伺服系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)品牌合計(jì)占比近36%。減速器是關(guān)節(jié)傳動(dòng)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(jì)到2030年，人形機(jī)器人市場(chǎng)將達(dá)到超過(guò)3500億元。在競(jìng)爭(zhēng)格局中，英國(guó)的Engineered Arts、美國(guó)的特斯拉、1X Technologies等公司表現(xiàn)強(qiáng)勁，中國(guó)的智元機(jī)器人和優(yōu)必選也在競(jìng)爭(zhēng)中嶄露頭角。

商業(yè)化方面，人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)商業(yè)化關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)智能自主運(yùn)動(dòng)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(jí)，人形機(jī)器人的應(yīng)用得以全面推動(dòng)。這一發(fā)展趨勢(shì)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(jí)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(duì)復(fù)雜環(huán)境和任務(wù)時(shí)表現(xiàn)更為靈活。這種技術(shù)升級(jí)為人形機(jī)器人帶來(lái)了更廣泛的應(yīng)用前景，預(yù)示著未來(lái)將在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮更為出色的性能，滿足不斷增長(zhǎng)的社會(huì)需求

當(dāng)前，人形機(jī)器人領(lǐng)域吸引了多方參與，國(guó)內(nèi)機(jī)器人創(chuàng)業(yè)公司以?xún)?yōu)必選和達(dá)闥為代表。在2023年，傅利葉智能、宇樹(shù)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(chē)企業(yè)也將目光聚焦在機(jī)器人市場(chǎng)。

特斯拉通過(guò)巧妙地復(fù)用汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈、結(jié)合高性?xún)r(jià)比的國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈以及規(guī)模效應(yīng)的實(shí)施，有望將人形機(jī)器人的成本降至2-3萬(wàn)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(lái)新的商業(yè)模式和市場(chǎng)標(biāo)桿。