近年来,人形机器人作为人工智能技术在物理世界中的杰出代表,正逐步展现出其巨大的潜力与价值。随着通用大模型的迅猛发展,人形机器人获得了前所未有的泛化能力,推动整个产业迈入了商业化落地的初步阶段。这一领域的广阔前景吸引了众多科技巨头的目光,包括特斯拉、OpenAI、英伟达、三星等,它们纷纷布局,意图在这一新兴市场中占据领先地位。 以特斯拉为例,其创始人马斯克在2021年便提出了人形机器人的概念机Tesla Bot,紧接着在2022年推出了原型机Optimus。而到了2023年12月,特斯拉更是推出
近年来,人形机器人作为人工智能技术在物理世界中的杰出代表,正逐步展现出其巨大的潜力与价值。随着通用大模型的迅猛发展,人形机器人获得了前所未有的泛化能力,推动整个产业迈入了商业化落地的初步阶段。这一领域的广阔前景吸引了众多科技巨头的目光,包括特斯拉、OpenAI、英伟达、三星等,它们纷纷布局,意图在这一新兴市场中占据领先地位。
以特斯拉为例,其创始人马斯克在2021年便提出了人形机器人的概念机——Tesla Bot,紧接着在2022年推出了原型机Optimus。而到了2023年12月,特斯拉更是推出了Optimus的升级版Gen2,相较于前一代,新机型在感知、大脑处理以及运动控制能力上均实现了显著提升。随着特斯拉Optimus的逐步落地,业界普遍预测,2025年将标志着人形机器人量产时代的到来。其应用场景也将经历从汽车工厂的初步应用,到制造业的全面渗透,最终成熟后走进千家万户的三个阶段。
根据中航证券的测算,到2030年,全球人形机器人的需求量有望达到200万台,对应的市场空间将超过5700亿元。这一庞大的市场潜力,无疑为人形机器人的未来发展描绘了一幅激动人心的蓝图,那么如今人形机器人发展如何?
资本持续加注
自2022年以来,人形机器人行业融资活动频繁,共计发生了42笔融资,融资总额接近90亿元,平均每笔融资额均突破一亿元大关。进入2023年,投资热度更是显著升温,全年投资事件激增至23起,融资金额超过50亿元。而在2024年的前两个月,平均单笔融资额已超过2亿元,与2022年相比实现了翻倍增长,显示出资本对人形机器人行业未来发展前景的强烈信心。
具体来说,2024年1月至2月期间,人形机器人行业的投资数量达到10起,已披露的融资金额约为23.2亿元。其中,宇树科技在B+轮融资中获得了高达10亿人民币的资金注入,而银河通用机器人则获得了7亿元的投资,创下了2024年天使轮融资的最高额。这些融资表现充分说明了资本对人形机器人行业的持续看好,并为其未来发展注入了强劲的动力。
根据国际机器人联合会(IFR)的统计数据显示,2023年中国工业机器人销量在全球市场中的占比达到了52.5%,这标志着中国已成为全球最大的机器人应用市场。当前,中国机器人产业正处于高速发展阶段,国内的工业制造、零售消费等下游应用行业的智能化进程也在不断加速推进。作为高精尖技术的承载体,人形机器人在未来随着技术成熟度的提升和成本的下降,将能够承担更多柔性化作业,因此拥有巨大的市场潜力。
从宏观环境来看,利好政策的不断出台以及大模型技术的快速发展,都在推动着国内人形机器人产业的快速发展。目前,人形机器人厂商已经开始进行小批量的商业化交付。根据亿欧智库的调研数据,预计2024年人形机器人的出货量将达到约2000台左右。整体来看,市场利好因素众多,且整个产业正处于发展起步期,未来将持续释放出巨大的潜力。
哪些关键零部件值得关注?
人形机器人的构成大概可分为执行系统、感知系统、控制系统。
在执行系统中,灵活关节的实现依赖于丝杠、电机和减速器等关键部件,它们共同决定了人形机器人的运动灵活度。特斯拉的Optimus机器人关节由40个执行器构成,其中旋转关节、直线关节和灵巧手的成本合计占比超过50%,凸显了降本的重要性。在此背景下,国内产业链展现出明显优势。具体而言:
丝杠作为直线关节的核心部件,主要分为梯形丝杠和滚柱丝杠,其加工工艺涵盖车削、铣削和磨削等。磨床在粗加工和精加工环节中扮演重要角色。目前,丝杠的成本占比高达23.4%,因此降本需求尤为迫切。
电机方面,无框力矩电机被广泛应用于旋转关节和直线关节,而空心杯电机或无刷有齿槽电机则用于灵巧手。电机合计成本占比约8.9%,是执行系统中的另一个重要成本来源。
减速器主要用于旋转关节,其中谐波减速器是当前的主流方案,而行星减速器则适用于部分精度要求较低的关节。目前,减速器的成本占比约为4.1%。
感知系统是人形机器人与环境交互的媒介,它依赖于多种传感器的综合赋能。传感器能够将机器人对内外部环境感知的物理量转换为电量输出,分为内部传感器和外部传感器。人形机器人的核心传感器包括力矩传感器、视觉传感器和触觉传感器,它们共同构成了机器人感知系统的基础。目前,传感器的成本占比约为24.7%。具体来说:
力矩传感器应用于旋转关节和直线关节,而手腕和脚腕则可使用六维力矩传感器以增加柔顺控制能力。然而,六维力/力矩传感器的成本和制造难度远高于单维力矩传感器,因此早期主要应用于航天领域的空间机械臂。
在视觉传感器方面,特斯拉的Optimus采用纯视觉方案,而小米、宇树等则大多使用多传感器融合方案,以提高机器人的感知能力和适应性。
触觉传感器是特斯拉Optimus-Gen2相比上一代最大的边际变化之一,其手部搭配的触觉传感器有望引领行业新趋势。
控制系统则是人形机器人的智能“小脑”,它负责实时控制机械运动部件的位置、速度和方向等,使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。由于各家人形机器人场景应用多样且算力需求存在差异,因此控制器通常以自研为主,以满足低功耗、高算力和高集成度等要求。
基于以上分析手机股票配资,中航证券建议投资者重点关注以下投资方向:在执行系统领域,可关注Tier 1供应商如三花智控、拓普集团,以及丝杠供应商北特科技、贝斯特、五洲新春等;在感知系统领域,可关注传感器供应商柯力传感、东华测试、汉威科技等;在控制系统及关键零部件领域,可关注减速器供应商绿的谐波、中大力德、双环传动,以及电机供应商鸣志电器、步科股份等。此外,国内整机制造商博实股份也值得重点关注。总体来看,人形机器人产业趋势明确,目前正处于从0到1的重要突破阶段,2024年是实现量产的关键一年。后续应密切关注技术迭代、定点、新品发布等事件催化带来的投资机会。