马斯克的人形机器人（仿真机器人）是下一个万亿级风口吗？--慧产科技

  服务型仿真机器人市场需求广阔，特斯拉人形机器人发布在即，根彭博社采访及马斯克推特表示，特斯拉人形机器人Tesla Bot-Optimus(擎天柱)原型机将于2022年9月30日AI Day 现身,最早将于2023年投入生产,意在代替部分危险、重复性劳动以及填补劳动力缺口。

  大仿人机器人一般指成人大小的仿人机器人，一般一米多高。在仿人机器人里，一般意义上将双足行走的机器人叫仿人机器人，涉及到很多的控制、规划、机电一体化技术、全方位的AI感知技术，移动能力和工作范围，人机交互等，不是简单地买来零部件就可以组装完成。

  小仿人机器人，一般是桌面式的，比如NAO和阿尔法机器人属于小仿人机器人。

  人形机器人需要保持平衡，普通机器人一般指以底盘为移动载体的移动机器人，因为有底盘，不存在摔倒的问题。人形机器人需要核心解决走得稳，走得快，能适应不一样的地面等问题。

  供应链并不复杂，在主要零部件方面，例如驱动关节，伺服驱动器，舵机部分，选择余地比较多。

  本田Asimo，传统的电控及操控方法，力控+位置控制实现控制规划，传统电机驱动+传统的机械结构，像意大利的IIT，加入力控相结合；

  核心诉求来自最早期的日本机器人计划，希望推出仿人服务机器人，应用到家庭场景，研发周期很长，从80年代到2017年，项目于2017年停止。

  波士顿动力Atlas，液压驱动+操控方法，实现机器人的控制，液压驱动和电机驱动不同，带来不一样的差异。液压方式驱动，实现仿人机器人运动能力的极致，没有第二款机器人超过它的运动能力；

  严格来说不是商业化公司，最早是有军方支持的一家科技公司，研发很多机器人产品，最早用于伊拉克战争，希望机器人代替人从事危险的动作，最早是机器狗的投资，后来到Atlas，严格来说Atlas是科研的平台，并不是商业化产品，落地学校有MIT和港中文等，没有过多的高校拿到这块产品，大家更多是在视频里看到这块产。

  Agility的Cassie，基础链路发生比较大的变化，全新的机械结构和不同的操控方法。重心上移的新方式，腿很细，上半身很大，能节约功耗。

  法国的Aldebaran Robotics公司：最早开始做NAO这款机器人，后来拓展到非常典型的人形机器人Pepper（没有四足，有上半身），后来布局到Romeo机器人，Romeo机器人是一人多高，双足行走的机器人形态。与其他公司最大的区别是，Aldebaran Robotics公司从始至终坚持商业化的路径，与波士顿动力，Asimo有很大的差异，后来被日本的软银收购。Pepper的定位是家庭陪伴场景，比较遗憾，没有太成功，但在商业化路径上做了很多的工作，更多用到教育场景，NAO可能卖了一万多台，更多卖到高校，用于科研教学、比赛。

  韩国Robotics公司：也是创新性的商业化公司，以做伺服器驱动器出身，公司用摆线针轮的减速方式，中国绿地公司是做谐波减速器，减速器方式有多种，例如摆线针轮，RV，精密行星，谐波等。公司也做了很多平面式的面齿减速器，也叫舵机，做了很多小仿人机器人，更多用在教育场景。

  传统的电控及操控方法，力控+位置控制实现控制规划，传统电机驱动+传统的机械结构，像IIT，加入力控相结合。

  液压驱动+操控方法，实现机器人的控制，液压驱动和电机驱动不同，带来不一样的差异。液压方式驱动，实现仿人机器人运动能力的极致，没有第二款机器人超过它的运动能力。

  最大的区别是，人形机器人需要保持平衡，普通机器人一般指以底盘为移动载体的移动机器人，因为有底盘，不存在摔倒的问题，最大的差异是腿的问题，机器人平衡、双足行走，抗干扰的问题，技术的差异比较大。

  机械结构上，不太需要仔细考虑机器人整机的重要对伺服驱动器的影响，双足机器人行走时，每个关节的力矩要求很严格，力矩大，关节重，关节重又导致对力矩要求大。对于普通机器人来说，移动底盘不需要承担关节和躯体的重量负担。

  双足对机电传动响应速度要求极高，对下半身机械结构影响小，没有过大的问题，零部件差异不大，人形机器人，该有的传动器都会有。在移动层面，人形机器人用视觉传感线，实现感知和定位导航，普通机器人只需要激光雷达即可。

  人形机器人要解决的核心问题：既要走得稳，还要走得快，能适应不一样的地面，普通机器人，是轮式驱动底盘，只需要走得直，可以在一定程度上完成坡度的行走。人形机器人所具备的爬坡能力比普通机器人高很多，还可以延申至走楼梯或其他攀爬类行动。人形机器人的移动速度比普通机器人慢，人形机器人双足离地之后，其运动模型和控制方法会带来颠覆性的变化。

  人机交互方面，人形机器人与普通机器人差别不大。在操作层面差别比较大，人形机器人比普通机器人有更好的空间范围，操作力度也会更大，可通过调整自身身体姿态产生更大的力量，形成更大的操作空间。普通机器人不需要行走，所有关节不一定需要加电，功耗更低，移动通过率少，但可靠性、稳定性可获得有提升，普通机器人的技术门槛会低很多, 市场上可以买到相对成熟的底盘、相应的机械臂、搭建整个的形态。

  2021年8月19日（特斯拉第一个AIDAY），人形机器人“擎天柱”首次亮相，虽然只有该项目的一些概念图和视频，但仍然吸引了不少目光。

  2022年6月3日，马斯克在推特上预告，特斯拉可能在未来几个月内推出能够运转的人形机器人原型。

  预计2023年投入生产。“擎天柱”项目在特斯拉内部的优先级迅速上升。马斯克此前称，2022年，“擎天柱”的产品开发优先于特斯拉一些即将推出的车型，第一版机器人有望在2023年投入生产。据马斯克此前采访，如果未来两年内“擎天柱”能够量产，在规模效应下，其成本比汽车还要低，预计售价2.5万美元（约合16.8万元人民币）。

  考虑到特斯拉汽车在中国售价最低为30万元左右，预计 Optimus机器人的单体价格大体将位于17-30万元之间。假设约 11.6%的劳动者被机器人取代，按价格25万元计算，全球人形机器人市场空间可达100万亿级别。

  按照这一段时间轴来看，特斯拉机器人是近一年内的产物，是个新事物，最近一周在市场上发酵，得到了众多投资者的关注。按照特斯拉造车的理念：软件靠海外，硬件靠国内产业链，类比：机器人的灵魂（AI）靠海外，机器人的身体（产业链）靠中国，产业链上的减速机、机器视觉、传感器等，都受到大家的关注。

  机器人的制作的完整过程，整个就是一个小的工控系统，包括控制层、驱动层、执行层和传感层，不同层级的作用不同，用到的零部件也不同，在工业机器人成本构成中，减速器、伺服电机、控制器分别占35%、20%、15%，合计约占70%。在机器人产业持续壮大的未来，产业链相关企业将持续受益。

  1）马斯克4月的访谈中，谈到机器人“擎天柱”是下一代新硬件，其中重点强调“这比汽车意义重大”，里面的“这”，就是新硬件，独立成产品，AI外显的新智能交互硬件。

  2）特斯拉现在拥有的是“扩大生产规模的能力”，今年能突破或解决“现实世界的AI问题”（这个实现的前提是“解决了复杂的视觉系统”），这两样之后，只需要再设计专门的执行器和传感器，来驱动人形机器人。

  3)《新硬件主义》的本质，就是AI的独立产品化，包括输入、计算平台、输出。在机器人“擎天柱”身上，输入是“摄像头解决的复杂的视觉系统”、计算平台是“解决真实世界的AI”、输出是未来马斯克待解决的“执行器与传感器”。

  4）马斯克更多想把这个机器人作为原型机做研发，从原型机实际上到产品，是一个逐渐完备的过程，实际上还会有很长的路要走。

  5）关于这么高的市场预期，最终实现目标的形态可能会发生明显的变化，可能不局限于大家看到的足式形态，也可能以小型仿人机器人的方式来实现。

  6)定价为2万美金，突破成本的可能性难度很大，也有一定可能会通过简化性能的方式来达到。

  7）由于其研发的终极目标是处理多场景下的复杂任务，人形机器人所面对的工作场景更复杂，所以马斯克计划在三年内实现量产是符合市场预期的。

  8）毋庸置疑，人形机器人产品业务的场景的需求十分广阔，核心代替的是现在在做的与人相关的业务需求。但受限于当前技术并不足够成熟，提早布局该产业将占据先发制人的优势。

  9)技术不成熟指的是广义上的，狭义来看，马斯克认为人形机器人与特斯拉电动车相似，特斯拉电动车并不是技术上的创新，它的电机技术相比前几年的电动车电机技术没有显著提升，唯一核心带来代差的提升是无人驾驶系统，其余部分特斯拉利用产业链的整合实现了低成本化、实现了真正的协同。特斯拉的电动汽车是系统集成的创新，技术的创新在于辅助驾驶系统，是AI技术加传感器技术的融合。

  10）智能电车与人形机器人，均用“现实世界的AI&摄像头（硅神经网络&复杂的视觉系统）”来模拟人的“大脑&眼睛（神经网络&视觉问题）”。

  11）特斯拉人形机器人“擎天柱”将运用特斯拉最先进的AI技术，其头部配备了与特斯拉汽车相同的智能驾驶摄像头，内置FSD芯片，并基于视觉神经网络系统预测能力的无人驾驶技术驱动，与汽车共用AI系统。“擎天柱”的大脑采用极强算力的DOJOD1超级计算机芯片，每个D1芯片之间无缝连接，相邻芯片之间的延迟极低，训练模块最大限度上实现了带宽的保留。

  供应链并不复杂，在主要零部件方面，例如驱动关节，伺服驱动器，舵机部分，选择余地比较多。

  需注意的是，谐波齿轮标准化程度高，且重量相对较大，与人形机器人结合起来比较难，因此在这方面的研发周期相对较长，对产业相关配套的要求较高。

  驱动器内包含电机。由于以前给军工贡献电机的公司现在很多转为民用，所以中国电机相比以前有很大提升，但仍然和海外的电机有一定的差距，未达到世界前沿水平。

  传感器用于感知设备驱动器内部的转速、位置的传感器，由于我国起步较晚，目前以进口为主。

  整个机器人的主控芯片，即中央控制板上的处理器，目前国产选择余地并不多，像arm架构的一些控制器比如全智、金正这些芯片，整体上做不了人形机器人的主控芯片。

  通常采用的都是Intel的x86系列芯片，因为有一部分集成控制的并不能用GPU来做，还是用传统的CPU来做。

  第二类就是用于AI计算的AI处理芯片，比如英伟达的芯片，也可用高通的一些比较强AI算力的处理器来做。国内有一些AI集成的芯片。但目前使用的还不多，这些都属于核心供应商与核心公司。

  目前一些软件供应商也成为核心供应商。人形机器人所需的技术比较广，有硬件（驱动器、减速器等），在往上机器人控制算法，再往上AI的传感、感知能力、定位导航的能力，这些都是机器人需要具备的。

  由于一个企业不能把技术链全部吃下来，且个性化选择较为普遍，比如未解决触摸（皮肤）问题，我们要去解决带感知能力的皮肤。皮肤也会成为人形机器人较为重要的供应商。

  再比如柔性显示，机器人需要有比较好的柔性材料展示表情等。柔性屏也是一个核心供应商。

  电池是不可忽略的在仿真机器人中要解决的核心供应商，它类似于汽车的动力电池，因为人形机器人对电流输出需求很高，每个关节的电能输出是非常巨大的，供应商要选择动力电池供应商。机器人在应用过程中对电能的需求比较大，需要非常好的电池管理系统来保证供电稳定，不能因为关节供电影响对主控芯片的供电，否则会带来系统不稳定。

  从产业的发展来看，技术瓶颈并不是产业高质量发展的痛点。目前已经有很多的需求端。需求并不仅仅包括商业服务，还包含科技展示、科研用途、高端商务替代等高端市场。

  整个产业链目前虽然并未形成一个像汽车一样完整的产业链，现在产业链相对来说比较薄弱，对招商方来说，更应该将目光放在高端市场和长远未来。

  特斯拉的机器人产品能够形成生产的规模，特斯拉作为行业的先入者，但是能非常好地依托于汽车的工业体系，很多操控方法在技术层面上来讲还是想通的，能实现新的突破。

  《十四五”人机一体化智能系统发展规划》提出，2025 年70%的规模以上制造业企业基本实现数字化网络化，建成500+个智能制造示范工厂。工业机器人作为智能制造装备的典型代表，可提升产品制造的性能、速度和稳定能力,顺应制造业升级大方向，发展前途广阔。短期市场需求持续强劲，景气复苏，根据GGII数据,22Q1中国工业机器人出货量6.7万台，同比+18.95%;预计22 年全年出货量30.3万台，同比+15.96%。

  Tesla Bot 的发布具有产业风向标作用，将逐步推动全球“机器替人”大趋势。

  工业与信息化部、国家发展改革委、科技部、公安部、民政部、住房和城乡建设部、农业农村部、国家卫生健康委、应急部、人民银行、市场监管总局、银保监会、证监会、国防科工局、矿山安监局等15个部门正式印发《“十四五”机器人产业高质量发展规划》（下称“《规划》”）。2021年12月28日上午，工信部召开新闻发布会，介绍“十四五”机器人产业高质量发展规划有关情况。

  工信部装备工业一司司长王卫明表示，目前，我国机器人产业总体规模迅速增加，2020年营业收入首次突破1000亿元；技术水平稳步提升，核心部件加速突破，整机性能持续增强；行业应用深入拓展，工业机器人已在国民经济52个行业大类、143个行业中类大范围的应用，服务机器人在教育、医疗、农业等领域大显身手，特别是在疫情防控和复工复产过程中，机器人发挥了重要作用。

  他介绍，《规划》最重要的包含现状与形势、总体要求、主要任务、保障措施四个部分。

  现状与形势部分，主要从产业规模、技术水平、集成应用三个方面总结了“十三五”时期我国机器人产业高质量发展成就，分析了“十四五”及更长时期内机器人产业面临的机遇和挑战。

  总体要求部分，提出了“十四五”时期的发展目标，也就是到2025年，成为全世界机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地，机器人产业营业收入年均增长超过20%，制造业机器人密度实现翻番。

  主要任务部分，提出了提高产业创造新兴事物的能力、夯实产业高质量发展基础、增加高端产品供给、拓展应用深度广度、优化产业组织架构等五项任务，以及“机器人核心技术攻关行动”“机器人关键基础提升行动”“机器人创新产品发展行动”“‘机器人+’应用行动”等四大行动。

  整体市场：《规划》指出到2025年我国成为全世界机器人技术创新策源地、高端制造集聚地。根据IFR，2020年中国工业机器人安装量增长20%至16.8万台，但国产化率仅30%左右，我们大家都认为《规划》有望引领行业技术创新，向制造强国转变。

  规模：到2025年机器人产业营收CAGR超20%。此前MIR预测到2025年机器人行业营收CAGR约15%，产业规划目标略超预期。此外，《规划》还指出制造业机器人密度5年内翻倍，即由2020年246台/万人升至2025年492台/万人，密度排名由全球第九升至前三。

  本体：到2025年整机综合指标达国际领先水平。当前国产机器人在码垛搬运领域国产化率较高，但在喷涂、焊接、装配环节国产化率不到10%，《规划》有望刺激整机综合性能向高端领域延伸。

  零部件：到2025年机器人关键零部件性能和可靠性达到国际同种类型的产品水平。当前RV减速器尚未实现规模国产化，高端伺服仍被外资垄断，我们预计5年内核心零部件相比本体环节突破或更加明显。

  为实现发展目标，工信部进一步明确了五大主要任务，最重要的包含提高产业创造新兴事物的能力、夯实产业高质量发展基础、增加高端产品供给、拓展应用深度广度、优化产业组织架构。我们大家都认为规划内容可以总结为四个大点，即提高核心零部件自主生产能力、提升高端应用领域机器人国产化率、加大力度扶持专精特新企业、通过打造特色产业集群反哺企业研发技术。我们大家都认为“十四五”期间具体有关政策有望逐步落地，产业链上下游有望享政策红利。

  从实际应用场景来看，人形机器人的元器件供应链会有很大一部分来自于消费电子和汽车的供应链，可靠度大概率会高于消费电子但是低于汽车。还会有一些要求会比较独特比如散热和异型部件等也会有所区别。

  激光雷达相关企业：宁波永新光学、北京万集科技、中海达、禾赛科技和速腾聚创；

  人形机器人本质和特斯拉智能电车一样，属于输入计算平台和输出智能交互硬件的模型，智能电车、VR/AR和人形机器人从研究层面来说是递进关系，因此，人形机器人产业具备两大特点：

  （1）对企业总实力要求慢慢的升高，未来新硬件和交互硬件有本质性区别，软硬一体化发展已是大势所趋。

  （2）产业链越来越发散，且作为新兴起的产业，各地应重点考虑怎么给予政策支持以及产业园应怎么样才能做好顶层设计。

  作为传统通信公司，该公司在2019年明确地提出了第二增长，重视机器视觉，拥有自研的机器视觉平台利用了这个云计算和虚拟化平台等，依托物联网和大数据技术，已经投入商用。

  且在南京拥有智能化5G生产基地，主要使用在于工业的质检二维码条形码，读取文字识别机器人的巡检和维护。

  机器人业务契合公司未来的第二增长曲线年进入到世界的五百强，目前已跟多家头部整车厂建立了密切的合作。

  1）软硬一体将大势所趋（竞争门槛大幅度的提高，软件硬件算法等都会高度集成于一个企业的模式）；

  3）入局方将前所未有的广泛（XR厂商、手机生产厂商、智能车厂商、游戏机&电视机厂商、芯片巨头、AI巨头、其他有布局野心的细分行业巨头、初创型公司等）；

  4）与十年前智能手机时代所处的全球时代背景完全不同，全球化正让位于“全国统一大市场”。

  慧产科技从始至终坚持以专业化队伍辅助各地招引科技型项目， 以主导产业、新产业和特色产业领域为专业方向，对内引进高层次人才队伍，同时内部拥有科技招商专业级顾问团队，有别于传统产业招商，着眼未来视角，以科技属性和未来前景为评判标准，为地方带来优质企业的基础上更注重企业与地方的契合性和未来发展前景。

  当前，京津冀战略协同、长江经济带、长三角一体化、沪苏同城化发展等多重战略机遇叠加，慧产科技将以此为契机，进一步加大项目助力相关区域加强招商力度、人才引进力度，为企业争取更大政策支持力度，提供最优质的服务、营造最优良的环境，在区域协同发展中拓宽合作领域，深化协作内涵，推动集聚发展，促进高端资源要素加快导入，为地区经济和产业的转型升级、创新发展提供强大支撑。返回搜狐，查看更加多