人形機(jī)器人的顯著特點(diǎn)在于其通用性,這種特性使其成功突破了傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人與服務(wù)機(jī)器人的諸多限制。傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人往往局限于特定的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),服務(wù)機(jī)器人則多專注于單一的服務(wù)場(chǎng)景。而人形機(jī)器人憑借其仿人的形態(tài)與靈活的功能,能夠在更廣泛的領(lǐng)域中大展身手。無(wú)論是工業(yè)生產(chǎn)中的復(fù)雜裝配工作,還是服務(wù)領(lǐng)域的導(dǎo)覽、護(hù)理等任務(wù),人形機(jī)器人都展現(xiàn)出了強(qiáng)大的適應(yīng)性。
近年來(lái),人形機(jī)器人領(lǐng)域迎來(lái)了資本的熱潮。近兩年來(lái),國(guó)內(nèi)外資本紛紛大舉涌入這一賽道。資本的注入為人形機(jī)器人的研發(fā)、生產(chǎn)與市場(chǎng)推廣提供了雄厚的資金支持,加速了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看,未來(lái)20年人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的大趨勢(shì)已經(jīng)確立。這不僅是技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,更是市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)的必然選擇。
特斯拉作為全球科技領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè),在人形機(jī)器人的研發(fā)與推廣方面表現(xiàn)尤為突出。特斯拉所推出的人形機(jī)器人,在性能與性價(jià)比方面達(dá)到了令人矚目的平衡。其目標(biāo)定價(jià)設(shè)定為2萬(wàn)美金,這一價(jià)格在同類產(chǎn)品中具有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。在研發(fā)進(jìn)度上,特斯拉引領(lǐng)全球。目前,特斯拉人形機(jī)器人處于B樣階段,預(yù)計(jì)在2024年底有望開(kāi)啟小批量生產(chǎn),并率先應(yīng)用于特斯拉工廠內(nèi)部。在商業(yè)化路徑方面,特斯拉采取了循序漸進(jìn)的策略,從細(xì)分領(lǐng)域逐步拓展至通用型應(yīng)用,商業(yè)模式也將從面向企業(yè)(ToB)逐漸向面向消費(fèi)者(ToC)轉(zhuǎn)變。預(yù)計(jì)在2028-2030年,特斯拉人形機(jī)器人將迎來(lái)大規(guī)模的市場(chǎng)放量。
從市場(chǎng)銷量預(yù)測(cè)來(lái)看,全球人形機(jī)器人市場(chǎng)正處于快速增長(zhǎng)的前夜。我們預(yù)測(cè),到2025年,人形機(jī)器人將初步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,預(yù)計(jì)銷量可達(dá)2-3萬(wàn)臺(tái)。隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟與市場(chǎng)的逐步認(rèn)可,到2030年,新增需求有望達(dá)到100萬(wàn)臺(tái)。而到2035年,銷量更是有望突破1000萬(wàn)臺(tái)。
在人形機(jī)器人的發(fā)展歷程中,軟件的重要性不言而喻。軟件決定了人形機(jī)器人所能達(dá)到的高度,而算法則是連接軟件與硬件的橋梁,必須與硬件完美匹配,才能實(shí)現(xiàn)人形機(jī)器人的最佳性能。在這一領(lǐng)域,科技巨頭憑借其超強(qiáng)的研發(fā)實(shí)力與深厚的軟件技術(shù)優(yōu)勢(shì),占據(jù)了領(lǐng)先地位。其中,特斯拉更是憑借其在FSD(FullSelf-Driving)算法算力方面的長(zhǎng)期積累,以及電動(dòng)車供應(yīng)鏈所帶來(lái)的降本優(yōu)勢(shì),在人形機(jī)器人領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先。
特斯拉將其先進(jìn)的FSD純視覺(jué)+深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成功嫁接到人形機(jī)器人上。通過(guò)利用仿真虛擬大模型,以及自動(dòng)駕駛過(guò)程中積累的海量數(shù)據(jù),特斯拉有效提升了算法的訓(xùn)練效率。這一舉措不僅顯著提高了人形機(jī)器人的平衡性能,使其能夠在復(fù)雜的地形與環(huán)境中穩(wěn)定行走,還優(yōu)化了行走步態(tài),使其行動(dòng)更加自然流暢。同時(shí),機(jī)器人的手部抓取動(dòng)作也變得更加精準(zhǔn)、靈活,能夠完成諸如抓取細(xì)小物品、進(jìn)行精細(xì)操作等復(fù)雜任務(wù)。
此外,特斯拉自研的FSD芯片與Dojo超算為其人形機(jī)器人提供了強(qiáng)大的算力支撐。FSD芯片專為自動(dòng)駕駛與機(jī)器人應(yīng)用設(shè)計(jì),具備高效的運(yùn)算能力與低功耗特性。而Dojo超算則是特斯拉打造的專門(mén)用于處理海量數(shù)據(jù)的超級(jí)計(jì)算機(jī),其強(qiáng)大的算力能夠快速處理并分析來(lái)自機(jī)器人傳感器的大量數(shù)據(jù),為人形機(jī)器人的智能決策與行動(dòng)提供了堅(jiān)實(shí)的保障。
特斯拉人形機(jī)器人的核心關(guān)節(jié)由三大類、共計(jì)40個(gè)執(zhí)行器組成。其中,身體部分配備了14個(gè)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器,采用諧波減速器方案;同時(shí),還有14個(gè)線性執(zhí)行器,采用滾柱絲杠+梯形絲杠方案。手部則由12個(gè)空心杯模組構(gòu)成。
在執(zhí)行器供應(yīng)商方面,國(guó)內(nèi)的三花與拓普已分別向特斯拉送樣相關(guān)產(chǎn)品,鳴志電器也已完成手部關(guān)節(jié)的送樣工作。目前,整個(gè)人形機(jī)器人的BOM(BillofMaterials)成本超過(guò)30萬(wàn),但隨著大規(guī)模量產(chǎn)的推進(jìn),成本有望降至10萬(wàn)元。這一成本的大幅下降將極大地提升人形機(jī)器人的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,加速其市場(chǎng)普及進(jìn)程。
從零部件的價(jià)值量與技術(shù)壁壘綜合考量,各零部件的重要性排序?yàn)榱S傳感器、絲杠、減速器、空心杯、無(wú)框力矩電機(jī)。
六維傳感器在人形機(jī)器人中起著關(guān)鍵作用,目前該傳感器主要依賴進(jìn)口,單個(gè)價(jià)值量高達(dá)1-2萬(wàn)元。推測(cè)在機(jī)器人的手腕等部位可能各使用一個(gè)。然而,國(guó)內(nèi)在六維傳感器技術(shù)方面尚未完全實(shí)現(xiàn)突破,仍需加大研發(fā)投入,以打破國(guó)外技術(shù)壟斷。
滾柱絲杠在線性執(zhí)行器中大約使用8個(gè)左右,單個(gè)價(jià)值量同樣在1-2萬(wàn)元。目前,滾柱絲杠的龍頭企業(yè)主要為歐洲廠商。隨著國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步,我們看好滾柱絲杠國(guó)產(chǎn)化所帶來(lái)的大幅降本空間,這將有助于提升國(guó)內(nèi)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力。
諧波減速器在旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器中使用14個(gè),單個(gè)價(jià)值量為1200元,主要供應(yīng)商為綠的。隨著行業(yè)內(nèi)小型企業(yè)的逐步發(fā)展壯大,諧波減速器的產(chǎn)量有望進(jìn)一步提升,價(jià)格也將隨之出現(xiàn)下降空間。此外,在髖關(guān)節(jié)部位,可能會(huì)使用新型RV減速器進(jìn)行替代,雙環(huán)已啟動(dòng)相關(guān)研發(fā)工作。
空心杯電機(jī)在人形機(jī)器人手部用量為12個(gè),單個(gè)價(jià)值量1000元,鳴志電器已送樣。未來(lái),空心杯電機(jī)有望進(jìn)一步拓展至集成化應(yīng)用,從而提高其平均銷售價(jià)格(ASP),為企業(yè)帶來(lái)更高的附加值。
無(wú)框電機(jī)的主要供應(yīng)商為美國(guó)企業(yè),其技術(shù)壁壘接近伺服電機(jī)。國(guó)內(nèi)眾多伺服相關(guān)廠家可以憑借自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)切入這一領(lǐng)域,同時(shí)執(zhí)行器集成商也具備自產(chǎn)無(wú)框電機(jī)的潛力,這將有助于完善國(guó)內(nèi)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈,降低對(duì)國(guó)外供應(yīng)商的依賴。
圖表:中國(guó)六軸及以上協(xié)作機(jī)器人出貨量情況及預(yù)測(cè)
數(shù)據(jù)來(lái)源:中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理
人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正處于蓬勃發(fā)展的黃金時(shí)期。特斯拉憑借其在技術(shù)、成本與市場(chǎng)推廣方面的優(yōu)勢(shì),成為人形機(jī)器人領(lǐng)域的領(lǐng)軍者。而中國(guó)供應(yīng)鏈企業(yè)在這一產(chǎn)業(yè)浪潮中,也憑借自身的技術(shù)實(shí)力與成本優(yōu)勢(shì),積極參與其中,為人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新與市場(chǎng)的逐步拓展,人形機(jī)器人必將在未來(lái)的人工智能應(yīng)用領(lǐng)域中占據(jù)重要地位,為人類社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。