国产精品99

机(ji)器(qi)人产业深度（七）：机(ji)器(qi)人的大脑(nao)——具身智(zhi)能

报(bao)告(gao)日期：2024/8/20

2024年(nian)人(ren)形(xing)机器(qi)人(ren)最具突破性的进展主(zhu)要体现在具身智能领域：3月，Covariant发布端到端具身大模型RFM-1，具身智能创业团队Sergey Levine和Chelsea Finn创立Pi（Physical Intelligence），Figure AI发布接入OpenAI GPT-4V的Figure 01 demo。4月，李飞飞创立World Labs，致力于解决AI在三维空间感知和理解方面的难题。5月，特斯拉发布视频，展示Optimus精准分拣特斯拉电动车4680电池的场景，使用完全端到端神经网络，只利用2D摄像头视频和机载自传感器，直接生成关节控制序列，完全靠视觉辅助和人类示范进行训练。国内人形机器人产业硬件供应链优势明显，在具身智能、数据采集、人才领域的短板需要补齐。

分层端(duan)(duan)到端(duan)(duan)是目(mu)前具身智能的主要(yao)路(lu)径。大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)分(fen)(fen)为(wei)非具(ju)身(shen)大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)（基(ji)(ji)础大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)）、具(ju)身(shen)智(zhi)能(neng)(neng)大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)（机器人大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)），区别是能(neng)(neng)否生成(cheng)运(yun)动(dong)姿态(tai)(tai)。非具(ju)身(shen)大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)如GPT、Sora等(deng)，输入和(he)输出(chu)的模(mo)(mo)(mo)(mo)态(tai)(tai)都是语言、图片和(he)视(shi)频(pin)。具(ju)身(shen)智(zhi)能(neng)(neng)大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)输入视(shi)觉、语言信号，输出(chu)三维(wei)物理世界的操作(zuo)，其中(zhong)，端(duan)到(dao)端(duan)的具(ju)身(shen)大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)对(dui)数(shu)据(ju)和(he)算(suan)力(li)要求高(gao)(gao)(gao)，如Tesla FSD、谷歌(ge)RT模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)；Figure AI等(deng)大(da)(da)(da)多(duo)数(shu)公司都采取了(le)分(fen)(fen)层端(duan)到(dao)端(duan)的具(ju)身(shen)大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，一般(ban)分(fen)(fen)为(wei)三层：基(ji)(ji)础大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)（LLM或(huo)VLM）、决(jue)策(ce)大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、操作(zuo)大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，其中(zhong)决(jue)策(ce)大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)以(yi)ChatGPT for Robotics、谷歌(ge)PaLM-E为(wei)代表，技术方向从LLM 向强化学(xue)习（RL）演(yan)进(jin)，基(ji)(ji)于(yu)RL的范(fan)式可以(yi)使模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)够在(zai)不(bu)同环境和(he)任务中(zhong)学(xue)习和(he)适应(ying)，实现(xian)更(geng)高(gao)(gao)(gao)级的决(jue)策(ce)能(neng)(neng)力(li)。操作(zuo)大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)根(gen)据(ju)决(jue)策(ce)大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的输出(chu)执行具(ju)体动(dong)作(zuo)，需要与机器人硬件深度集(ji)成(cheng)，且必须通过数(shu)据(ju)采集(ji)来实现(xian)，技术方向从“MPC+WBC”向“RL+仿真”演(yan)进(jin)，MPC更(geng)适合具(ju)有精确模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)短期优化目标(biao)的场(chang)景，RL更(geng)适用于(yu)不(bu)确定性高(gao)(gao)(gao)、需要长期学(xue)习和(he)自适应(ying)的环境。在(zai)操作(zuo)大(da)(da)(da)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)领(ling)域(yu)，大(da)(da)(da)多(duo)数(shu)厂(chang)商(shang)都刚起步。

数据采集的(de)主要方式：远程操作、仿(fang)真合成数据。互联(lian)网上各类(lei)文本、图像和(he)视频数(shu)据(ju)(ju)集(ji)庞大，机(ji)器(qi)人(ren)(ren)的(de)场景和(he)交互有价值的(de)数(shu)据(ju)(ju)量小，限制了(le)AI模(mo)型(xing)在人(ren)(ren)形(xing)机(ji)器(qi)人(ren)(ren)上的(de)泛(fan)化(hua)能力。特斯拉Tesla Bot开(kai)发团队(dui)使用(yong)人(ren)(ren)类(lei)的(de)真实运(yun)动(dong)方式来训练(lian)机(ji)器(qi)人(ren)(ren)，英伟达推出MimicGen和(he)Robocasa模(mo)型(xing)，通过(guo)真人(ren)(ren)的(de)遥(yao)操作(zuo)数(shu)据(ju)(ju)捕获，再(zai)通过(guo)生成合成运(yun)动(dong)数(shu)据(ju)(ju)和(he)模(mo)拟(ni)环(huan)境，加(jia)速(su)机(ji)器(qi)人(ren)(ren)技(ji)术的(de)研发和(he)应用(yong)。国内人(ren)(ren)形(xing)机(ji)器(qi)人(ren)(ren)创新中心加(jia)速(su)建设人(ren)(ren)形(xing)机(ji)器(qi)人(ren)(ren)训练(lian)场。

具身(shen)智能估值(zhi)逻辑：硬件、数(shu)据、模型、人才。硬件(jian)是(shi)一(yi)切的(de)基础，如(ru)果没(mei)有(you)自己的(de)硬件(jian)，就无法(fa)根(gen)据(ju)算法(fa)和数据(ju)进行硬件(jian)的(de)快速优(you)化和修改。涉及数据(ju)的(de)采集(ji)、组织管理(li)以(yi)(yi)及与模型的(de)闭环开(kai)发(fa)，需要(yao)有(you)强大(da)组织能力的(de)团队，核心团队需要(yao)具(ju)备(bei)组织大(da)规模工(gong)程师的(de)经验；越(yue)来越(yue)多的(de)算法(fa)陆续开(kai)源，开(kai)源算法(fa)可以(yi)(yi)提(ti)供(gong)基础的(de)功能和技术，但(dan)要(yao)实现高(gao)质量、高(gao)性能的(de)人形机器人，需要(yao)专业的(de)算法(fa)团队进行深入研究和开(kai)发(fa)。

风险提示(shi)：1）竞争环(huan)境恶化；2）新(xin)技术的应用速度低于预期。

2024年(nian)人(ren)形机器人(ren)产(chan)业投资九大要(yao)点(dian)

报告(gao)日期(qi)：2024/1/6

2024年，人形机器人迎来产业化元年。2022年10月，特斯拉发布Optimus人形机器人原型机，11月，ChatGPT问世，AIGC与人形机器人的融合，给具身AI带来无限想象。2023年，Optimus技术不断迭代：4月发布Gen 1-Demo1视频，9月发布Gen 1-Demo2视频，12月发布Gen 2视频，每一次的进步都引发了市场的强烈关注。2024年，特斯拉计划在工厂部署人形机器人、国内优必选、智元机器人公告将进入工厂产业化验证，新年初始，三花、拓普相继发布公告，分别投资50亿元，在国内建设机器人核心部件制造基地，人形机器人迎来产业化元年。2024年，我们坚持“硬件设计创新+中国制造降本”的核心产业逻辑，关注“3+3”核心零部件的产业发展趋势，总结出2024年人形机器人产业九大要点，一起迎接人形机器人产业化浪潮。

人形机器人三大技术瓶(ping)颈：数(shu)据(ju)获取、运控算(suan)法、硬件创(chuang)新。人(ren)形机器(qi)人(ren)无论是(shi)(shi)进入(ru)工厂还是(shi)(shi)进入(ru)家庭，要解决三个方(fang)面的(de)(de)技术瓶(ping)颈问题：1）大模(mo)型(xing)数(shu)据(ju)(ju)获(huo)取的(de)(de)速度(du)和(he)(he)成(cheng)本：机器(qi)人(ren)大模(mo)型(xing)需(xu)(xu)要的(de)(de)数(shu)据(ju)(ju)来自于真实(shi)需(xu)(xu)求和(he)(he)场景，数(shu)据(ju)(ju)采集成(cheng)本高(gao)(gao)、速度(du)慢，因此数(shu)据(ju)(ju)的(de)(de)采集是(shi)(shi)第一(yi)个难(nan)点(dian)。2）硬件(jian)控(kong)制(zhi)的(de)(de)统(tong)一(yi)性(xing)(xing)和(he)(he)准(zhun)(zhun)确(que)性(xing)(xing)：人(ren)形机器(qi)人(ren)执行(xing)具体任(ren)务(wu)时，需(xu)(xu)要解决准(zhun)(zhun)确(que)性(xing)(xing)和(he)(he)实(shi)时性(xing)(xing)，AI在机器(qi)人(ren)的(de)(de)任(ren)务(wu)/运动规(gui)划、对硬件(jian)控(kong)制(zhi)的(de)(de)统(tong)一(yi)性(xing)(xing)和(he)(he)准(zhun)(zhun)确(que)性(xing)(xing)上，存在挑战(zhan)。3）灵活高(gao)(gao)效(xiao)的(de)(de)身体需(xu)(xu)要高(gao)(gao)功率密度(du)的(de)(de)硬件(jian)，在一(yi)定(ding)体积、一(yi)定(ding)成(cheng)本条件(jian)下输出最高(gao)(gao)功率的(de)(de)硬件(jian)产品，也是(shi)(shi)技术需(xu)(xu)要探(tan)索的(de)(de)方(fang)向。

“硬件设计(ji)创新+中(zhong)国制造降(jiang)本”是人形(xing)机器(qi)人产业的(de)核心逻辑，聚焦“3+3”关键核心零(ling)部件。从(cong)成本构(gou)成来看，自动化控(kong)(kong)制三大件(jian)(jian)(jian)（驱(qu)控(kong)(kong)和(he)(he)执行部件(jian)(jian)(jian)）占(zhan)(zhan)比接近(jin)1/3，各类传(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)(qi)占(zhan)(zhan)比1/3，软件(jian)(jian)(jian)占(zhan)(zhan)比接近(jin)1/3。综合考(kao)虑“单(dan)机(ji)价(jia)值量(liang)+国产(chan)替代+技(ji)(ji)术壁垒”三大因素，我(wo)们总结出“3+3”关(guan)键核心(xin)(xin)零部件(jian)(jian)(jian)：第(di)一个(ge)3指的(de)(de)是自动化控(kong)(kong)制核心(xin)(xin)三大件(jian)(jian)(jian)：电机(ji)电控(kong)(kong)+执行器(qi)(qi)(qi)（谐波(bo)减速器(qi)(qi)(qi)、行星滚柱丝(si)杠(gang)）；第(di)二(er)个(ge)3指的(de)(de)是传(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)(qi)三大件(jian)(jian)(jian)：力觉传(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)(qi)、触觉传(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)(qi)、视觉传(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)(qi)。这些核心(xin)(xin)部件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)技(ji)(ji)术突破(po)和(he)(he)创新，进口替代降本的(de)(de)进展，是人形机(ji)器(qi)(qi)(qi)人产(chan)业化的(de)(de)重要关(guan)注(zhu)点(dian)。

软件算(suan)法(fa)：2024年FSD有望落(luo)地(di)中(zhong)国(guo)，人(ren)形机(ji)器人(ren)AI化进程(cheng)提速。特斯(si)拉(la)机器(qi)(qi)人与汽车共用FSD系(xi)统，这(zhei)个系(xi)统由数(shu)据(ju)、算法、硬件构成整体架(jia)构，其(qi)迭代路径是通(tong)过不(bu)断(duan)升级算力(li)的硬件来支撑不(bu)断(duan)升级的算法，处(chu)理不(bu)断(duan)增(zeng)加的海量数(shu)据(ju)。预计到2024年(nian)，特斯(si)拉(la)DOJO的算力(li)将(jiang)接近(jin)10万块英伟达A100显卡算力(li)的总和(he)。特斯(si)拉(la)人形机器(qi)(qi)人与FSD底层模块打通(tong)，一定程(cheng)度上算法可复用。特斯(si)拉(la)“交互搜(sou)索”规划模型进一步增(zeng)强了FSD系(xi)统的规控能力(li)，且FSD系(xi)统还能通(tong)过Occupancy Network对可视(shi)区域进行建模，处(chu)理未知不(bu)可见(jian)的场(chang)景。

本体厂(chang)商(shang)：软硬件全(quan)栈自研的AI机器人本体厂(chang)商(shang)更有(you)机会胜出。我们认为机器人(ren)与汽车、手(shou)机行业(ye)一样，未(wei)来(lai)稳定状态下(xia)会是赢者通吃、头部聚集的竞争格局(ju)。软(ruan)硬件全栈自(zi)研的AI机器人(ren)本体厂商更有可能胜(sheng)出，要关注细(xi)(xi)细(xi)(xi)打磨产品，积累(lei)后发优势的公司。有底层操(cao)作系统的大厂，可以通过收(shou)购，或者自(zi)己(ji)组(zu)建本体团队，具备全链条整合(he)创(chuang)新能力的企业(ye)胜(sheng)率更大。

风险提示(shi)：低估了(le)技术的复杂性；实际应(ying)用中(zhong)的难题远比预期中(zhong)的多(duo)；投(tou)资过度。

机器人产业深度（六）：机器人的关(guan)节——高效电机

报告日期：2023/11/29

人形(xing)机(ji)器人关节电机(ji)的三个关键需(xu)求：高效率、高动态(tai)和高功率密度。①高效(xiao)率：低(di)能(neng)耗和(he)(he)低(di)摩擦损失很重要(yao)(yao)，因为机(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)通(tong)常由电池供电，能(neng)经受(shou)得起苛(ke)刻的(de)运(yun)(yun)行(xing)条件，可(ke)进(jin)行(xing)十分频繁的(de)正反向和(he)(he)加减速运(yun)(yun)行(xing)，能(neng)在(zai)短时(shi)间内承受(shou)过载。②高动(dong)态：整个驱动(dong)器(qi)的(de)惯性(xing)(xing)应尽可(ke)能(neng)低(di)，电动(dong)机(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)从获(huo)得指(zhi)令(ling)信(xin)号(hao)到(dao)完成指(zhi)令(ling)所(suo)要(yao)(yao)求(qiu)的(de)工(gong)作状态的(de)时(shi)间应短。③高功率密度：机(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)应用(yong)需(xu)要(yao)(yao)高速、高扭矩电机(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，电机(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)需(xu)要(yao)(yao)小巧(qiao)(qiao)，紧凑，轻巧(qiao)(qiao)。由于(yu)应用(yong)需(xu)求(qiu)场景不同，将(jiang)人(ren)形(xing)机(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)关节(jie)与(yu)工(gong)业(ye)机(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)、协(xie)作机(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)关节(jie)进(jin)行(xing)对比(bi)优劣没有(you)可(ke)比(bi)性(xing)(xing)。工(gong)业(ye)机(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)对精(jing)度、寿命要(yao)(yao)求(qiu)高，更适合(he)采用(yong)伺服电机(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)；人(ren)形(xing)机(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)对控本(ben)、提效(xiao)、力矩和(he)(he)运(yun)(yun)转稳定(ding)的(de)诉求(qiu)更强，更适合(he)采用(yong)力矩无框电机(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。 

力矩电机相(xiang)对于(yu)伺服电机能提供更加稳定(ding)的力矩和运(yun)转速度，且由于(yu)不需(xu)要使用(yong)齿轮减速箱，能够有(you)效(xiao)降低其成本和体(ti)积，减少误(wu)差及提升效(xiao)率，更能够满足(zu)人形机器人的需(xu)求。①提(ti)供稳定的力矩和运转速度(du)，利于(yu)人(ren)(ren)形(xing)机器(qi)人(ren)(ren)的大范围(wei)推广及长期使用。②不需(xu)要使用齿轮减(jian)速箱(xiang)，减(jian)少(shao)人(ren)(ren)形(xing)机器(qi)人(ren)(ren)部(bu)件的数量，从(cong)而最(zui)大限度(du)降低其(qi)成本和体(ti)积。③维护更加(jia)简(jian)单，可靠性更高(gao)。④效率更高(gao)，更节(jie)能。机械系(xi)统(tong)中每增加(jia)一个传动部(bu)件都将会产(chan)生效率的损(sun)失，因此减(jian)少(shao)系(xi)统(tong)中传动部(bu)件，提(ti)高(gao)整个系(xi)统(tong)的效率，从(cong)而能够(gou)变相的节(jie)能，有利于(yu)提(ti)高(gao)人(ren)(ren)形(xing)机器(qi)人(ren)(ren)的续航及负载。

人(ren)形(xing)机器人(ren)的(de)空(kong)心杯电机以无刷空(kong)心杯电机为主。因(yin)为空(kong)心杯电机高速(su)低扭矩的(de)特(te)性，为了在较小空(kong)间内获得较大的(de)手指抓握力，空(kong)心杯电机都(dou)需要搭配行星减速(su)箱(xiang)(xiang)进行使(shi)用(yong)(yong)，一般都(dou)会集成2-3级的(de)行星减速(su)箱(xiang)(xiang)。无(wu)刷电机通(tong)过驱动(dong)器实现电子(zi)换(huan)向，其(qi)定子(zi)部分使(shi)用(yong)(yong)空(kong)心杯绕组，采(cai)用(yong)(yong)无(wu)齿槽铁(tie)芯设计，具(ju)有高转速(su)、长寿(shou)命、低噪音的(de)特(te)性，又(you)具(ju)有高功率密度、高效(xiao)率的(de)优(you)势。

当人(ren)形机(ji)器人(ren)年销量分别(bie)为100万(wan)台时，直流无刷力矩电(dian)机(ji)年新增市(shi)场规模(mo)140~280亿元(yuan)，是2022年市(shi)场规模(mo)的5~11倍(bei)。空(kong)心(xin)杯(bei)电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)(ji)市场规(gui)(gui)模(mo)为(wei)72亿(yi)元(yuan)(yuan)，是(shi)2022年(nian)(nian)市场规(gui)(gui)模(mo)的2倍。1）直流无刷(shua)力矩(ju)电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)(ji)市场规(gui)(gui)模(mo)的核心(xin)假设，单(dan)台(tai)人(ren)(ren)(ren)形机(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)配置(zhi)直流无刷(shua)力矩(ju)电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)(ji)28个(ge)；空(kong)心(xin)杯(bei)电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)(ji)价(jia)(jia)格随量(liang)产进(jin)程逐年(nian)(nian)下降，当人(ren)(ren)(ren)形机(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)年(nian)(nian)销量(liang)100万台(tai)时(shi)，关节电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)(ji)均价(jia)(jia)500~1000元(yuan)(yuan)；2）空(kong)心(xin)杯(bei)电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)(ji)市场规(gui)(gui)模(mo)测算的核心(xin)假设：单(dan)台(tai)人(ren)(ren)(ren)形机(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)用空(kong)心(xin)杯(bei)电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)(ji)12个(ge)；空(kong)心(xin)杯(bei)电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)(ji)价(jia)(jia)格随量(liang)产进(jin)程逐年(nian)(nian)下降，销量(liang)达到100万台(tai)时(shi)，单(dan)价(jia)(jia)600元(yuan)(yuan)。据 QY Research 数据，2022年(nian)(nian)全球空(kong)心(xin)杯(bei)电(dian)(dian)(dian)机(ji)(ji)(ji)市场规(gui)(gui)模(mo)为(wei)7.48亿(yi)美元(yuan)(yuan)。

我(wo)国力(li)矩电机和空心杯电机厂商钧处(chu)于全球第(di)二梯队。力矩(ju)电(dian)(dian)机全球第(di)一(yi)梯(ti)队(dui)厂(chang)(chang)商主要(yao)(yao)有科尔摩根(gen)、Aerctech、Parher。我国(guo)的力矩(ju)电(dian)(dian)机厂(chang)(chang)商主要(yao)(yao)厂(chang)(chang)商有步科股份、雷赛(sai)智能(neng)、昊志机电(dian)(dian)等，伺服厂(chang)(chang)商如(ru)汇川技(ji)(ji)术、禾(he)川科技(ji)(ji)也(ye)有基础切入(ru)无框电(dian)(dian)机市场。海(hai)外(wai)龙(long)头在空心(xin)杯电(dian)(dian)机领域布局(ju)较早，技(ji)(ji)术经(jing)验(yan)积累深厚，产品(pin)(pin)系列完善，项目经(jing)验(yan)丰富。与海(hai)外(wai)龙(long)头企业产品(pin)(pin)性(xing)(xing)能(neng)相比，我国(guo)空心(xin)杯电(dian)(dian)机部分品(pin)(pin)类的产品(pin)(pin)性(xing)(xing)能(neng)接近(jin)或达(da)到海(hai)外(wai)龙(long)头，高端(duan)产品(pin)(pin)在功率、效率等方(fang)面(mian)存在差(cha)距。 

风险提示(shi)：1）产业进(jin)展低于预期(qi)(qi)；2）竞争环境恶化；3）新技术的应用速度低于预期(qi)(qi)。

机器人产业深(shen)度（五(wu)）：机器人的触觉(jue)——六(liu)维(wei)力(li)矩传感(gan)器

报告日期(qi)：2023/09/17

六维力矩传(chuan)感器，助(zhu)力机器人的柔(rou)顺控制。随(sui)着(zhe)机(ji)(ji)器(qi)人(ren)技(ji)术的快速(su)发展，机(ji)(ji)器(qi)人(ren)应(ying)用越来越聚焦(jiao)于机(ji)(ji)器(qi)人(ren)与(yu)环境发生交(jiao)互(hu)的场(chang)景，如打磨抛光、柔顺装配、医疗康(kang)复等，对(dui)机(ji)(ji)器(qi)人(ren)柔顺控制(zhi)(zhi)的需求快速(su)增长。对(dui)人(ren)形/四足机(ji)(ji)器(qi)人(ren)、外骨骼(ge)机(ji)(ji)器(qi)人(ren)而(er)言，柔顺控制(zhi)(zhi)对(dui)于复杂地形的通过能(neng)力(li)、人(ren)机(ji)(ji)柔顺交(jiao)互(hu)能(neng)力(li)也非常重要。力(li)矩和位置结(jie)合，机(ji)(ji)器(qi)人(ren)可以(yi)实现(xian)更加柔性的控制(zhi)(zhi)。

预计2027年(nian)工业场景六(liu)(liu)维(wei)传(chuan)感器(qi)需求(qiu)为4.2万(wan)套，2022~2027年(nian)CAGR超(chao)过50%；当人形机器(qi)人年(nian)销量(liang)达(da)到100万(wan)台时(shi)，对六(liu)(liu)维(wei)力矩(ju)传(chuan)感器(qi)的年(nian)需求(qiu)为400~1600万(wan)套。与人(ren)工打(da)磨相比，机(ji)器(qi)人(ren)打(da)磨能(neng)(neng)提(ti)高效(xiao)率和产品(pin)良率，降低成本(ben)，机(ji)器(qi)人(ren)装配、抛光打(da)磨场景渗(shen)透率进(jin)入快速提(ti)升(sheng)阶段(duan)。2022年中国六(liu)维(wei)力(li)矩传(chuan)感(gan)器(qi)销(xiao)量/规模分别为8360套(tao)/2.39亿(yi)元(yuan)，预(yu)计2027年将(jiang)分别达(da)到42000套(tao)/15亿(yi)元(yuan)，CAGR分别为57.97%/52.04%。目前人(ren)形(xing)机(ji)器(qi)人(ren)主要将(jiang)六(liu)维(wei)力(li)矩传(chuan)感(gan)器(qi)配置在手腕（2个(ge)）、脚踝（2个(ge)）处，如(ru)果成本(ben)大幅下降，灵巧手也有可(ke)能(neng)(neng)配置（12个(ge)），据(ju)此测算(suan)，当人(ren)形(xing)机(ji)器(qi)人(ren)年销(xiao)量100万(wan)台时，六(liu)维(wei)力(li)矩传(chuan)感(gan)器(qi)年销(xiao)量有望达(da)到400~1600万(wan)套(tao)。

六维力矩传感器的(de)技术壁垒(lei)：结构设(she)计、标定(ding)校准、数据(ju)精确采(cai)集、解(jie)耦算(suan)法。六维力测量技术是个平台技术，根据(ju)应用场景的(de)环境、载荷(he)、安(an)装、通讯、算(suan)力、动力学特性不(bu)同，在(zai)不(bu)同行业中体现(xian)出不(bu)同的(de)产(chan)品形态。他的技术难(nan)度不是(shi)三(san)个1维力传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)和三(san)个扭矩传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的简单叠加(jia)，而是(shi)一(yi)维力传(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)难(nan)度的6次方，体现(xian)在：1）它的非线性(xing)力学特(te)征明显，要考(kao)虑多通(tong)道信号的温(wen)漂、蠕变、交(jiao)叉干扰(rao)、数(shu)据(ju)处理的实时性(xing)，2）六(liu)维联合(he)加(jia)载标(biao)定的复杂性(xing)，3）解(jie)耦算法。

六维力矩传感器降本(ben)空间大，BOM成本(ben)中应变(bian)片占(zhan)比最(zui)高，制造费用和研发费用占(zhan)比高。六维(wei)力(li)矩传(chuan)感器(qi)单(dan)价(jia)昂(ang)贵，根据(ju)e-motion supply和爱采购(gou)网站数据(ju)，ATI机器(qi)人(ren)用mini45、axia80 m8、nano43型号进口价(jia)格(ge)超过3万元(yuan)人(ren)民币(bi)，大型传(chuan)感器(qi)omega191进口价(jia)格(ge)10.5万元(yuan)。BOM成(cheng)本中主要构(gou)成(cheng)是应变(bian)片(pian)（占比最高，为24.2%-39.9%）、弹(dan)性体和敏感器(qi)件。此外，人(ren)工贴片(pian)费用、标(biao)定校准、研发费用占成(cheng)本较高。随着市场规模(mo)扩大，成(cheng)本有较大下降空间。

全球六维力(li)和力(li)矩传感器厂商主要分为欧(ou)美、日韩、国产三大阵营：1）欧美：包括传感器制造商如ATI、Bota、Kistler等和机器人末端工具生产商如OnRobot、Robotiq等，后者主要和优傲等协作机器人厂商合作。2）日韩：Wacoh-Tech、Robotous等，配套日本机器人厂商发那科、安川等。3）国内企业体量普遍较小，龙头企业宇立仪器与ABB、kuka合作紧密，主要技术指标靠近国际一流水平，如：欧美品牌过载值在量程5倍左右，ATI Axia80-Ure过载值在量程8倍，宇立仪器工业级传感器M43XX和机器人专用传感器M33XX达到10倍量程。测量准度方面：ATI通用型产品 Axia-80在满量程的2%以内，宇立仪器的产品在满量程的3%以内。国内为数不多的六维力矩传感器厂商还有坤维科技、鑫精诚、海伯森（汉宇集团参股5.52%）、蓝点触控、神源生、瑞尔特等。核心零部件方面，国内以金属应变片为主，主要供应商有中航电测。

风险(xian)提示：1）产业进展低于预期；2）竞(jing)争环(huan)境恶化。

机器人产(chan)业(ye)深(shen)度（四）：机器人的眼(yan)睛——3D工业视觉

报告日期：2023/08/24

从2D视觉到3D视觉是一次(ci)技术的跃升。3D视觉(jue)针对工(gong)业(ye)(ye)自(zi)动化(hua)(hua)(hua)应用上的“痛(tong)点”，提升(sheng)缺陷识别(bie)的精(jing)度(du)和自(zi)动化(hua)(hua)(hua)产线在(zai)线检测的速(su)度(du)，加速(su)在(zai)机器人引导和移动机器人环境感知(zhi)场(chang)景落地。针对不同自(zi)动化(hua)(hua)(hua)领(ling)域的专业(ye)(ye)化(hua)(hua)(hua)定制(zhi)(zhi)是3D工(gong)业(ye)(ye)视觉(jue)的主要(yao)特(te)征，视觉(jue)大模(mo)型(xing)赋(fu)能(neng)3D工(gong)业(ye)(ye)视觉(jue)，降(jiang)低定制(zhi)(zhi)化(hua)(hua)(hua)开发的成本，提升(sheng)定制(zhi)(zhi)化(hua)(hua)(hua)开发的效率，有效拓展应用场(chang)景。2022年(nian)中国(guo)3D工(gong)业(ye)(ye)相机市场(chang)规模(mo)18.4亿元/yoy+59.9%，GGII预计2027年(nian)接近160亿元，复合增(zeng)速(su)53.8%。

3D视(shi)觉技术满足工(gong)业领域更高(gao)精度(du)、更高(gao)速(su)度(du)、更柔性化的(de)需求，扩大工(gong)业自(zi)动化的(de)场景。2D视(shi)(shi)(shi)觉(jue)技术基于物体(ti)平面轮廓，无法获得曲(qu)度、空间坐标等(deng)三维参数，检(jian)验精度低。激(ji)光(guang)三角测(ce)量(liang)、结构光(guang)、ToF、多目视(shi)(shi)(shi)觉(jue)等(deng)技术共同推动(dong)了3D视(shi)(shi)(shi)觉(jue)发展。高(gao)精度缺陷检(jian)测(ce)场(chang)景（如：半导体(ti)有图形晶圆检(jian)测(ce)）技术要(yao)(yao)求最高(gao)，主(zhu)要(yao)(yao)采用激(ji)光(guang)三角测(ce)量(liang)、干涉和(he)(he)共聚焦技术；生产线(xian)在(zai)线(xian)检(jian)测(ce)和(he)(he)装(zhuang)配最难，需(xu)要(yao)(yao)复杂的解决方案来适应(ying)不同的生产场(chang)景，并在(zai)振动(dong)和(he)(he)环(huan)境光(guang)干扰下实(shi)现(xian)高(gao)速(su)度和(he)(he)高(gao)精度，主(zhu)要(yao)(yao)技术是(shi)激(ji)光(guang)三角测(ce)量(liang)和(he)(he)结构光(guang)。仓库自(zi)动(dong)化（尺寸测(ce)量(liang)、环(huan)境感知(zhi)、手(shou)势识(shi)别、随机拣箱）主(zhu)要(yao)(yao)采用结构光(guang)和(he)(he)立体(ti)视(shi)(shi)(shi)觉(jue)。

移动机器人视(shi)觉(jue)引导最具前景(jing)的场景(jing)，主要技术包括结构光、ToF、立体(ti)视(shi)觉(jue)。环境感知具备宽视场、高速度(用于实时视觉伺服)、高精度的要求，技术路径尚未确定。特斯拉Optimus的3D传感模块以多目视觉为主，全身搭载8个摄像头，自研SoC芯片FSD，纯视觉方案硬件成本低，对软件算法要求高。国内外其余厂商多采用3D相机+激光雷达方案，优必选WALKERX的视觉模块采用多目视觉，小米CyberOne的Mi-Sense采用iToF+RGB，追觅采用ToF+结构光，智元A1采用RGBD相机。

从(cong)深度学习到(dao)通用(yong)视觉大模型，AI助力(li)机器视觉提升效率，拓展应用(yong)场景(jing)。过去工业机器(qi)视觉主(zhu)要针对垂直场(chang)景的(de)(de)少(shao)量(liang)数据进行小模(mo)(mo)(mo)型(xing)训练，模(mo)(mo)(mo)型(xing)处理问(wen)题的(de)(de)复杂程(cheng)度受限。23年(nian)4月Meta发布通用图像分割大(da)模(mo)(mo)(mo)型(xing)SAM，视觉大(da)模(mo)(mo)(mo)型(xing)赋能3D视觉，可以实现(xian)：a.大(da)模(mo)(mo)(mo)型(xing)在广(guang)泛下(xia)游(you)场(chang)景中具备优势，有望降低定(ding)制化开(kai)发成(cheng)本(ben)(ben)，提升机器(qi)视觉产品毛(mao)利率，快速拓展(zhan)应用场(chang)景。B.大(da)模(mo)(mo)(mo)型(xing)在零样本(ben)(ben)或少(shao)量(liang)样本(ben)(ben)上(shang)表现(xian)优秀(xiu)，机器(qi)视觉将在这些(xie)领域得(de)以拓展(zhan)，如从代(dai)码驱动变为视觉驱动的(de)(de)机器(qi)人、流程(cheng)工业场(chang)景。

在精密(mi)检测(ce)(ce)及测(ce)(ce)量场景(jing)中(zhong)，原2D视觉头部厂商优(you)势(shi)较大；在机器人引导类场景(jing)中(zhong)，内资初创型厂商以快速设(she)计并落地方案(an)的优(you)势(shi)，处于领先地位。在(zai)精密检(jian)测及(ji)测量场(chang)景(jing)中，3D通常是与1D、2D技术融(rong)合使用，现有(you)(you)2D视觉(jue)(jue)领(ling)导(dao)厂商依(yi)靠成熟的(de)(de)供(gong)应(ying)链以及(ji)深(shen)厚的(de)(de)行业(ye)(ye)Know-How，依(yi)然会主(zhu)(zhu)导(dao)行业(ye)(ye)发展，领(ling)先的(de)(de)企业(ye)(ye)有(you)(you)：基恩士、奥普(pu)特、大恒图像、凌云(yun)光等。国内3D工(gong)业(ye)(ye)视觉(jue)(jue)企业(ye)(ye)主(zhu)(zhu)要集(ji)(ji)中设备组装和集(ji)(ji)成环节，依(yi)靠性价比(bi)、深(shen)度(du)定制以及(ji)服务能力赢得市场(chang)，但其主(zhu)(zhu)要核心零部(bu)件（机(ji)器人(ren)(ren)运动算法、应(ying)用工(gong)艺(yi)包，3D工(gong)业(ye)(ye)相机(ji)）主(zhu)(zhu)要为(wei)外购(gou)。在(zai)移(yi)动机(ji)器人(ren)(ren)引导(dao)应(ying)用中，内资初(chu)创型3D视觉(jue)(jue)厂商处于(yu)领(ling)先地位。目(mu)前大部(bu)分企业(ye)(ye)集(ji)(ji)中在(zai)机(ji)械(xie)臂进行分拣、上(shang)下料等场(chang)景(jing)。以视觉(jue)(jue)为(wei)主(zhu)(zhu)要导(dao)航方式的(de)(de)移(yi)动机(ji)器人(ren)(ren)在(zai)国内还较少。

风(feng)险提示：新技术(shu)的应用速度低于预期。

机器(qi)人产(chan)业深度（三(san)）：机器(qi)人的关节——精密执(zhi)行器(qi)

报告日期：2023/06/26

方案不断迭代、成本持续(xu)下(xia)降(jiang)，Tesla Optimus在(zai)产业化的道路上奋力奔跑。马(ma)斯克预计Tesla Optimus最终(zhong)售价将在2万美金以下(xia)，有很(hen)大降本(ben)空间(jian)。从去年特斯拉(la)开放日到近期的股(gu)东大会上(shang)，特斯拉(la)人(ren)(ren)形机器人(ren)(ren)技术迭(die)代(dai)的速(su)(su)度(du)超(chao)出了市(shi)场的预期，产业(ye)链核(he)心部件降本(ben)的速(su)(su)度(du)也非常快。我们目前(qian)还(hai)无法判断产业(ye)链上(shang)具体环(huan)节(jie)成本(ben)下(xia)降的幅(fu)度(du)和(he)时间(jian)，但降本(ben)的趋势是(shi)确定的，技术快速(su)(su)迭(die)代(dai)和(he)成本(ben)大幅(fu)下(xia)降将加速(su)(su)Tesla Optimus产业(ye)化(hua)(hua)(hua)和(he)规模化(hua)(hua)(hua)，Tesla电动车产业(ye)化(hua)(hua)(hua)进程可作参考。

执行(xing)器决定机(ji)器人的负荷(he)和精度，微特电机(ji)和执行(xing)器有(you)望在人形机(ji)器人上大规模应用。执(zhi)(zhi)行(xing)器(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)机器(qi)(qi)(qi)(qi)人的(de)(de)(de)核(he)心部件，参考工(gong)业机器(qi)(qi)(qi)(qi)人成(cheng)本(ben)构成(cheng)，执(zhi)(zhi)行(xing)器(qi)(qi)(qi)(qi)（减速器(qi)(qi)(qi)(qi)）成(cheng)本(ben)占(zhan)(zhan)比35%，伺服控(kong)制(zhi)系统(tong)占(zhan)(zhan)比25%（伺服电(dian)机+驱动器(qi)(qi)(qi)(qi)），控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)(qi)占(zhan)(zhan)比10%。预(yu)计Tesla Optimus旋(xuan)转执(zhi)(zhi)行(xing)器(qi)(qi)(qi)(qi)方(fang)案为：永磁(ci)无(wu)刷(shua)电(dian)机+谐(xie)波减速器(qi)(qi)(qi)(qi)+抱闸+双编(bian)码器(qi)(qi)(qi)(qi)+力(li)矩传(chuan)感器(qi)(qi)(qi)(qi)+轴承，采用谐(xie)波传(chuan)感器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)优(you)点(dian)：小(xiao)体(ti)积，大速比，扭矩密度比较高(gao)。预(yu)计直(zhi)线执(zhi)(zhi)行(xing)器(qi)(qi)(qi)(qi)方(fang)案为：永磁(ci)无(wu)刷(shua)电(dian)机+行(xing)星滚(gun)柱丝杠+位置编(bian)码器(qi)(qi)(qi)(qi)+力(li)传(chuan)感器(qi)(qi)(qi)(qi)+轴承，采用线性执(zhi)(zhi)行(xing)器(qi)(qi)(qi)(qi)驱动器(qi)(qi)(qi)(qi)关节的(de)(de)(de)优(you)势(shi)：高(gao)精度、低能耗、高(gao)负载、高(gao)空(kong)间利用率、具备自锁能力(li)。我(wo)们(men)预(yu)计特斯拉(la)Optimus身体(ti)关节共有28个，对微特电(dian)机及执(zhi)(zhi)行(xing)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)需求(qiu)将大幅(fu)增加。

预计(ji)人形机器人对执(zhi)行器的需求(qiu)弹性排(pai)序为：行星滚柱(zhu)丝杠(gang) >谐波(bo)减速器 >行星滚珠丝杠(gang) >滑(hua)动丝杠(gang) >轴承。我(wo)(wo)们进行(xing)了执行(xing)器(qi)需求(qiu)的(de)敏感性(xing)分析，当Tesla Optimus年(nian)(nian)(nian)(nian)销量达到100万(wan)(wan)(wan)台时，将(jiang)新增(zeng)(zeng)谐(xie)波减速(su)器(qi)年(nian)(nian)(nian)(nian)需求(qiu)1400万(wan)(wan)(wan)台（2022年(nian)(nian)(nian)(nian)市场规模100万(wan)(wan)(wan)台）。Tesla尚未公(gong)布其(qi)线性(xing)执行(xing)器(qi)方(fang)案(an)(an)，我(wo)(wo)们猜测(ce)可能有两种：方(fang)案(an)(an)1：4个(ge)滑(hua)动丝(si)杠(gang)+8个(ge)行(xing)星(xing)滚(gun)柱(zhu)丝(si)杠(gang)；方(fang)案(an)(an)2：14个(ge)滚(gun)珠丝(si)杠(gang)。假(jia)设采取方(fang)案(an)(an)1，将(jiang)新增(zeng)(zeng)行(xing)星(xing)滚(gun)柱(zhu)丝(si)杠(gang)年(nian)(nian)(nian)(nian)需求(qiu)800万(wan)(wan)(wan)台（2022年(nian)(nian)(nian)(nian)12万(wan)(wan)(wan)台）及滑(hua)动丝(si)杠(gang)400万(wan)(wan)(wan)台；假(jia)设采取方(fang)案(an)(an)2，将(jiang)新增(zeng)(zeng)高精度滚(gun)珠丝(si)杠(gang)年(nian)(nian)(nian)(nian)需求(qiu)1400万(wan)(wan)(wan)台（2022年(nian)(nian)(nian)(nian)中国市场规模1400万(wan)(wan)(wan)台，主要集中在中低端产(chan)品）。

技术(shu)壁(bi)垒：主要(yao)体现(xian)在(zai)(zai)设计、材料(liao)、工(gong)艺和(he)加工(gong)精(jing)(jing)度上，在(zai)(zai)产品性(xing)能上表现(xian)为精(jing)(jing)度保(bao)持度、寿命、故障率(lv)等。以谐波(bo)减(jian)速(su)器(qi)为例进(jin)行说明(ming)：1）在(zai)设计(ji)上，绿的(de)(de)(de)谐波(bo)的(de)(de)(de)P 齿形(xing)(xing)、来福谐波(bo)的(de)(de)(de)δ齿形(xing)(xing)率先(xian)打破垄断，新进(jin)入厂(chang)商(shang)很难避开哈(ha)默(mo)纳科专利限(xian)制设计(ji)优良性能的(de)(de)(de)齿形(xing)(xing)；2）材料：国外提纯(chun)技术较高(gao)、杂(za)质少，因(yin)此国产谐波(bo)减(jian)速(su)器(qi)的(de)(de)(de)柔轮材料长期依赖进(jin)口；3）工(gong)艺：国产厂(chang)商(shang)在(zai)柔轮的(de)(de)(de)热(re)处理工(gong)艺、慢走丝、连续切割等加(jia)工(gong)工(gong)艺上还需要经验积累(lei)；4）精(jing)加(jia)工(gong)：热(re)处理、磨(mo)齿机、三坐标等关(guan)键(jian)设备依赖进(jin)口。

产业链及(ji)投资机会梳理(li)：谐波减(jian)速器国产化进程提速。

风险(xian)提示(shi)：1）技(ji)术(shu)、方案成熟速(su)度(du)低(di)于(yu)预(yu)期(qi)；2）产业链成本(ben)下降速(su)度(du)低(di)于(yu)预(yu)期(qi)；3）出(chu)现相(xiang)似技(ji)术(shu)。

机器人(ren)产(chan)业深度（二(er)）：AI大(da)模型赋能人形机器人，迈向(xiang)通(tong)用(yong)人工智能的一大步

报告日期(qi)：2023/05/22

AI大模(mo)型(xing)+人形机(ji)器人，迈出了通向通用人工智(zhi)能的一大步。机(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)进化路径：从(cong)固(gu)定到移动(dong)，从(cong)独立到协(xie)作，从(cong)单一到通用。服(fu)务机(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)商业化落地的(de)前提是产品能(neng)提供真实价(jia)值，真实价(jia)值的(de)判断在(zai)于机(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)能(neng)否通用。把机(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)做成人(ren)(ren)形(xing)(xing)，就是为了(le)使机(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)的(de)执(zhi)行(xing)能(neng)力更加通用，上(shang)(shang)游核心零部件随(sui)着(zhe)协(xie)作机(ji)械臂的(de)兴(xing)起快速(su)发展，促(cu)进了(le)人(ren)(ren)形(xing)(xing)机(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)硬件本(ben)体制造能(neng)力的(de)提升，同时伴随(sui)自动(dong)驾驶技术的(de)高速(su)发展，人(ren)(ren)形(xing)(xing)机(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)在(zai)视觉、SLAM与基础AI上(shang)(shang)有了(le)更多的(de)方(fang)案选(xuan)择(ze)，大模型(xing)的(de)出现(xian)，会从(cong)语(yu)音、视觉、决(jue)策(ce)、控制等多方(fang)面实现(xian)同人(ren)(ren)形(xing)(xing)机(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)的(de)结合，形(xing)(xing)成感知、决(jue)策(ce)、控制闭环。我(wo)们认为机(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)产业将(jiang)进入渗透率快速(su)提升的(de)新阶段，看(kan)好机(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)产业发展前景(jing)。

AI大模型从语音(yin)、视觉、决策、控制(zhi)等多方面实现同(tong)人形机器人的结合(he)，形成感知、决策、控制(zhi)闭环，使机器人具备常识。1）语(yu)音：语(yu)言大(da)模(mo)(mo)(mo)型(xing)为机器(qi)人(ren)(ren)的(de)(de)(de)(de)自(zi)主语(yu)音交互难题提(ti)供了解(jie)决方案，在上(shang)下(xia)文理解(jie)、多(duo)(duo)语(yu)种识别(bie)(bie)(bie)、多(duo)(duo)轮(lun)对(dui)话、情绪识别(bie)(bie)(bie)、模(mo)(mo)(mo)糊语(yu)义(yi)(yi)识别(bie)(bie)(bie)等通用(yong)语(yu)言任(ren)务上(shang)，ChatGPT显著优于(yu)(yu)深(shen)度学(xue)(xue)习，表现(xian)(xian)出了不亚于(yu)(yu)人(ren)(ren)类(lei)的(de)(de)(de)(de)理解(jie)力(li)和语(yu)言生(sheng)成能(neng)(neng)力(li)。2）视(shi)觉：人(ren)(ren)形机器(qi)人(ren)(ren)的(de)(de)(de)(de)场景(jing)相(xiang)对(dui)工业(ye)机器(qi)人(ren)(ren)更通用(yong)、更复杂，通用(yong)视(shi)觉大(da)模(mo)(mo)(mo)型(xing)的(de)(de)(de)(de)All in One 的(de)(de)(de)(de)多(duo)(duo)任(ren)务训(xun)练方案能(neng)(neng)使(shi)(shi)得(de)机器(qi)人(ren)(ren)更好(hao)地(di)适应人(ren)(ren)类(lei)生(sheng)活场景(jing)：大(da)模(mo)(mo)(mo)型(xing)的(de)(de)(de)(de)强拟合(he)能(neng)(neng)力(li)使(shi)(shi)人(ren)(ren)形机器(qi)人(ren)(ren)在进行目标识别(bie)(bie)(bie)、避障、三维重建(jian)、语(yu)义(yi)(yi)分(fen)割等任(ren)务时(shi)，具备更高的(de)(de)(de)(de)精确度；通用(yong)视(shi)觉大(da)模(mo)(mo)(mo)型(xing)通过(guo)大(da)量(liang)数据学(xue)(xue)到更多(duo)(duo)的(de)(de)(de)(de)通用(yong)知识，并迁移(yi)到下(xia)游任(ren)务中(zhong)，基于(yu)(yu)海量(liang)数据获得(de)的(de)(de)(de)(de)预训(xun)练模(mo)(mo)(mo)型(xing)具有较(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)知识完备性(xing)，提(ti)升场景(jing)泛化(hua)效果。3）决策：基于(yu)(yu)多(duo)(duo)模(mo)(mo)(mo)态的(de)(de)(de)(de)预训(xun)练大(da)模(mo)(mo)(mo)型(xing)将增(zeng)强机器(qi)人(ren)(ren)可完成任(ren)务的(de)(de)(de)(de)多(duo)(duo)样(yang)性(xing)与通用(yong)性(xing)，让其(qi)不局限于(yu)(yu)文本(ben)和图像(xiang)等单个部分(fen)，而是多(duo)(duo)应用(yong)相(xiang)容，拓展单一智能(neng)(neng)为融合(he)智能(neng)(neng)，使(shi)(shi)机器(qi)人(ren)(ren)能(neng)(neng)结合(he)其(qi)感(gan)知到的(de)(de)(de)(de)多(duo)(duo)模(mo)(mo)(mo)态数据实现(xian)(xian)自(zi)动(dong)化(hua)决策。

驱动(dong)：相比工业(ye)机器(qi)人(ren)，人(ren)形机器(qi)人(ren)硬(ying)件需求(qiu)更复杂、更多元，特斯拉采用(yong)的(de)电驱方案具备商业(ye)化应用(yong)基础。特斯(si)拉Optimus采取电(dian)驱方(fang)案，预计全身共(gong)40个执(zhi)行(xing)(xing)器(qi)(qi)，其中(zhong)：身体关节28个执(zhi)行(xing)(xing)器(qi)(qi)，旋转(zhuan)关节方(fang)案采用(yong)(yong)伺服电(dian)机(ji)(ji)+减(jian)速器(qi)(qi)方(fang)案，我们推测单台(tai)人(ren)形(xing)机(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)将搭(da)载(zai)6台(tai)RV减(jian)速器(qi)(qi)（髋、腰(yao)腹）和(he)8台(tai)谐(xie)波减(jian)速器(qi)(qi)（肩、腕）；我们猜测摆动(dong)角度(du)不(bu)大的关节（膝(xi)、肘、踝、腕）采用(yong)(yong)力矩电(dian)机(ji)(ji)+行(xing)(xing)星滚柱(zhu)丝杠方(fang)案，将使用(yong)(yong)14个线性执(zhi)行(xing)(xing)器(qi)(qi)。2）机(ji)(ji)械(xie)(xie)手(shou)采用(yong)(yong)微型电(dian)机(ji)(ji)+腱绳驱动(dong)传动(dong)结(jie)构(gou)，单手(shou)6个电(dian)机(ji)(ji)，11个自由度(du)。空(kong)心杯电(dian)机(ji)(ji)结(jie)构(gou)紧凑、能(neng)量密度(du)高(gao)、能(neng)耗低，和(he)人(ren)形(xing)机(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)机(ji)(ji)械(xie)(xie)手(shou)需求契合度(du)高(gao)。

减速器(qi)(qi)、伺服(fu)电机(ji)、线性(xing)执(zhi)行器(qi)(qi)、滚柱丝杠(gang)是人(ren)形机(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)运(yun)动控制产业(ye)链中价值量(liang)较大的(de)硬件(jian)设备。1）电机(ji)(ji)：数量(liang)(liang)更(geng)(geng)多(duo)、品类(lei)更(geng)(geng)丰(feng)富，需满足全身(shen)各(ge)关节(jie)的驱动(dong)(dong)需求(qiu)，手部需采(cai)用(yong)(yong)(yong)微型电机(ji)(ji)。2）减速(su)器(qi)(qi)(qi)(qi)、传(chuan)动(dong)(dong)装置：数量(liang)(liang)更(geng)(geng)多(duo)，旋转执行器(qi)(qi)(qi)(qi)延(yan)续了对(dui)RV、谐波减速(su)器(qi)(qi)(qi)(qi)的需求(qiu)，线(xian)性(xing)执行器(qi)(qi)(qi)(qi)中需要(yao)用(yong)(yong)(yong)到行星滚(gun)柱(zhu)丝杠作为(wei)线(xian)性(xing)传(chuan)动(dong)(dong)装置。3）环境(jing)感(gan)知(zhi)：区(qu)别工(gong)业机(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)在(zai)固定场(chang)(chang)景外(wai)接机(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)视觉设备实现识(shi)别的方案(an)，人(ren)形(xing)机(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)场(chang)(chang)景复(fu)杂，需采(cai)用(yong)(yong)(yong)激光雷达、摄(she)像(xiang)头等方案(an)实现环境(jing)感(gan)知(zhi)、三维(wei)重(zhong)建并实现路径规划，对(dui)设备品类(lei)、算(suan)(suan)法、实时算(suan)(suan)力要(yao)求(qiu)更(geng)(geng)高。4）运(yun)动(dong)(dong)控(kong)制(zhi)：类(lei)似(si)于(yu)工(gong)业机(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)，运(yun)控(kong)算(suan)(suan)法均(jun)是厂商自研，开发(fa)难(nan)度大，是核心竞争力之一(yi)；特斯(si)拉Optimus复(fu)用(yong)(yong)(yong)特斯(si)拉汽(qi)车的感(gan)知(zhi)和计算(suan)(suan)能力，在(zai)全自动(dong)(dong)驾(jia)驶FSD芯(xin)片基(ji)础上开发(fa)适合人(ren)形(xing)机(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)的控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)(qi)系(xi)统(tong)。人(ren)形(xing)机(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)传(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)数量(liang)(liang)、品类(lei)、执行机(ji)(ji)构复(fu)杂程度远高于(yu)工(gong)业机(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)，对(dui)控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)(qi)实时算(suan)(suan)力、集(ji)成度要(yao)求(qiu)高。

风险提示(shi)：1）经济复苏低(di)于预(yu)期；2）AI大模型、超融合发展速(su)度低(di)于预(yu)期；3）出现(xian)相似技术(shu)。

机器人产业深度（一）：技术奇点靠近，需求拐点来临

报告日期：‍‍‍‍‍‍‍‍2023/03/06

我们认为，中(zhong)国机器(qi)人行业已经迎来需求拐点，有望逐渐(jian)从复制跟随走向技术引1领，从国产(chan)替代迈入海外拓(tuo)展(zhan)阶段。中国(guo)(guo)是(shi)全(quan)球(qiu)规模(mo)最大(da)，增(zeng)速(su)最快的(de)(de)(de)机器(qi)人(ren)(ren)(ren)市场(chang)(chang)，2001~2022年(nian)机器(qi)人(ren)(ren)(ren)销量从700台增(zeng)长(zhang)至30.3万台（销售规模(mo)87亿美元(yuan)），复合(he)增(zeng)速(su)33.5%。2017年(nian)是(shi)中国(guo)(guo)机器(qi)人(ren)(ren)(ren)行(xing)(xing)业(ye)(ye)的(de)(de)(de)分水岭，2017年(nian)以前(qian)是(shi)国(guo)(guo)产(chan)替代阶段，国(guo)(guo)内(nei)机器(qi)人(ren)(ren)(ren)公司主(zhu)要通过模(mo)仿，以更低(di)的(de)(de)(de)成本(ben)获得(de)市场(chang)(chang)。2017年(nian)开(kai)始(shi)，结(jie)(jie)合(he)AI深度学习、3D视(shi)觉、力控等(deng)技术(shu)的(de)(de)(de)变(bian)革(ge)，中国(guo)(guo)机器(qi)人(ren)(ren)(ren)行(xing)(xing)业(ye)(ye)逐渐走向市场(chang)(chang)领(ling),2017~2022 年(nian)销量复合(he)增(zeng)速(su) 23.1%。人(ren)(ren)(ren)口结(jie)(jie)构变(bian)化，制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造业(ye)(ye)数字(zi)化转型，中国(guo)(guo)新能源(yuan)产(chan)业(ye)(ye)爆发并领(ling)先全(quan)球(qiu)，中国(guo)(guo)机器(qi)人(ren)(ren)(ren)或能复制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)日本(ben)机器(qi)人(ren)(ren)(ren)产(chan)业(ye)(ye)发展(zhan)路径。除了(le)享(xiang)受外(wai)部红利，运动控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)（含(han)伺服控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、减速(su)器(qi)等(deng)）、自主(zhu)定位导航、人(ren)(ren)(ren)机交(jiao)互等(deng)核(he)心(xin)部件和技术(shu)的(de)(de)(de)持续进步才是(shi)机器(qi)人(ren)(ren)(ren)行(xing)(xing)业(ye)(ye)长(zhang)足发展(zhan)的(de)(de)(de)决定性因素。

新能源产业崛起，工业机器人进口替代提(ti)速。回顾日本(ben)机(ji)器人产业的腾(teng)飞之路，汽车作为(wei)工业机(ji)器人的最大下游，1970~1990年产量从581万(wan)升(sheng)至(zhi)1349万(wan)台，日本(ben)工业机(ji)器人产量由1350台升(sheng)至(zhi) 10 万(wan)台，复合增速 25%，两大机(ji)器人公司发那科、安川(chuan)包(bao)揽(lan)了(le)汽车冲压、焊接(jie)两大工艺。2020年(nian)，中国(guo)新(xin)能(neng)源产(chan)(chan)业爆发(fa)并领先全球，或(huo)能(neng)复(fu)制日本机(ji)(ji)器人(ren)产(chan)(chan)业发(fa)展(zhan)路径。新(xin)能(neng)源作为新(xin)兴(xing)产(chan)(chan)业，企业愿意(yi)联合(he)国(guo)产(chan)(chan)机(ji)(ji)器人(ren)探索标(biao)准化工艺，技(ji)术能(neng)力的(de)积累也使(shi)得(de)国(guo)内机(ji)(ji)器人(ren)厂(chang)商具(ju)备满足工业场景(jing)客户需求的(de)能(neng)力，国(guo)产(chan)(chan)工业机(ji)(ji)器人(ren)得(de)以借势追赶，订单额、交付质量、复(fu)购率良性增长。2020 年(nian)疫情期(qi)间，外资(zi)品牌进口受阻，交付能(neng)力更胜一筹的(de)国(guo)产(chan)(chan)品牌把握(wo)住了(le)发(fa)展(zhan)良机(ji)(ji)。

服务机器人进入海(hai)外拓(tuo)展阶段(duan)。服(fu)务(wu)机(ji)器人(ren)国内(nei)市(shi)场(chang)主要由内(nei)资主导，海(hai)外(wai)市(shi)场(chang)拓展(zhan)(zhan)也已获得成(cheng)效。中(zhong)国品牌(pai)拓展(zhan)(zhan)海(hai)外(wai)市(shi)场(chang)的(de)(de)(de)优势：1）海(hai)外(wai)服(fu)务(wu)业长期(qi)(qi)面临员(yuan)工流动性(xing)高、工资上(shang)张的(de)(de)(de)压(ya)力(li)(li)，企(qi)业很惠意使(shi)用机(ji)器人(ren)实(shi)现自动化；2）中(zhong)国有成(cheng)熟的(de)(de)(de)产(chan)业链配套，性(xing)价比(bi)优势明显，投资回收期(qi)(qi)短；3）工程师红利 ：服(fu)务(wu)机(ji)器人(ren)对(dui)(dui)不同的(de)(de)(de)使(shi)用场(chang)景有不同的(de)(de)(de)需求，中(zhong)国品牌(pai)对(dui)(dui)问(wen)题的(de)(de)(de)响应能力(li)(li)、持续的(de)(de)(de)服(fu)务(wu)能力(li)(li)。

技术奇点逐渐靠(kao)近(jin)：1)运控(kong)核(he)心部件国产(chan)(chan)化(hua)拐点(dian)有(you)望出现(xian)，人(ren)(ren)(ren)形(xing)机(ji)器人(ren)(ren)(ren)产(chan)(chan)业的(de)发展将促(cu)进(jin)核(he)心部件快速成长：以(yi)汇(hui)川技术(shu)为代表的(de)伺服控(kong)制系统、以(yi)绿的(de)谐波为代表的(de)谐波减(jian)速器等(deng)核(he)心部件制造能力显著提升，国产(chan)(chan) RV 减(jian)速器也努力缩小差距。2）自(zi)主定(ding)位和(he)环境感(gan)知率先进(jin)入(ru)项目(mu)工程化(hua)和(he)成本控(kong)制的(de)阶段(duan) ：多传感(gan)器融合（相机(ji)、激光(guang)雷达(da)、毫米波雷达(da)、惯导等(deng)）的(de) SLAM 技术(shu)逐渐(jian)成为趋势，机(ji)器人(ren)(ren)(ren)的(de)自(zi)主移动和(he)感(gan)知环境的(de)能力 与自(zi)动驾驶有(you)一定(ding)通用(yong)性，移动机(ji)器人(ren)(ren)(ren)产(chan)(chan)业化(hua)面对的(de)是相对封闭(bi)确定(ding)的(de)低速场景，比自(zi)动驾驶已率先进(jin)入(ru)了项目(mu)工程化(hua)和(he)成本控(kong)制的(de)阶段(duan)。3）人(ren)(ren)(ren)机交(jiao)互：语音交(jiao)互技(ji)术已发展较为成熟，ChatGPT将(jiang)人类反(fan)馈(kui)强化(hua)学(xue)习引入深度学(xue)习的方式为机器人更智能化(hua)。人性(xing)化(hua)发展提(ti)供了新思路。

风(feng)险提示：1）经济复苏(su)低(di)于预期；2）超融合(he)在国内(nei)水土不服；3）出现相似(si)技术。