一、人形机器人基础知识
1、 为什么要人形?
先思考这个很有意思的问题,相信很多人会有疑问,在学术上答案有2个观点如下:
1、人类社会中的绝大多数建筑、设施、工具等都是为了方便人的使用而设计的。因此,如果要造一台通用的机器人,那么直观上就应该是人型机器人,为了适配已有的城市设施和生活工具和人类与自然的各种交互场景,以人形外在来模仿人类学习。
2、普遍认为,人类与人型机器人更容易有情感上的交流,人型机器人会让人类感觉到亲近。人类终究是孤独的,人形除了取代人的危险和复杂场景,还希望会有更多的护理和陪伴的信息和情感交流。
2、分类
人形机器人相比其他机器人,对智能感知、运动控制、智能决策、人机交互的等四个方面的综合能力要求更高,根据人形机器人的形态,可分为轮式人形机器人、足式人形机器人、通用人形机器人,他们的特点如下:
根据运动控制能力需求强弱排序:工业制造<商用服务<极端作业<家用服务,先从工业场景应用再到最终实现家庭服务应用。
第一:本体+大模型自研公司:研发实力较强,主要玩家以特斯拉为首,国内开普勒、小鹏、宇树科技、众擎、达闼、星动纪元、银河通用、帕西尼感知科技等等。
第二:机器人公司:主要聚焦机器人本体研发及量产,大模型选择外部合作,主要有:Sanctuary Al、1X、Agility Robotics、Apptronik、波士顿动力、优必选、乐聚、傅利叶等等。
第三:大模型科技公司:具有较强大模型研发能力,主要玩家:OpenAI、微软、英伟达、谷歌、PI 等,字节跳动、百度、华为。
二、人形机器人的市场和现状
第一、市场
根据前瞻研究院的数据,2023年全球人形机器人市场规模约21.6亿美元,随着技术的进步,预计未来人形机器人将在更多场景中实现商业化应用,不仅提升生产效率,还将在教育和家庭生活中扮演更加积极的角色,到2029年全球人形机器人产业规模预期达324亿美元。
根据中国人形机器人产业大会披露的信息,2024年中国人形机器人市场规模约27.6亿元,预计到2029年,国内人形机器人市场规模有望达到750亿,约占到全球的1/3,年复合增长率CAGR约93.6%。
第二、行业发展阶段
人形机器人可被分为1至6六个层级,目前人形机器人正在从L3向L4过渡。
第三、全球发展现状
如下图:为人形机器人技术的发展
三、国外人形机器人对比
下图:为海外人形机器人总结对比
特斯拉从通用平台—大智算—大模型—大数据集”这一完整的技术路径,实现了从硬件到软件、从算法到数据的全面整合与优化。
①最强Grok大模型:2月18日,马斯克发布Grok 3誉为“地球上最聪明的AI,引入了"思维链"推理能力,能像人类一样逐步处理复杂任务,多项基准测试中超越了括ChatGPT和DeepSeek等的其他顶尖模型。
②最强AI大脑:纯视觉FSD方案和Dojo 芯片及超算中心:将自动驾驶FSD大模型嫁接到人形机器人,利用Dojo超级计算机平台,继续大量的数据仿真训练和深度学习,实现路径规划、物体识别、抓取物体、拧螺等精细化操作。
③最强软硬件垂直整合能力,拥有特斯拉汽车丰富的制造经验和强大的供应链基础:Optimus可在自家源头车间真实场景的搬运、学习和训练、不断迭代模型和软件系统;另外机器人的核心零部件:丝杠、电机、减速器、轻量化材料、轴承和齿轮、EV电池、轻量化一体化设计,灵巧手及模组、一站式服务,全链条优化和整合,能更好地控制质量和成本,也是大规模量产的保障,无人能及。
④量产和成本优势:马斯克去年扬言:特斯拉计划2025年生产1万台Optimus,2026年中开始月产1万台;随着生产成本预测将在年产量达到100万台时降至2万美元,人形机器人将极大地推动进入普通家庭的步伐。2 月 6 日,特斯拉在美国弗里蒙特的工厂发布了多个工程岗位的招聘,这一举措标志公司在加速推进人形机器人 的量产。
第二:FigureAI 英伟达、OpenAI和微软投资
Figure AI于2022年末创立,总部位于美国旧金山,2023年3月发布人形机器人Figure 01,2024年8月发布Figure 02,硬件能力以及与AI的融合程度显著提升,外观方面,没有任何电线或电子设备裸露在外,使得整体外观更加可靠和美观,硬件方面,第四代灵巧双手拥有16个自由度,可抓取25公斤物体;电池容量较前代产品增加了50%,一次充电可运行5小时。
第三:Agility的Digit (类似鸟人)
Agility Robotics于2015年成立,由俄勒冈州立大学拆分出来的机器人公司其,旗舰产品,Digit身高5英尺9英寸(约175cm)类似一个”鸟人“”采用蓝绿和金属灰的配色。其肩部和髋部装有不锈钢执行器,头部和躯干布满了电路和传感器,所有组件通过整齐排列的电线连接,整体设计模仿人类的神经系统,Agility Robotics已经筹集了来自DCVC 领投和德国老牌汽车零部件供应商舍弗勒共1.9 亿美元资金,跻身独角兽,并于今年10月发布了Digit的第四代版本。
第四:Apptronik的Apollo(曾与NASA合作)
成立于2016年,总部位于美国德州,是从德州大学奥斯汀分校人本机器人实验室孵化而来。与波士顿动力类似,Apptronik与美国政府关系紧密,2023年9月,Apptronik推出最新的人形机器人Apollo,Apollo的前身是Apptronik与NASA合作设计的机器人Valkyrie。
第五:Sanctuary Al第七代、Phoenix第八代
2018年成立的Sanctuary AI总部位于加拿大温哥华,迄今为止已经完成了超过1.4亿美元的融资,股东有BDC Capital和InBC基金,其旗舰产品Phoenix2024年12月已经迭代到第八代。
第六:波士顿动力公司的Atlas(鼻祖)
成立于1992年,创业团队为麻省理工背景,波士顿动力公司在机器人领域久负盛名,最老牌的人形机器人公司了,研发的人形机器人以卓越的运动能力著称。公司,一直专注于机器人运动控制技术的研究,代表产品Atlas人形机器人,以液压驱动,于2013年首次对外亮相,一经推出便引起轰动。
Atlas具有出色的平衡能力和高动态运动性能,能够在复杂地形上行走、奔跑、跳跃,甚至完成一些高难度的动作。这得益于波士顿动力深厚技术积累的机器人动力学、高精度控制算法使机器人能够在考虑环境的同时规划复杂的全身运动。
公司2005年推出四足机器狗BigDog,2008年开发PETMAN机器人,2013年首次公开Atlas,后续16-24年陆续更新了Atlas的行走、跳跃、后空翻、跑酷等能力。2024年宣布液压Atlas退役,并公布了下一步全电动Atlas机器人,电动版Atlas更强大,运动范围更广。
第七:1X Tech、NEO Beta
全称 1X Technologies,2014年成立于挪威,最初名为HalodiRobotics,公司团队普遍来自Google Brain、Deepmind等知名公司,具有强大的AI人才储备。具有EVE、NEO两款产品:第一代EVE为轮式机器人,用于物流、零售和守卫;第二代NEO为人形机器人,定位家庭服务场景,2024年8月一经推出,NEO Beta以其动作的自然协调和流畅性在社交媒体上吸引了广泛的关注。
NEO Beta拥有世界领先的伺服电机技术 ,采用“高扭矩、小齿轮比、低动能”设计,并且运用先进的传感器和人工智能,身体结构采用了类似人类肌肉组织,使其能够响应人类的情绪、语音命令和手势,机器人表现得非常灵活和流畅。
第八:Neura Robotics、4NE-1
德国唯一人形机器人公司,成立于2019年,斩获近10亿元新融资,已拿下近80亿元订单。2024年5月,Neura首次推出了人形机器人4NE-1,表演了洗衣服、收衣服、浇花、调酒等动作,展现了多任务处理和通用性的潜力,公司最大的优势在于与人类的强大互动能力,不仅能够识别不同声音、语言与情绪,还能通过语音与动作与人类、周边环境交互。
第九:Mentee Robotics
Mentee Robotics来自以色列,成立于2021年底,领导人Amnon Shashua也是是全球最大高级驾驶辅助系统(ADAS)供应商Mobileye的创始人。公司团队在生成式AI和计算机视觉方面有深厚积累,自主研发了所有AI模型,MenteeBot所有操作层都接入AI,具备强大沟通和运动能力。
二、以下为初创型公司排序
从技术迭代、大模型能力、和量产商业化能力出发,排名如下:Figure AI> Agility> Apptronik>Sanctuary AI>Reflex Robotics:Agility于24年6月步入商业化运营阶段,且自有工厂24年生产能力达数百台,后续将实现年产能1万台;Figure AI于25年初开始永久入驻宝马,目前在建设生产设施;Apptronik预计将在25年底之前从试点项目转向商业发布。
具体介绍看下表:
三、国外大厂机器人布局排名
特斯拉>英伟达>Google >OpenAI>微软 >亚马逊>苹果/Meta
第一:从进展看,特斯拉居首,FSD纯视觉+深度学习神经网络+Dojo超级计算平台从芯片、数据训练、大模型到本体制造、运控模型均自研自产,全栈能力,六边形全能战士,25年已制定千台量产目标。
第二:其次为英伟达
其具备强大的算力能力+数据训练平台优势,利用微软芯片、数据、大模型、开发平台,为人形机器人公司打造底层开发生态,已与14家人形公司合作:这14家分别是:① Open AI入股的1X、②德国的思灵Agile Robots、③亚马逊入股的Agility的digit、④微软投的Figure AI、⑤谷歌合作Foretellix的Apollo、⑥宇树科技的H1、⑦ 傅利叶的Fourier、⑧ 银河通用的Galbot、⑨智元的AgiBot;⑩星动纪元的Robot Era、⑪小鹏的Iron、⑫Neura Robotics、⑬MenteeBot的Mentee、⑭ 加拿大Sanctuary Al的Phoenix
第三:再者为Google 自研大模型+投资
谷歌在人形机器人领域的布局主要围绕其人工智能子公司DeepMind展开,从放弃本体聚焦机器人大模型,到再次牵手机器人公司合作下一代人形机器人。24年底,谷歌花了3.5 亿美元,投资了 Apptronik 加速 Apollo 机器人的规模化生产,具备大模型能力,OpenAI目前通过投资和自己小规模研发机器人本体,尚未All in。
第四:然后是微软:投资+技术合作+研发创新
2024年2月,微软投资了人形机器人Figure AI 6.75亿美元;另外,微软通过其人工智能和物联网实验室(AI & IoT Lab)推出了具身智能(Embodied AI)联合创新计划,旨在为企业提供AI技术、云技术和硬件技术的全方位支持;其次,与加拿大的Sanctuary AI机器人公司合作,致力于开发适用于通用人形机器人的AI模型。
第五:接着是亚马逊:投资+技术合作+应用
亚马逊主要围绕其庞大的物流和仓储自动化需求,布局人形机器人。通过收购、合作与技术研发等多重手段,2023年,亚马逊在其仓库中部署了由Agility Robotics开发的双足机器人Digit。能够与人类工人协作,执行诸如搬运空货箱等任务,其设计专为适应复杂的仓储环境。
第六:最后是苹果和Meta
目前专注机器人细分感知领域,苹果与卡内基梅隆大学联合开发了一套机器人感知系统ARMOR可用于机械臂,未来很有可能自研,Meta此前收购Digit触觉传感器团队,在其现实实验室(Reality Labs)的硬件部门组建了机器人研发团队,Meta短期的战略是不做硬件,专注于开发的软件、传感器和计算组件,如AI和AR、VR设备上数据收集等方面的技术成果。
四、国内人形机器人大PK
2024年国内人形机器人百家争鸣,未来20年产业大趋势确立,优必选、宇树、乐聚、智元、傅里叶等国内机器人厂商于2024年均发布了最新机型,头部企业基本全部具备双足机器人的开发能力,并且在尺寸、自由度、负载等参数上均实现跨越式进步,我们以2025年CES科技电子展,黄仁勋推出的NVIDIA Cosmos大模型平台的,公布的14家合作机器人厂商,代表了地表最全强的人形机器人水平,其中,中国占6家。
结合以上合作的机器人公司,我们从技术指标、自由度、运动控制、AI大模型能力、品牌知名度、应用场景和商业化能力,综合得出排名如下:(排名仅个人观点,不代表真实水平)优必选>宇树> 达闼>智元>傅里叶>银河通用/星动纪元>深圳六小龙。
第一:优必选(国内第一股)
公司2012年成立,2023年底港股上市,国内人形机器人第一股。虽然经历“内讧”风波,营收不及亏损等问题,但毕竟是国内首个商业化的大型人形机器人公司,最初聚焦小型人形机器人,并于2014年生产了熊猫学习机器人Alpha,面向AI教育市场,2016年,公司凭借540台Alpha 1S登上央视春晚舞台。2018年推出第一代Walker人形机器人,并不断迭代升级。目前公司发布了Walker、Walker X、熊猫机器人悠悠三款大型人形机器人产品,面向AI教育、物流、康养、商业服务等多个行业提供解决方案。
全栈式技术拥有 2100项专利,形成了“硬件+软件+服务+内容”的一站式智能服务生态圈技术指标:全球首个实现人形机器人量产的厂商,Walker系列拥有全身40+自由度,双足步态控制误差<2cm。
商业化方面,国内最快,目前Walker S1已经进入比亚迪、吉利领克、富士康、东风柳汽、一汽红旗、顺丰等多家企业建立了合作关系进行实训,已落地教育、康养、导览等场景,推动人形机器人在不同行业的应用。2024年,Walker S1已收到车厂超过500台的意向订单。未来,优必选计划在3-5年内重点突破3-5个行业,并且通过18-24个月的生产线实训逐步实现人形机器人的量产,2024年累计出货超2万台,估值超百亿美元。
第二:宇树(机器狗+人形机器人)
宇树排第二位,很显然是他最近火爆的知名度有关,当然本身的技术也不错,未来有潜力晋升第一梯队,宇树2016年成立,90后的王兴兴用8年时间带领宇树成为行业独角兽,目前估值80亿。2月17日,在人民大会堂举办的“民营企业座谈会”上,总书记勉励宇树王兴兴说:“你是这里面最年轻的”,未来的发展潜力,无需赘言。
第三:达闼科技CloudMinds
2015年12月成立,23年达闼首次亮相人形双足机器人XR4“小紫”,去年就传闻去香港IPO,是智能机器人领域的头部企业,创始人黄晓庆曾是中国移动研究院院长,业界首个提出“云端机器人Harix”架构概念,即通过“云端大脑+安全网络+机器人”本体的结合,实现了智能机器人的全栈技术积累,定位是服务消费机器人,理念是“机器人服务于人、达闼服务机器人”,让云端机器人服务于千家万户。
第四:智元机器人
智元Agibot成立于2023年2月,由原华为“天才少年"稚晖君创立,在华为昇腾计算产品线任人工智能边缘计算专家,2023年离职,与上海交大教授闫维新共同创业成立智元机器人,专注于AI与机器人融合技术,研发通用人形机器人和具身智能产品。成立仅两年,公司已完成8轮融资,估值超70亿元,投资方包括高瓴创投、比亚迪、蓝驰创投等头部机构,智元开始即全栈,软件、硬件、大脑、小脑、云系统等都自己做,同时不考虑代工组装,直接在上海临港建厂投产,2023年公司成立半年后即推出远征A1(身高175cm,承重80kg),AI的自由度达49个,国内较高水平,2024年8月发布远征和灵犀X1(全栈开源机器人)系列五款新品,同时AimRT和灵犀X1。
第五:傅利叶机器人(FOURIER )外骨骼机器人
2015年,创始人顾捷以数学家傅利叶(Fourier)的名字命名“傅利叶智能”成立开始时专注于医疗康复机器人的开发。在16、17年分别推出上肢与下肢康复机器人。
第六:银河通用机器人
成立于2023年5月,创始人王鹤92年北大博导,1年融资12亿,2024年中国人形机器人行业融资“标王,超级独角兽。24年6年在英伟达 CES2025 会上发布第一代人形机器人Galbot G1,首代具身大模型机器人。它采用“双臂+单腿+轮式底盘”的躯体结构。采用轮式地盘,因为可以控制成本及保证性能稳定。之后将逐渐过渡到双腿形态。
第七:星动纪元机器人
成立于2023年5月,创始人陈建宇为清华叉院教授,斯坦福计算机博士;阿里巴巴入股的第二家人形机器人。24年8月星动纪元发布首款产品级人形机器人星动STAR1与灵巧手XHAND1;2024年12月,星动纪元推出了端到端原生机器人大模型ERA-42,ERA-42是世界范围内首个真正的五指灵巧手具身大模型,公司特点:人形机器人+自研灵巧手”成为星动纪元的产品特色。是首个爬上长城的机器人,星动纪元在24年12月公布的ERA-42是国内首个真正意义上的端到端原生机器人大模型,世界范围内首个真正的五指灵巧手具身大模型,比肩世界领先水平。与自研五指灵巧手星动XHAND1结合后,能够完成超过100种复杂灵巧的操作任务。
第八:深圳机器人六小龙
①众擎机器人:成立于2023年,有小鹏背景,全栈自研技术。24年7至12月先后推出了面向科研教育的首款双足,机器人SA01、工业全尺寸人形机器人SE01和全开放通用具身智能体PM01,分别仅售3.85/15/8.8万元;完成全球首例人形机器人前空翻特技。
②乐聚机器人:2016年成立,源自哈工大机器人团队,2024年6月,乐聚的“夸父 Kvavo”机器人搭载盘古大模型;目前已与华为云、海尔、中国移动、江苏亨通等行业领军企业建立战略合作关系。
③普渡机器人:于2016年成立,以餐饮配送机器人起步,2017第一款“欢乐送”机器人问世,与海底捞、呷脯呷脯合作。截至2023年底,累计出货量超70,000台,出货量国内居首,以23%份额占据全球商用服务机器人收入第一。
2024年1月首次提出了Robot-to-Everything架构,实现万物互联,全场景的智能生态。普渡开发了初代类人形机器PUDU D7,五指灵巧手PUDU DH11以及首款全尺寸双足人形机器人PUDU D9,率先完成了专用、类人形、人形三类机器人的完整产品布局。
④帕西尼感知科技 : 21年成立多维触觉技术和灵巧手定义行业天花板;2023年8月世界机器人大会上,发布行业首款搭载多维触觉传感器之人形机器人Tora,多维触觉灵巧手DexH5及多维触觉传感器产品PX-6AX、PX-3A产品系列。
⑤越疆机器人 : 2015年成立,2024年12月23日香港IPO,协作机器人第一股;全球部署超8万台,在工业、商业、落地超200+场景。
⑥逐际动力机器人:22年成立,深圳南科大孵化,阿里巴巴投资的第一家人形机器人企业;24年10月发售首款多形态双足机器人TRON 1。
二、大厂入局人形机器人
人形机器人领域前景广阔,2024年风口再起,虽然阿里、百度、腾讯等诸多互联网企业都开始尝试入局人形机器人,多以“投资+大模型”的方式从“大脑”方面布局人形机器人,目前从技术水平、自研硬件、落地产品、大模型能力、和商业化进程,排序如下:小米>小鹏>华为>腾讯>广汽/奇瑞>豆包/阿里/百度/美团(仅为个人观点,不代表实际水平)
第一:小米机器人
排名第一的应该是小米,与多数互联网企业不同,小米选择自研人形机器人,2022年,小米发布搭载小米自研人工智能的全栈人形仿生机器人Cyber One,被认为是小米进军人形机器人产业的里程碑产品。Cyber One暂时不会量产,而是选择积极融入小米自有制造系统当中。
小米CyberOne,消费级定位,关节自由度仅21个,全身21个自由度,能够实现各自由度0.5毫秒级别的实时响应,可模拟人的各项动作,但成本控制强(量产成本<50万元),AI侧重语音/表情交互,能够感知45种人类语义情绪,分辨85种环境语义,2024年6月,北京小米机器人技术有限公司乔迁至北京亦庄小米工厂,并宣布Cyber One在小米自有制造产线上的分阶段落地,除此之外,小米还研制出了高性能仿生四足机器狗Cyber dog和Cyber Dog2,不过机器狗和Cyber One一样,暂时都没有量产
第二:小鹏机器人
2020年小鹏进军机器人赛道,收购四足机器人企业“多足机器人”,成立“鹏行智能”,2023年发布双足机器人PX5。2024年年11月,小鹏发布Iron。
Iron人形机器人:Iron几乎将PX5的软硬件重新设计,以真人1:1的比例打造,身高达到178厘米,体重70公斤;拥有62个全身主动自由度和15个手部可动自由度;“大脑”采用了小鹏自研的图灵AI芯片,拥有高达3000T的算力,具备强大的数据处理和学习能力,能够像人一样进行思考和记忆,Iron还融合了AI鹰眼视觉系统,实现了720°无死角的环境感知能力;结合端到端大模型和强化学习算法,Iron在行走和避障如同小鹏汽车的精准与稳健。目前,Iron已在小鹏汽车的广州工厂实训,主要参与小鹏P7+车型的生产流程。
第三:华为机器人
华为机器人的发展阶段是:在2017年与爱丁堡大学、软银签订协议围绕AI+机器人开展研发,22年初步探索机器人领域,23年投8.7亿成立子公司极目机器人,2024年11月15日,华为(深圳)全球具身智能产业创新中心宣布正式运营,并与包括乐聚机器人、兆威机电、拓斯达、中坚科技、埃夫特、禾川人形机器人在内的16家企业签订合作企业合作备忘录。
华为的模式是:通过技术和资源赋能国产人形机器人:华为AI体系包括盘古大模型、毕昇编译器、云平台等,另外,华为在机器人上下游产业链协同方面经验丰富,可以迅速组织产业链优化产能,从而降本增效。
另外华为生态构建可分为“华为赋能”和“华为智选”:①华为赋能模式 由华为云计算部门领导,华为提供模型、算法、算力底座、传感器、灵巧手等,企业使用体系开发产品和做场景落地,衍生出不同类型的机器人产品, 华为通过合作过程中获取反馈数据,不断优化和丰富自家模型;②“智选”模式 是在自身生态体系逐渐完善基础上,华为有望躬身入局人形机器人,可参照之前车的“智选”模式。
第四:腾讯
腾讯Robotics X实验室成立于2018年,按照腾讯的风格,中间是一直先观望,2023年,Robotics X发布灵巧手TRX-Hand,2024年发布首个人形机器人“小五”,聚焦康养赛道,是机器人与人居环境二合一赛道上的里程碑式成果,但目前暂未进行试点及商业化。
腾讯主重心是投资多家机器人和大模型企业:2017年,腾讯便投资了乐聚机器人,2018年参投了优必选,成为第一大股东,其后还参投了宇树科技、星动纪元。大模型公司方面:腾讯投资了智谱AI,百川智能、月之暗面等7家AI大模型公司。
第五:其他大厂
五、人形机器人产业链解析
人形机器人产业链可分为上游核心零部件、中游本体制造和下游系统集成及应用,以下是各环节的拆解、对应的国内龙头上市企业,以及上游核心零部件来分析。
第一:上游核心零部件
接下来,我们就以头部的特斯拉的Optimus 为例,拆解其零部件主要组成部分和供应商:
下图为特斯拉Optimus价值量拆分(基于2万美元成本前提)
无框力矩电机(用于关节)
① 定义和组成:是一种特殊类型的永磁无刷同步电机,没有轴、轴承、外壳、反馈或端盖,仅包含定子和转子两个部件,内部部件转子由带永磁体的旋转钢圆环组件构成,直接安装在机器轴上;定子是外部部件,齿轮外部环绕钢片和铜绕组,以产生紧密攀附在机器壳体内的电磁力。
(1.2)空心杯电机(用于灵巧手)
③ 国内外企业竞争情况:
丝杠按摩擦特性可以分为滑动丝杠、滚动丝杠、静压丝杠等类型;滚动丝杠分为滚珠丝杠和行星滚柱丝杠。
滚珠丝杠具有摩擦力小、传动效率高、精度高等特点,目前国产化率为60%以上;滚柱丝杠具有高承载、耐冲击、体积小、高速度可达6000RPS(滚珠丝杠为3000-5000rps)、噪音低、寿命长(寿命是滚珠丝杠的10倍以上)等特点滚珠&滚柱丝杠传动效率可达98%,用于人形机器人的线性关节。
③ 国内外企业竞争情况:
① 定义与分类:减速器为核心零部件,是连接动力源及执行机构的中间机构,具备改变转速、传递转矩、提高控制精度等作用。人形机器人的减速器一般分为谐波减速器、RV减速器、行星减速器这3类。
RV减速器体积较大,在人形机器人领域应用有限。谐波减速器体积小、减速比大、精密度高,将用于人形机器人身体旋转关节;行星减速器体积小、重量轻、传动效率高、寿命长,但精度较谐波减速器低,将用于人形机器人手部关节或对精度要求较低的部分身体关节,具体区别如下:
② 三大减速器区别对比
③ 国内外企业竞争情况
• 据统计,2023 年全球谐波减速器、RV 减速器及精密行星减速器市场规模均在百亿元以内;据华经产业研究院,2023 年中国谐波减速器、RV 减速器及精密行星减速器市场规模分别为 24.3 亿元、50.22 亿元、35.36 亿元。
• 世界:谐波减速器领域,哈默纳科绝对的世界龙头,约占全球1/3市场,其次是日本新宝;RV 减速器:日本的纳博特斯克占全球一半市场,第二名也是日本的住友;精密行星减速器:日系(新宝)、德系(纽卡特、威腾斯坦)、台系(精锐科技)在全球市场占据领先地位。
• 国内:谐波减速器领域,国内的绿的谐波、来福谐波、大族传动、德福机器人市场份额处于领先;RV 减速器领域,环动科技是绝对的龙头,13.7%的市占率位列全球第二,国内还有飞马传动、秦川机床、中大力德也有一定份额。行星减速器,科峰智能是唯一能够进入全球市场份额前五的中国内地厂商,科峰智能、纽氏达特及台湾厂商精锐科技、利茗亦占据一定市场份额。
如下图是国内减速器情况
四、传感器 (六维力矩传感器价值占比12.8%)
传感器是人形机器人实现类似人类感知作用的关键器件,人形机器人借助传感器,能够实现对自身状态以及外界环境的感知,为人形机器人实时决策和运动控制提供实时反馈,是实现具身智能的关键。
人形机器人传感器主要分布于关节及头部位置,分为视觉、听觉、触觉、嗅觉传感器,其中技术壁垒最高的六维力矩传感器。
六维力矩传感器
① 定义和分类:力矩传感器又称扭矩传感器,可在各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知进行检测,将扭力的物理变化转化为精确的电信号,具有精度高、频响快、可靠性好、寿命长等优点。
力传感器是能够感受并度量重力、压力、拉力、扭力等力学量并将其转换为可用信号的传感器,根据测量维度,力传感器可分为一至六维传感器,其中一维传感器、三维传感器、六维传感器最为常见。一维力传感器用于测量方向与作用点固定的力,代表产品如称重传感器、压力传感器等。三维力传感器能够同时测量力在三维空间 XYZ 轴的三个分力,用于测量作用点固定,但方向在三维空间中随机变化的力;当力的作用点偏离传感器时,三维力传感器在承受三个分力的同时还要承受三个分力矩的作用,测量结果将出现较大的偏差。
六维力传感器是维度最高的力传感器,能够精确测量力在三维空间 XYZ 轴三个方向的分力及分力矩信息六维力传感器也被称为六轴力/力矩传感器、F/T传感器,用于精确测量X、Y、Z三个方向的力信息和Mx、My、Mz三个维度的力矩信息。
② 特点和应用:与其他力传感器相比,六维力传感器精度更高、力学反馈最全面,目前主要应用于机器人与自动化、高端机床、汽车测试、航空航天等高精尖领域。
力矩传感器是机械臂的关键部件之一,可为机械臂提供实时的力和力矩信息,实现机械臂对操作对象的力感知,从而协助机械臂完成精细和智能的操作任务。
③ 国内外企业竞争情况
视觉传感器
② 国内外企业竞争情况
• 据 GGII 数据,2022 年,中国机器视觉行业的市场规模达到了170.65 亿人民币,我国机器视觉市场现阶段正处于快速增长阶段,到 2027 年有望突破 560 亿规模。
• 国际市场上,美国(如康耐视公司)和日本(如基恩士公司)等国家在全球市场占据超过 50%的份额;中国机器视觉行业起步较晚,本土企业不断追赶。
• 中国本土企业如奥比中光、海康威视、奥普特、凌云光、大恒科技、天准科技等国内份额上不断提升。
触觉传感器 (电子皮肤)
②国内外企业竞争情况
• 预计2029年全球柔性触觉传感器市场规模53.22亿美元(22年约为15.3亿美元);2029年全球机器人触觉传感器市场空间将达到4.3亿美元。
• 全球机器人触觉传感器市场集中度高,主要企业包括Tekscan、Pressure Profile System、Sensor Products Inc.等,据QYResearch数据,2022年全球CR5市占率约为76%。
• 国内龙头为:汉威科技、奥迪威、申昊科技、帕西尼、墨现科技等。
控制系统(大脑+小脑,芯片与AI算法)
②国内外龙头
• 视觉芯片全球霸主:英伟达、高通、美国的安霸Ambarella、英特尔、Mobileye(智驾龙头)
• 国产主控芯片,现阶段性价比较高:地平线、全志科技、瑞芯微、星宸科技
• 神经网络算力龙头,这些公司的芯片为人形机器人的神经网络提供算力支撑:寒武纪(AI芯片领先)、商汤科技、海光信息、云天励飞。
中游:本体设计和制造
即将上游核心零部件集成为完整的人形机器人,包含国内外各大人形机器人公司,上文已经详细列举;目前人形机器人还处于早期发展阶段,还未大规模量产,上市的公司较少。
国内上市人形机器人主要企业如下:
三、下游:落地的各行各业应用
人形机器人的主要潜在应用场景包括生产制造、社会服务、特种作业三个大类:其中在生产制造领域,可以有效解决人口老龄化问 题,缓解未来的劳动力短缺,如农业采摘、汽车和 3C 领域制造业生 产等。
在社会服务领域,可以代替人类从事公共服务员、家政服务员、 物流配送员、安保巡逻员等岗位,为人类提供各方面的服务,特种作业场景,主要是指在危险的作业环境中对人类进行替代,如在深海、民 爆、核电站等危险工作场景替代人类完成生产、巡检、探测、排爆等 工作;在航空航天领域代替人类长期驻守空间站,执行航空器维护和 空间科研任务,放大、延长外太空的工作时间,甚至直接登录地外行 星进行探索任务。
2025年注定是科技爆发的一年,国产模型之光DeepSeek和宇树机器人在春节的爆火,然后是马斯克发布地表最全 Grok-3模型、微软的全球首款拓扑架构Majorana 1量子芯片、Figure机器人世界首创的 的视觉、语言、动作三合一的Helix模型等科技巨头的秀肌肉,AI和人形机器人进入了厮杀最激烈的一年。
智享新动力
龚淑娟
李峥
本文简述了目前汽车主机厂生产中常用的溶剂型、高固含型等空腔防护蜡,以及相对应的精准注蜡、机器人注蜡等注蜡系统,并着重介绍了一种高固含型空腔防护蜡的成膜机理,包括其耐高温性等主要理化性能、VOC排放和配套使用精准注蜡系统的工艺性能。
2025-02-20 程晓雪 张亚磊 刘冉 毕静 方登辉 田海洋
目前汽车行业生产车间的 PBS 粗排区大部分存在着库区构造设计功能不完善、调度逻辑不全面的问题, 限制了汽车生产柔性度和生产节拍的提高。针对此问题实行对 PBS 粗排区分区优化、增设快速通道等改善措施,引入了一种基于三段式订单绑定和基于实车特征值匹配的调度逻辑,并在长期的汽车生产过程中得到了有效验证。
2025-02-19 杜奕呈 陈相 王利松 范锐强
本文运用噪声振动相关性分析、整车 ODS 分析和模态分析验证等方法识别出车内低频压耳 35 Hz 问题频率,并且分析问题产生的机理,根据问题频率,结合动力吸振器原理参数进行设计布置,经实车验证车内 35 Hz 频率附近降低 4.8d B ( A ),噪声得到明显改善,主观上低频压耳感可接受,对车内声品质提升具有较大意义。
2025-02-17 陆日海 年猛 王德远 王弘岩 汤小生
2025-03-19
2025-03-19
2025-03-18
2025-03-12
2025-03-12
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2025年3月4日,记者受邀参加电装(中国)投资有限公司举行的供应链碳中和媒体交流活动,在活动中电装(中国)投资有限公司副总经理石川智则先生介绍了在供应链领域实施碳中和活动的方针。
作者:史仲阳
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