小米入局，人形机器人产业加速

8/11晚小米推出首款仿生人形机器人CyberOne。8月11日晚，小米秋季新品发布会举行，小米首款全尺寸人形仿生机器人CyberOne也正式亮相。CyberOne身高177厘米、体重52千克，是一款真正意义上的全尺寸人形仿生机器人。这款花名“铁大”的人形机器人全身拥有13个关节及21个自由度，最大模组峰值扭矩达到300Nm ；Mi Sense视觉空间系统搭载了小米自研的三维重建算法，音频算法方面具备6类45种人类语义情绪识别能力，可实现85种环境语义识别。 继特斯拉之后小米的下场标志着科技巨头的一致看好，小米机器人有望持续迭代，人形机器人有望产业加速。1）根据雷军在发布会上介绍，小米人形机器人单体成本约为60-70万元，显著高于特斯拉人型机器人的预测成本（低于一辆汽车，约17-30万元）。由于当前小米机器人成本较为高昂，以自研方案为主，CyberOne当前还无法进行量产，我们预计未来有望引入优秀总成方及其他供应商降低成本，加强产品可落地性。2）当前小米机器人仍是较为初级的原型机，灵活度相较特斯拉仍尚未完善（特斯拉机器人有手指而小米机器人暂无手指），预计未来随着产品形态不断迭代，有望优化出指关节等灵活机械环节。我们认为，虽然小米目前仍未有量产计划，但继特斯拉之后小米重磅推出人形机器人，已然标志着科技巨头们对人形机器人未来应用空间的一致看好，产业化进程有望持续加速。 人形机器人在多样化场景适应性与灵活可交付性上具备优势。世上绝大多数工作可以以人类形态完成，因此人类形态的机器人在硬件上具备极大适应性，任何关节的缺失（比如手或脚）都会使得替代场景大受限制。虽然工业机器人在特定单一场景中具备精度与承重优势（不仅超过人型机器人也超越人类本身），但由于厂家分散且不灵活，开发交付周期较长，根据国际机器人联合会(IFR)数据显示，目前每年全球工业机器人安装量不超过40万台。相比之下，人形机器人硬件统一，可适用多种场景，可开放的算法平台可以聚集大量生态开发者，因而在交付速度及场景适应性上具备优势。 海外人形机器人竞品大多尚未进入商业化阶段，国内竞品中仿生类服务机器人最受关注。1）从1973年世界上第一款人形机器人WABOT-1诞生到现在，全世界范围内已经涌现了本田ASIMO机器人、波士顿动力的Atlas机器人、软银的NAO机器人等一批优秀的人形机器人。然而，虽然其中有些机型已经初步步入商业化，但是绝大多数机型都仍未进入商业化阶段：ASIMO由于无法商业化已经宣布正式退役，波士顿动力的Atlas原本就是研究平台而非商业化项目（仅同公司的机器狗Spot进行了初步的商业化），软银的NAO机器人是少有的、已经进入商业化落地的人形机器人项目，但它是桌面级的小型机器人，并且其应用基本集中于教育领域。2）国内竞品中，人形机器人方面主要竞品包括国内领军厂商优必选的Walker机器人；非人形竞品则以仿生类机器人最受市场关注，能够应用在多场景多领域，并提供智能化的情感交互体验。比如小鹏旗下的机器马“小白龙”，搭载类似ADAS的行走能力，有望成为新一代智慧宠物+交通工具 投资建议：建议关注1）三花智控、绿的谐波、鸣志电器2）江苏雷利、禾川科技； 3）双环传动、中科三环、拓普集团、保隆科技、恒帅股份、旭升股份、银轮股份； 4）汉宇集团、中大立德、大族激光、国茂股份5）奥普光电、汉威科技6）软件相关：海康威视、科大讯飞、拓尔思、云从科技、奥普特、奥比中光、凌云光等具备机器人布局的AI龙头。 风险提示：特斯拉人形机器人延迟发布风险；假设和测算误差风险；销量不达预期、经济下行超预期风险。 1.小米推出首款仿生人形机器人CyberOne 早在人形机器人之前，小米就已在仿生机器人领域有所探索，发布过仿生机器狗CyberDog。 2021年8月，小米首次展示了旗下第一代仿生四足机器人CyberDog，内部定名“铁蛋”。CyberDog不仅拥有仿生的运动步态，还拥有仿生的视觉和听觉交互体验，可以听从指令、识别主人甚至自动跟随主人运动。 图表1：小米发布机器狗CyberDog CyberDog仿生四足机器人集小米软硬件研发能力与一身：自研高性能电机，加持小米的AI视觉语音算法、机器人系统以及运动算法的研发积淀。CyberDog搭载高精度环境感知系统，全身11个高精度传感器向AI大脑实时传输信息，可以感知图像、光线、距离、速度、声音等环境信息，可实现自主识别跟随、SLAM建图和导航避障功能，还能支持多种仿生动作姿态。CyberDog仿生四足机器人工程探索版米粉价9999元，价格相对亲民。 图表2：小米CyberDog工程探索版米粉价9999元 8/11晚小米推出首款仿生人形机器人CyberOne。8月11日晚，小米秋季新品发布会举行，小米首款全尺寸人形仿生机器人CyberOne也正式亮相。CyberOne身高177厘米、体重52千克，是一款真正意义上的全尺寸人形仿生机器人。 图表3：小米发布人形机器人CyberOne CyberOne基本参数：身高： 177cm 体重：52kg关节数：13 全身自由度：21时速：3.6km/h 最大模组峰值扭矩： 300Nm 峰值扭矩密度：96Nm/kg Mi Sense视觉空间系统，自研三维重建算法； 具备6类45种人类语义情绪识别能力，可实现85种环境语义识别当前单体成本：60-70万元/台，未来有望下降 图表4：小米CyberOne机器人基本参数 “CyberOne背后的智能、机械能力，全部由小米机器人实验室全栈自研完成，背后有无数的软件、硬件、算法的开发工作，投入巨大。”小米集团创始人、董事长兼CEO雷军表示，CyberOne以人工智能为内核，以标准人形为载体，是小米对未来科技生态的一次探索，也是多元融合技术体系的新成果。 相比于仿生四足机器人，人形机器人机械复杂度更高，需要性能更强大的电机、更多的机身自由度、复杂的人形双足控制算法。此次CyberOne支持多达21个自由度，并能实现各自由度0.5毫秒级别的实时响应，可充分模拟人的各项动作。 机器人的运动性能与各关节电机性能息息相关，而人形机器人对于电机的要求更为苛刻，需要在尽可能小体积的前提下，爆发出更强劲的动能。以CyberOne上肢关节电机为例，小米自研了一枚重量仅为500克，额定输出扭矩达 30Nm 的高效电机，保证上肢灵活性。 CyberOne髋关节主要电机瞬时峰值扭矩可达 300Nm ，配合自研的人形双足控制算法，行走姿态更加平稳。其他方面，CyberOne支持单手握持1.5千克重物、反向拖动上肢复现运动等功能。总体而言，CyberOne是一个小脑发达、运动能力超强的人形机器人。 和人一样，视觉是人形仿生机器人感知环境的重要途径。CyberOne搭载自研Mi-Sense深度视觉模组，结合AI交互算法，使其不仅拥有完整的三维空间感知能力，更能够实现人物身份识别、手势识别、表情识别，做到“看得到也能看得懂”。 在与外界沟通交流方面，据介绍，CyberOne搭载了自研环境语意识别引擎和语音情绪识别引擎，能够实现85中环境音识别和6大类45种人类情绪识别，并且配合机器人身上的显示模组，进行交互信息实时显示。 相比特斯拉，小米人形机器人单体成本较高，距离量产仍有一定距离。 1）根据雷军在发布会上介绍，小米人形机器人单体成本约为60-70万元，显著高于特斯拉人型机器人的预测成本（低于一辆汽车，约17-30万元）。由于当前小米机器人成本较为高昂，以自研方案为主，CyberOne当前还无法进行量产，我们预计未来有望引入优秀总成方及其他供应商降低成本，加强产品可落地性。 2）并且，当前小米机器人仍是较为初级的原型机，灵活度相较特斯拉仍尚未完善（特斯拉机器人有手指而小米机器人暂无手指），预计未来随着产品形态不断迭代，有望优化出指关节等灵活机械环节，不断提升产品成熟度。 图表5：小米与特斯拉人形机器人参数对比 图表6：适用于人机协作应用的仿真五指机械手现在已有批量生产 我们认为，虽然小米目前仍未有量产计划，但继特斯拉之后小米重磅推出人形机器人，已然标志着科技巨头们对人形机器人未来应用空间的一致看好，小米产品有望持续迭代改善，人形机器人产业化进程有望持续加速。 2.人形机器人具备多场景适应性与交付灵活性 现代意义上的人形机器人也叫仿人机器人，顾名思义就是模仿人类创造的机器。按照大小的不同也可以分为大仿人机器人和小仿人机器人，前者一般有成人大小，体型大概一米多高；后者大小可放在桌面上，是桌面式的小型机器，体型不超过一米。从1973年世界上第一款人形机器人WABOT-1诞生到现在，该领域已经涌现了本田阿西莫（ASIMO）机器人、波士顿动力的Atlas机器人、Aldebaran Robotics公司的NAO机器人，Agility Robotics公司的Cassie机器人等一众优秀的人形机器人。其中有些机型已经初步步入商业化，但是从整个行业来看仍然处于导入期初期阶段。 图表7：波士顿动力人形机器人 人形机器人相比传统工业机器人的优势在于： 1）长期来看，人形机器人必定不会仅局限于一个特定服务领域，而是应用于制造业、社会服务、家庭服务、养老等方方面面的众多场景，相比传统机器人具备对综合性任务的兼容度。从特斯拉人形机的应用前景来看，其技术发展取决于AI技术，未来可能更多投入于服务类场景：人形机器人的场景不是单一的，且经常出现跨越式的变化。因为如果是单一场景完全可以设计新的机械结构或单一化的机器人来更有效地处理单一场景。 人形机器人的核心优势并不是单一场景，而是多场景综合式的任务执行。 2）人形机器人具备更开放的生态、更快的场景适应性及交付速度。世界上的工作大多以人类形态完成，人性使得硬件上具有极大的适应性，任何关节的缺失比如手或脚都会使得替代场景大大受限。工业机器人在静态场景中具有精度和承重的优势，不仅超过人型机器人也超过人本身。但由于其厂家分散、不灵活、开发交付周期长使得目前每年全球工业机器人安装量不超过40万台。而人形机器人硬件统一，可开放的算法平台可聚集大量的开发者，具有极快的场景适应性及交付速度。 3.海内外主要人形机器人竞品研究 3.1波士顿动力Atlas：“跑酷”达人初心不改 波士顿动力是全球人形机器人领军，公司几经易手不改人形机器人研发初心。波士顿动力公司成立于1992年，一直在美国军方资助下研发多种机器人。谷歌在2013年收购了这家公司，2017年又将它卖给日本软银集团。随后，在2020年底现代汽车集团宣布将收购波士顿动力。虽然几经易手，但已经成立近30年的波士顿动力一直专注于机器人的研发，尤其近几年来随着“网红”机器人Atlas的亮相与更新，日益受到公众瞩目。 2016年初次发布第一代人形机器人Atlas，历经数年迭代升级，渐成“跑酷”达人。 2016年，波士顿动力第一次发布了人形机器人Atlas，它是世界最先进的人形机器人之一，身高近1.5米，体重近75千克，像人一样有头部、躯干和四肢，能像人类一样用双腿直立行走。2016时的初代Atlas尚在蹒跚学步阶段，走路踉踉跄跄，动作并不连贯，技术相对不成熟。之后数年经历不断的技术迭代升级，到了2018年公司再度公布Atlas进步情况时，Atlas已经学会了跑酷动作，并在此后数年中不断进步，动作灵活性持续改善。 图表8：波士顿动力机器人Atlas概况 Atlas是非商业化的研究平台，代表波士顿动力最高技术水平，同公司的机器狗Spot已初步开启商业化道路。Atlas虽然是波士顿动力面向公众展示的最主要作品，但本身并非商业化产品，而是研究平台，代表着波士顿动力最高技术水平。实际上，商业化应用难度一定程度上也是波士顿动力几经易主的主要愿意之一。不过，值得注意的是，公司也做了一些商业化的尝试，2020年中旬，波士顿动力首款商用机器狗Spot正式开售，售价折合人民币将近50万元。机器狗主要被用于记录施工进度，监视远程或危险环境，并在发电设施、退役核电站、工厂车