机器人新纪元开启，Tesla Bot带来新猜想

核心观点 根据Ofweek报道，6月3日马斯克表示Tesla Bot人形机器人可能将于9月30日发布，有望开启智能机器人新纪元。2021年Tesla AI Day，马斯克公布即将推出Tesla Bot人形机器人。近日马斯克宣布推迟AI Day至9月30日，届时可能将发布Tesla Bot原型机（Optimus）。根据2021年AI Day公开数据，Optimus身高 1.72m ，重量57kg，负载20kg（手臂附加5kg），行动速度最高可达8km/h，该机器人结合Tesla的AI技术，基于视觉神经网络系统预测的自动驾驶技术作为驱动，其大脑使用的是算力极强的DOJO D1超级计算芯片。Optimus原型机的推出，对未来智能机器人的发展具有极强的标杆作用，将加快机器人产业发展进程，促进大量科技和制造企业向人形机器人赛道进军，开启智能机器人的新纪元。 参考工业机器人成熟产业链，上游核心零部件成本占比超70%。人形机器人涉及到自动驾驶、视觉导航、传感器技术等多种技术融合，硬件方面主要涉及到伺服系统、减速器、控制系统等。参考当下发展较为成熟的工业机器人产业链，从成本构成来看，控制器、伺服系统和精密减速器等三大零部件是产业链中技术壁垒最高、成本占比最大的环节：成本占比分别为10%、25%、35%；从盈利水平看，上游零部件的毛利率也相对较高，其中减速器毛利率为40%，伺服系统为35%，控制器为25%。我们认为，当下Tesla Bot会采取与相关元器件公司和制造厂商合作的方式，将之纳入自己的供应链中。因此，对应的相关上游核心零部件如减速器、伺服驱动等有望直接受益。 当下服务机器人技术尚未成熟，但市场空间广阔。结合Tesla Bot本次发布的Optimus来看，人形机器人当下最主要的应用场景可能聚焦在个人/家用或公共服务（即商用）领域，可能实现的功能包括陪伴服务、家务清洁、导 览、物品配送等。我们认为服务机器人技术一旦相对成熟且消费市场需求确定形成规模化商用后，根据亿欧咨询预测，2025年中国商用服务机器人市场规模可达1159.5亿元，是人形机器人重点渗透的蓝海市场。 结合当下Tesla Bot公开信息，我们对未来智能机器人做出以下猜想：1）个人/服务机器人随着渗透率提高，应用领域不断拓宽，规模化市场成熟后，预计仅中、美、日三国产品需求将接近6800万台量级；2）机器人向轻量化、柔性化发展，可能将带动新领域如碳纤维复合材料和稀土钕铁硼电机等需求；3）服务机器人较工业机器人产业链更为复杂，当下存在与电车共享部分产业体系的可能；4）鉴于人形机器人定制化需求高，一站式服务或成主流，第三方运营有望异军突起，出现新的机器人商业模式。 投资建议 当下Tesla Bot的推出最重要的意义在于推动整个智能机器人领域的快速发展，促使相关产业升级。上游核心零部件作为机器人举足轻重的部分，预计会有相关技术的渗透和升级。建议关注：国内工业机器人龙头企业埃斯顿，国内谐波减速器龙头企业绿的谐波，国内RV减速器领跑企业双环传动，国内工控伺服龙头企业汇川技术以及具备较强新品迭代的工控新锐禾川科技。 风险提示 Tesla Bot原型机产品参数不及预期；产品推行不及预期；人形机器人发展进程不及预期。 1.Tesla Bot助力机器人行业踏上新征程 1.1机器人定义及发展历程 机器人是一种能够半自主或全自主工作的可编程机械系统。根据国际标准化组织ISO标准认为，机器人是具有一定程度的自主能力，可在其环境内运动以执行预期任务的可编程执行机构。 机器人主要经历了三代发展历程（程序控制机器人、自适应机器人和智能机器人）。20世纪中叶以来，大规模生产需求催化自动化技术萌生，进而推动机器人技术发展。总体而言，机器人经历了从低级到高级的三代发展历程。 第一代：程序控制机器人。第一代机器人完全按照事先装入到存储器中的程序步骤进行工作，如果任务或环境发生变化，就要重新设计程序。这类机器人主要模拟人的运动功能，执行拿取、搬运、包装、机 械加工等固定工作。 第二代：自适应机器人。第二代机器人配备了传感器，通过视觉、触觉、听觉等传感器获取作业环境和操作对象信息，由计算机对这些信 息进行处理与分析，对机器人发出动作指令。这类机器人能够随环境第三代：智能机器人。第三代机器人具有类人特征，除了运动和自适变化来调整自身行为，可应用于焊接、装配、搬运等工作。 应调整功能，还具有感知交互和思维能力，能够灵活多变地自主处理 复杂问题。现有机器人仅具有部分智能化功能，真正的智能机器人尚 图表1：机器人主要发展历程 相较传统机器人，智能机器人产业链将涵盖核心零部件、AI技术，机器人操作系统，以及上层产品应用几大环节。具体来看，智能机器人上游包括AI芯片、功能零部件、伺服电机、减速器及传感器等硬件，中游技术支持涉及交互、体感技术、机器学习等，下游不同产品对应汽车、电子、家庭服务、医疗服务等不同场景。 图表2：智能机器人产业链全景图 1.2机器人分类 根据应用环境，可将机器人分为工业机器人和服务机器人两大类。其中，工业机器人是指应用于生产过程与环境的机器人；服务机器人是指除工业机器人以外，用于非制造业并服务于人类的各种机器人，可分为个人/家用服务机器人和专业服务机器人。依据国内机器人产业发展特性，结合特殊 环境作业需求，我国进一步将服务机器人分为个人/家用服务机器人、公共服务机器人和特种服务机器人。 图表3：机器人分类对比 在技术性能方面，工业机器人重视运行精确度，服务机器人更侧重于对环境的感知能力和人机交互能力。服务机器人与工业机器人的明显区别在于，工业机器人的工作环境都是已知的，而服务机器人所面临的工作环境绝大 多数都是未知的。面对远比当前工业生产复杂的环境，服务机器人对人工我国机器人市场目前以工业机器人为主。根据中国电子学会发布的《中国智能技术的要求更高更全面。 机器人产业发展报告（2021年）》，2021年我国机器人市场规模约839亿元，其中工业机器人市场规模约为445.7亿元，占比53.1%；服务机器人市场规模约为393.3亿元，占比约为46.9%。其中，服务机器人市场中，公共服务机器人及个人/家用服务机器人的市场规模预计达302.6亿元，占总市场规模的36.1%；特种机器人市场规模约为90.7亿元，占总市场规模的10.8%。 图表4：2021年中国机器人市场品类结构 预计2023年我国工业机器人市场规模接近590亿。根据《机器人产业发展报告》数据统计，我国工业机器人市场规模近5年的年均复合增速超12%，现已成为全球第一大工业机器人应用市场。根据国家统计局数据，2021年全国工业机器人产量达36.6万套，同比增长44.9%。预计随着国内下游制造领域的生产智能化和数字化升级的浪潮，工业机器人市场规模前景乐观，预计2022年我国工业机器人市场规模有望接近500亿元。 2023年我国服务机器人市场规模有望突破600亿。2016-2021年我国服务机器人的年均复合增速达34%，市场规模总体增速高于工业机器人。近年来人工智能获得迅速的发展，长期来看，未来人工智能最大的应用市场将出现在服务机器人领域，视觉引导机器人、陪伴服务机器人等新兴场景和产品快速发展。随着消费群体日益强大，服务机器人市场空间更加巨大，预计2023年我国服务机器人市场规模将突破600亿元。 700 600 图表5：2016-2022E中国工业机器人市场规模 图表6：2016-2023E中国服务机器人市场规模 1.3 Tesla Bot带来的新变化 事件：2021年8月19日，特斯拉首席执行官埃隆马斯克在特斯拉人工智能（AI）日首次宣布正在开发概念人形机器人Tesla Bot。2022年6月3日，马斯克在(AI)日活动中宣布了展示模型，6月21日，马斯克在卡塔尔经济论坛上表示，人形机器人Tesla Bot “Optimus”原型机可能将在今年9月30日（特斯拉第二个AI DAY）现身。根据马斯克在AI Day现场口径，计划于2023年将第一版Tesla Bot投入生产。 根据AI DAY公布数据来看，Tesla Bot机器人又称作Optimus，其身高1.72m ，重量57kg，负载20kg（手臂附加5kg），行动速度最高可达8公里/小时。其中具体技术参数如下： Optimus将运用Tesla最先进的AI技术，其头部配备与Tesla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神经系统预测能力的自动驾驶技术驱动，与汽车共用AI系统。 Optimus的大脑采用强算力的DOJO D1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，训练模块最大程度上实现了带宽的保留，配合Tesla自创的高带宽、低延迟的连接器，算力高达9PFLOPs（9千万亿次）。 Optimus面部采用一块屏幕板，可以展示信息。外表则由“轻质材料”制成。此外，Optimus还拥有人类活动水平的双手，四肢由40个机电执行器控制；双脚可感应反馈，实现平衡和敏捷动作。 图表7：TeslaBot参数展示 图表8：TeslaBot硬件配置 Tesla Bot成本突破仍是当下第一技术要点。根据马斯克口径，“Optimus”量产后预计售价2.5万美元（约合16.8万元人民币）。考虑到目前处于原型机研发阶段，根据MIR数据统计，如果Tesla Bot采用较为成熟的电机驱动，按照600元/个（功率较低产品）以及公布信息的安装40个不同性能电机来看，也要24000元人民币。我们认为核心零部件成本突破是一个缓慢过程，预计本次Optimus机器人的单体价格大体将位于17-30万元之间。 当下Tesla Bot最重要的意义在于推动智能机器人产业链加速。作为机器人的一个特殊门类，人形机器人因为面对不同环境需做成不同反应，其技术难度更多大。细拆一个仿人机身上所需要的基本构造，除去一些软件装置如全自动驾驶计算机FSD（Full Self-Driving computer）进行行为决策与运动控制，Dojo超级计算机进行神经网络自动训练之外，硬件自研创新的空间并不大，预计Tesla会采取与相关元器件厂商合作的方式，将之纳入自己的供应链中。因此，我们认为本次Tesla Bot原型机发布最重要的意义在于开启整个产业的快速发展过程，会促进大量科技企业向人形机器人的方向进军，未来智能机器人产业趋势加速到来。 图表9：TeslaBot产业链映射梳理 2.从工业机器人成熟产业链中获得的启示 2.1替代人工趋势显著，中国市场举足轻重 10 9 人口老龄化和劳动力成本上升是两大不可逆的趋势。我国总人口上涨趋缓，自然增长率持续降低，2021年65岁以上人口占总人口比例达到11.2%，人口红利逐渐消失。2011年-2021年，我国制造业城镇单位就业人员年平均工资复合增长率达9.7%，劳动密集型代工生产为核心的制造业务面临着劳动成本快速上涨的挑战，因而机器人替换人工是大势所趋。 20%18%16%14% 6 5 4 图表10：我国制造业用人成本持续快速上升 图表11：总人口上涨趋缓，人口老龄化趋势显著 工业自动化持续渗透，机器人是智能生产和工业互联的关键要素。当前全球经济增速放缓，市场需求个性化以及技术产品迭代更新速度快等问题驱使传统制造模式批量、刚性和大规模退出舞台，进入一个新的智能制造和工业4.0时代。当下工业互联、信息技术和生产技术方面的突破融合使得机器人能够超越传统机械设备的概念，成为一个集大数据、云计算、人工 智能为一体的产品，从而赋予机器人以成长性，带动传统的工业机器人不 图表12：以机器人为终端的工业互联架构 工业机器人需求稳步上升，中国市场举足轻重。2019年全球经济下行，受下游汽车，3C电子等行业需求增量放缓等影响，全球工业机器人市场有所收缩，2020年虽受疫情影响，但安装量有所回升，工业机器人市场开始回暖。根据IFR预测，2024年全球工业机器人安装量可达51.8万台