Tesla bot国内首秀有哪些亮点？

计算机 Teslabot国内首秀有哪些亮点？ 特斯拉Optimus人形机器人亮相进博会，首次面向国内公众展出。2022/11/5，特斯拉人形机器人Optimus在上海进博会上亮相。现场展示的是已经安装外壳的 二代机，虽然由于出厂时间短尚未将行走功能训练成熟，现场展示版本直立静止，但已经具备较高的完成度，现场播放视频显示原型机已经可以完成搬运物品、浇花等动作。这是TeslaBot首次面向公众展出，为后续B端C端应用落地打下基 证券研究报告|行业周报 2022年11月06日 增持（维持） 行业走势 础。 各项硬件指标已披露，关节指标惊艳。1）TeslaBot全身具有40个执行器，包括肢体28个结构执行器+手部12个执行器。2）肢体上的执行器分为6类，从各项 指标推测，为3类使用谐波方案+3类直线传动方案，分别为肩部6个、肘部2 个、腕部6个、腰部2个、髋部6个、膝部2个、踝部4个。3）直线传动髋部 16% 0% -16% -32% -48% 计算机沪深300 和膝部推测使用8000N直线传动方案，通过视频展示可知它可以将一台钢琴吊到半空。4）手部指关节具有6个执行器，11个自由度，单手抓力达20LBS。从功率与体积推测，执行器电机大概率为空心杯电机。6）BOT芯片为特斯拉特制SOC，电池为统一高集成电池，容量为2.3度电，理论电压为52V。 AI储备与算法框架将是特斯拉BOT快速迭代与实现功能的重要支撑。Teslabot的算法框架与AI软硬件储备，包括执行器统一优化、移动训练与路径规划、仿生型机器人动作训练、共同适用于FSD与BOT的算法框架等，以及以DOJO为代 表的AI软硬件储备。2）初代原型机从迈出第一步到快速行走仅花费5个月训练时间，算法框架与AI软硬件储备是实现机器人功能的真正核心，也是实现未来快速迭代进步的基础。 Optimus中期预计价格在2万美金以下，3-5年内可进入民用市场。根据马斯克透露，Optimus近期有望量产，并在工厂环境的各项任务中进行训练；中期量产价格有望低至2万美元以下，产量目标有望达到数百万台。根据马斯克在发布会 上答疑环节表示，不断AI训练迭代会使Optimus具备各种各样的功能，预计3-5 年内民众可以直接订购，面向C端开放。 人形未必是单场景最高效的BOT形态，却是能推动AI算法应用及生态迭代的必然选择，而这是容易被低估的一点。推动TeslaBot应用场景落地的关键要素 其实是软件生态。对标当年苹果IOS生态发展历程可知，当年苹果建立起了百花齐放的强大生态圈，正是靠着统一硬件+开放算法框架。自2008年3月开放生态后，苹果APPSTORE上应用数量爆发式增长，截止2022年3月苹果app store上上架的app数量已接近480万。因此，具备算法开发框架及软件生态的 硬件才有可能持续迭代，在千行百业落地。但非人形机器人硬件形态单一，导致场景应用有限，算法开发、软件生态难以形成，因而人形机器人是必然选择。 2021-112022-032022-072022-11 作者 分析师刘高畅 执业证书编号：S0680518090001邮箱：liugaochang@gszq.com 分析师张一鸣 执业证书编号：S0680522070009邮箱：zhangyiming@gszq.com 相关研究 1、《计算机：央企专业化整合提速，支持企业之间构建行业云平台》2022-11-01 2、《计算机：政务大数据体系加速落地，数据价值有望充分发挥》2022-10-30 3、《计算机：信创应用投资机会梳理》2022-10-30 投资建议：建议关注1）三花智控、绿的谐波、鸣志电器、双环传动；2）江苏雷利、禾川科技、拓普集团、中科三环3）软件相关：科大讯飞、拓尔思、海康威 视、优必选、云从科技。4）AI训练硬件：海光信息、寒武纪。 风险提示：特斯拉人形机器人技术迭代不及预期风险；人形机器人未来销量不达预期风险；经济下行超预期风险。 请仔细阅读本报告末页声明 内容目录 一、特斯拉人形机器人Optimus亮相进博会4 二、各项物理指标全披露，直线传动、指关节指标惊艳7 三、算法框架与相关AI软硬件储备是最大亮点13 四、近期量产并在工厂环境训练应用，3-5年民众可直接采购18 �、非人型难以形成生态，算法框架才是迭代关键19 投资建议22 风险提示22 图表目录 图表1：上海进博会现场展示的特斯拉人形机器人4 图表2：特斯拉人形机器人目前面世的三个版本4 图表3：上海进博会现场展示的特斯拉人形机器人为二代机5 图表4：机器人共享汽车自动驾驶算法6 图表5：平衡性及移动速度大幅提高仅用时5个月6 图表6：机器人膝关节四连杆结构取代两连杆更高效7 图表7：特斯拉Optimus基础参数（芯片、电池、电机情况）7 图表8：特斯拉机器人体重73kg8 图表9：Optimus所采用的6类执行器8 图表10：Optimus躯干控制关节电机推测9 图表11：最大力量直线执行器可吊起半吨重钢琴9 图表12：特斯拉Dojo系统快速迭代10 图表13：寻找单个关节的最优执行器10 图表14：执行器统一优化11 图表15：特斯拉Optimus手部设计来自生物学灵感11 图表16：特斯拉Optimus手部基本参数12 图表17：波士顿动力Atlas球形手，适用场景相对受限12 图表18：波士顿Atlas速度为2.5m/s13 图表19：特斯拉占用神经网络（OccupancyNetworks）示意图14 图表20：特斯拉道路神经系统（FSDLanes）示意图14 图表21：各类标记技术对比14 图表22：特斯拉仿真模拟（Simulation）示意图14 图表23：特斯拉数据引擎（DataEngine）示意图15 图表24：特斯拉通过演示建立运动参考库15 图表25：特斯拉通过轨迹优化调整运动方式15 图表26：Optimus视觉导航16 图表27：Optimus路径规划流程16 图表28：DOJO加速器示意图16 图表29：DOJO的CTE降幅与能量提升表现16 图表30：25个Dojo与24个GPUS延时对比17 图表31：Dojo与A100帧率对比17 图表32：Dojo与A100OccupancyNetworks、AutoLabeling下性能对比17 图表33：Dojo与GPU成本对比18 图表34：Dojo与GPU时间对比18 图表35：Optimus可部署于工厂参与生产18 图表36：Optimus将进行各类替代工人训练18 图表37：中期价格预计在2万美金以下19 图表38：特斯拉人形机器人将搭载AI软件算法20 图表39：初代iphone仅允许开发者采用Web2.0+AJAX来创造第三方应用程序20 图表40：2008-2022年苹果Appstore上架app及游戏数量21 图表41：2020年苹果Appstore总销售额高达约640亿美元21 一、特斯拉人形机器人Optimus亮相进博会 特斯拉Optimus人形机器人原型机惊喜亮相进博会，首次面向公众展出。2022/11/5，特斯拉在上海进博会上展示了Optimus人形机器人。现场展示的是已经安装外壳的二代机，虽然由于出厂时间短尚未将行走功能训练成熟，现场展示版本直立静止，但已经具 备较高的完成度，现场播放视频显示原型机已经可以完成搬运物品、浇花等动作。这是 TeslaBot首次面向公众展出，为后续B端、C端落地打下基础。 图表1：上海进博会现场展示的特斯拉人形机器人 资料来源：IT之家，国盛证券研究所 图表2：特斯拉人形机器人目前面世的三个版本 资料来源：特斯拉AIday现场直播，国盛证券研究所 图表3：上海进博会现场展示的特斯拉人形机器人为二代机 资料来源：IT之家，国盛证券研究所 二代版本训练时间短未能行走，组合动作及手部动作惊艳。装有外壳的最新版本（二代机Optimus），该版本刚出厂不久未得到充分训练，现场未展示其行走功能但视频展示 了四肢组合运动及手部组合精细运动，指关节快速进行了1、2、6、握拳等动作，展示了高精度与高灵敏度，给未来功能迭代提供了极大想象空间。 图表4：现场视频展示了TeslaBot手部精细度 资料来源：IT之家，国盛证券研究所 以AI算法为核心的运动迭代展现开创性思路，5个月时间从艰难移步到脚离地快速行走。在特斯拉之前，本田ASIMO与波士顿动力机器人等其他人形机器人问世已久，能够实现的功能大体为直立行走、挥手、握手、搬运物品、拧瓶盖等。而根据特斯拉发布会 官方说明，特斯拉Optimus开发至今仅六个月，却已经能基本实现直立行走、挥手、给植物浇水、搬运盒子等算法功能，平衡性及移动速度大幅提高仅用时4个月，软件迭代高效。当前，由于二代机面世仅一个月，尚未调试完全；但我们预计二代机在落地后能在应用中快速学习，实现技术的快速进步与迭代。 图表4：机器人共享汽车自动驾驶算法图表5：平衡性及移动速度大幅提高仅用时5个月 资料来源：特斯拉AIday现场直播，国盛证券研究所资料来源：特斯拉AIday现场直播，国盛证券研究所 软件算法支撑硬件研发，整体硬件结构具有仿生性。特斯拉拥有分析高度复杂系统的仿真能力，精确模拟model系列汽车撞击测试系统已成熟应用，包括所有螺栓、焊点，一 辆汽车有3500万个自由度，汽车行业积累的结构分析能力对机器人同样具有借鉴意义，既有的碰撞模拟软件可以模拟机器人摔倒、外力撞击等情形对齿轮箱、手臂传感等部位影响。通过模拟机器人完成任务所需的动作，了解执行器的细节，在模拟中先试运行，可以帮助优化组件研发。以机器人膝关节的机械结构为例，通过对人体膝盖关节力学仿真，在机器人上运用四连杆取代两连杆结构，运动效率得到极大提升。 图表6：机器人膝关节四连杆结构取代两连杆更高效 资料来源：特斯拉AIday现场直播，国盛证券研究所 二、各项物理指标全披露，直线传动、指关节指标惊艳 针对特斯拉Optimus原型机基础参数情况，我们从动力系统、驱动系统及控制系统进行梳理： 图表7：特斯拉Optimus基础参数（芯片、电池、电机情况） 资料来源：特斯拉AIday现场直播，国盛证券研究所 体重73kg，电池为统一高集成电池，涵盖充放电、热管理及电源分配等系统，容量为2.3kWH，理论电压为52V，正常状态下，足够机器人一天使用； 图表8：特斯拉机器人体重73kg 资料来源：特斯拉AIday现场直播，国盛证券研究所 Optimus全身具有40个执行器。分别为身体上28个结构执行器与手部12个执行器。身体执行器分为6类，从各项指标推测，为3类使用谐波方案与3类直线传动方案，分别为肩部6个、肘部2个、腕部6个、腰部2个、髋部6个、膝部2个、踝部4个。 图表9：Optimus所采用的6类执行器 资料来源：特斯拉AIday现场直播，国盛证券研究所 图表10：Optimus躯干控制关节电机推测 20Nm 110Nm 180Nm 500Nm 3900Nm 8000Nm 空心杯 肩肘 2x3 2x1 腕腰 2x1 1x2 2x2 髋膝 2x2 2x12x1 踝 手指 2x1 2x1 2x6 资料来源：特斯拉AIday现场直播，国盛证券研究所 直线传动髋部和膝部推测使用8000N直线传动方案，视频展示其可将半吨重钢琴吊到半空，性能超过此前预期。手部指关节具有6个执行器，11个自由度，单手抓力可达20LBS，较高的精度及抓力，有望加大Optimus适用场景。从功率与体积推测，执行器电机我们预计为空心杯电机。  图表11：最大力量直线执行器可吊起半吨重钢琴 资料来源：特斯拉AIday现场直播，国盛证券研究所 BOT芯片为特斯拉特制SOC，同时具备AI能力、音频能力与安全防护能力。机器人所用算法将采用特斯拉的超级计算机系统Dojo进行训练。 图表12：特斯拉Dojo系统快速迭代 资料来源：特斯拉AIday现场直播，国盛证券研究所 机器人全身几十个执行器使