人形机器人系列报告：多维度赋能，人形机器人蓄势待发

多维度赋能，人形机器人蓄势待发 证券研究报告|行业深度研究报告 2023年7月29日 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 ------人形机器人系列报告 分析师：杨睿SACNO：S1120520050003分析师：李唯嘉SACNO：S1120520070008 研究助理：哈成宸邮箱：hacc@hx168.com.cn 1 摘要 人形机器人商业化持续推进。人形机器人发展到高动态阶段为未来多样化应用场景落地创造了丰富的想象空间，多家企业已就实际应用场景开展了商业化初试，其中1Xtechnologies的机器人EVE和AgilityRobotics的机器人Digit取得了不错的成绩，通过复盘他们的发展情况，我们认为人形机器人成功实现商业化需要从以下几点考量：（1）找到降本路径实现规模化，提升机器人应用经济性；（2）提升智能化水平；（3）功能设计与实用场景匹配助力应用，比如EVE、Digit。 多维度赋能，人形机器人发展有望提速。在ChatGPT的加持下，人形机器人有望迎来新一轮进化，科技龙头纷纷入局，技术革新蓄势待发。同时，相关政策激励也将推动人形机器人应用落地。未来，随着技术创新和成本下探，人形机器人具备可观发展潜力，有望迎来广阔的商业化应用前景空间 特斯拉入局，人形机器人有望实现“0-1”。2022年特斯拉人形机器人Optimus原型机在AIday首次亮相，基于特斯拉强大的储备技术，Optimus实现了快速迭代，到2023年5月，其力度精准控制、环境感知能力等方面都有了较大的提升。我们认为基于特斯拉电动车的快速扩产能力以及专注于技术降本的强大的创新研发能力将加快Optimus的经济性提升，人形机器人有望实现“0-1”。 投资建议：目前人形机器人处于商业化初期：一方面，需要重点关注特斯拉等头部企业的人形机器人的研发、生产及应用情况；另一方面，上游核心部件环节有望受益于商业化应用和行业空间扩大。同时，伴随商业化进程的推进，人形机器人降本需求迫切，国内厂商有望凭借硬件部分的性价比等优势迎来机遇，看好：1）手部方案较为确定以及格局较好的空心杯电机环节；2）价值量占比较高的减速器、伺服电机、无框力矩电机等环节；3）壁垒较高的力矩传感器、驱动器、编码器等环节。人形机器人的发展将为零部件制造商提供新的应用市场，技术同源、具备领先优势的相关企业有望受益。 受益标的：汇川技术、三花智控、绿的谐波、禾川科技、鸣志电器、伟创电气、步科股份、昊志机电、鼎智科技、江苏雷利、五洲新春等。 风险提示：人形机器人技术瓶颈突破不及预期；人形机器人降本不及预期；人形机器人商业化应用不及预期；原材料价格大幅波动； 政策变化等风险。 01人形机器人的发展复盘 1.1  人形机器人探索已经历多个发展阶段 人形机器人前期发展可划分为主要三个阶段：技术探索阶段、功能突破阶段以及高动态发展阶段 1973-2000年：1973年，日本早稻田大学的加藤一郎教授研发出世界上第一款人形机器人WABOT-1。此后人形机器人的研究主要聚焦于人形机器人的自主控制和运动，人形机器人处于仅能行走、不能预测运动控制且不能跑步的阶段。 2000-2013年：2000年，日本本田公司推出了人形机器人“阿西莫”（ASIMO），展示出强大的行走、跳舞、上楼梯以及拿放物品的能 力。随着机器人技术的快速迭代，人形机器人的运行功能逐步完善，并实现能够替代人类完成重力作业的功能。 2013年至今：2013年，波士顿动力推出Atlas，经过几次优化设计后，目前的Atlas已经能够实现跨越障碍物、后空翻等高难度动作。当前的人形机器人具备了更高的环境感知能力、决策能力、学习能力以及运动控制能力，呈现高动态发展趋势，为未来应用场景落地创造了丰富的想象空间。 图：人形机器人发展历程梳理 技术探索阶段 1973年，早稻田大学加藤教授研发出WABOT-1。 1986-1993年，本田公司接连开发了E0到E6等7种行走机器人，只有腿部结构，主要用于研究行走功能。1993年，公司在研制的P1基础上加上了双臂使其初具人 形，而后同年完成的P3 功能突破阶段 2000年，本田公司推出ASIMO。 2003年，日本工业技术研究院推出HRP系列的4C和5P,5P可以替代人类完成重力作业。 2009年，双足机器人PETMAN亮相，PETMAN设计用于检测化学防护衣 的人形机器人。 高动态发展阶段 2013年，波士顿动力推出Atlas,能够在碎石堆上行走。 2016年，俄罗斯推出Fedor，会开各种交通工具、提重物、匍匐前进、开枪打靶。 2017年，Atlas学会台阶之 间跳跃，甚至后空翻。 2021年，优必选发布WalkerX，能上下楼梯、 WABOT-1 则是ASIMO的原型。 ASIMO SPOT和Atlas 操控家电、端茶倒水、给 人按摩、陪人下棋。 1Xtechnologies：EVE已初步实现商业化，NEO预计2023年底开启预订 1Xtechnologies前身为HalodiRobotics，成立于2014年，是挪威一家专注于开发具有高度灵活性和可扩展性的人形机器人公司。1XTechnologies的旗舰产品是EVE，一款拥有两臂、两眼和四轮底盘的机器人，可以在各种环境中执行多种任务，如巡逻、监控、搬运等。目前1XTechnologies还在研发一款名为NEO的双足机器人，相比于EVE，其智能化水平更高，具备自主学习、AI导航等功能，预计将在2023年底开启预订。 2023年3月，据1XTechnologies宣布，该公司已经完成了规模为2350万美元的A2轮融资，由OpenAI创业基金领投，TigerGlobal、AllianceVenture、Investinor和其他投资者跟投。1X计划用这笔资金来加大力度研发双足机器人模型NEO，以及在挪威和北美量产其首款商用机器人EVE。 表：EVE和NEO情况对比 型号 身高(cm) 体重（kg） 速度（km/h） 应用场景 具体情况 EVE 186 83 14.4 安保、护理调酒等 与ADTcommercial合作成功开发EVE应用于商业场景，目前在售，每月可生产10台；在美国和欧洲部分地区开始投入使用 NEO - 30 步行：4跑步：12 主要应用于安保、物流制造、机械操作以及处理复杂的作业 预计2023年底开启预订 资料来源：1Xtechnologies官网、ADT官网、RoboticsNews、财联社、华西证券研究所 图：EVE和NEO官方示意图 EVE NEO 资料来源：1Xtechnologies官网，华西证券研究所 AgilityRobotics：拥有商业化的专注于物流仓储环节的机器人Digit AgilityRobotics成立于2015年，是美国一家致力于制造行走机器人的公司，其目前的业务重心是卸载货车、搬运箱子、管理货架等仓储工作。2016年AgilityRobotics发布名为Cassie的动态步行机器人，可以穿越崎岖地形并越过障碍物；2019年推出双足机器人Digit；2020年福特公司接收了第一批下线的两台Digit机器人。 与福特共同探索“doorstepdelivery（送货上门）”，Digit功能设计与物流运输场景高度匹配：（1）可以紧紧折叠，以存储到汽车后部，在需要时再展开使用；（2）可以单脚平衡或小心地避开障碍物，以便于其完成递送过程的最后一步；（3）其重量轻，可以确保长时间运行，从而有能力保障完成每日持续运营的快递业务。 据36氪报道，2022年4月，AgilityRobotics获得1.5亿美元的B轮融资，由DCVC和PlaygroundGlobal领投，AmazonIndustrialInnovationFund等跟投。其中，Amazon涉足仓储物流，多年着力于开发机器人来加速包裹的交付，设立AmazonIndustrialInnovationFund，致力于支持物流、供应链等方面的创新。 据IEEESpectrum报道，Agility计划在2024年初向其合作伙伴交付机器人Digit，然后在次年全面上市。 表：Digit参数及功能 Digit最新版 参数 功能 身高175cm 行走功能包括前进、后退、并排、原地转弯、蹲着走、上下坡、穿过不平整路面等 体重不足65kg 碰撞时,使用手臂、手和脚保持平衡 可负载16kg 能够拾取和放下不同尺寸和重量的物体 自动充电 当在路上感知到人或障碍物，暂停并在周围导航 部署简单 蹲下、深蹲、旋转上半身等 资料来源：AgilityRobotics官网，华西证券研究所 Bostondynamics：机器狗Spot商业化初显成效，两足机器人Atlas为高动态机器人领军代表 BostonDynamics成立于1992年，是美国一家工程和机器人设计公司，是从麻省理工学院分拆出来的，曾服务于美国军方机构。2013、2017以及2021年公司先后被谷歌、软银以及现代汽车收购。 机器狗Spot商业化初显成效：2020年公司旗下Spot以7.45万美元开售，开始初步商业化尝试。Spot已有超过1000台销往了35个国家，主 要被应用于制造业、电力和公用事业、采矿、石油和天然气等领域。 两足机器人Atlas为高动态机器人领军代表：Atlas于2013年首次亮相，其功能发展迅速。2017年Atlas已经可以学会台阶之间跳跃以及后空翻；2018年Atlas学会了跑步，能够边跑边越过障碍物、跃上台阶；2019年Atlas掌握“体操”技巧，能够连续的跳跃、翻滚、倒立；2023年Atlas在最新视频中展现出了其手部灵活性（能抓能扔）。 图：Spot应用的具体案例 Spot 已实现应用场景 美国佛吉尼亚州的能源公司DominionEnergy使用Spot在潜在辐射场景给工厂做例行检查。在世界最大的铁矿Luossavaara-KiirunavaaraAB(LKAB)基律纳矿井中用于安全检测。Spot已成为NationalGrid中的一员，协助能源供应商进行日常运营管理以保障员工安全、提高生产力等。 资料来源：波士顿动力官网、LKAB官网，华西证券研究所 图：Atlas跳跃以及抓取物品 跳跃抓取物品 资料来源：波士顿动力官网，华西证券研究所 本田：机器人ASIMO2022年宣布退役 日本本田公司于1993年研发出P3机器人，是ASIMO的原型，后于2000年推出第一代ASIMO。经过数年积累，ASIMO掌握了跑步、单腿跳跃、用五指说手语以及将咖啡倒入纸杯的能力，且拿东西力道准确。最终形态的ASIMO具有57个活动关节，可以轻松模仿人类跳舞，身体灵活度很高，电池续航可达到40分钟。 实用性弱+成本高昂，ASIMO于2022年宣布退役。虽然ASIMO拥有了丰富的功能，但是这些功能大多数是停留在表演和展示阶段，并不能在实际应用场景中展现出优势，不能适应复杂环境、不能提拿重物，只能完成一些简单、重复的工作，甚至语音互动只能进行简单的对话、舞蹈表演也需要事先编程输入，相比于其高昂的研发投入以及造价成本，性价比低。2018年本田宣布停止ASIMO研发，2022年宣布ASIMO退役。 图：ASIMO展现多种功能 单脚跳跃 踢足球 倒咖啡比手语 资料来源：slashgear、机器人大讲堂等，华西证券研究所 01人形机器人发展有望迎来提速 8 9 2.1 人形机器人引领产业变革升级 工业机器人已实现产业化 工业机器人应用快速渗透。据MIR睿工业统计，在中国，2012-2022年工业机器人销量从2万多增长到近30万台，十年增长了近15倍，CAGR约为26%。经过多年培育，工业机器人的下游应用场景不断开拓，包括汽车、电子、锂电、光伏、金属加工、食品饮料等。行业中，外资品牌的综