机器人行业：中国仿生机器人产业全景报告2023

中国仿⽣机器⼈产业全景报告 PanoramicReportofBionicrobotIndustryinChina2023 2023.08量⼦位智库QbitAIInsights郑钰瑶Carolineyuyao@qbitai.com 序章 2021年8⽉，⻢斯克在特斯拉AIDay上提出要开发⼈形机器⼈，旨意是解决重复性⾼、单调枯燥的危险差事。⼀年后的10⽉，全尺⼨仿⽣机器⼈Optimus正式亮相，它充满机械感的躯⼲和动作，已经让很多⼈对⼈形机器⼈的想象得到了满⾜。2022年8⽉，⼩⽶发布全尺⼨通⽤⼈形机器⼈CyberOne，如⼀⽯激起千层浪。AGI（ArtificialGeneralIntelligence，通⽤⼈⼯智能）的⽕热发展为仿⽣机器⼈的实现补全了最后⼀块拼图。EngineeredArts制造的⼈形机器⼈Ameca是⾸个接⼊GPT-3的仿⽣机器⼈，它拥有优秀的表情模拟和控制，⼤模型使它能像⼈类⼀样交流。不少机器⼈团队之前正等待着AGI、⼤模型的诞⽣，⼀举解决仿⽣机器⼈的智能问题。近期， 「具⾝智能（EmbodiedAI）」已成为AI研究新热点。 历史上没有任何⼀个时刻，AGI、仿⽣机器⼈的价值受到⽐如今更多的重视。然⽽，仿⽣机器⼈技术⽬前还处于原理研究的阶段，为了实现仿⽣机器⼈产品的真正落地，我们还需克服许多困难。现阶段仿⽣机器⼈应该关注的技术要素为何？仿⽣机器⼈⾏业正处于哪个发展阶段？仿⽣机器⼈可以在哪些领域帮助⼈类或与⼈类协作？为了产业的蓬勃发展，有哪些仿⽣机器⼈机构值得我们关注及帮助？ 在《中国仿⽣机器⼈产业全景报告》，量⼦位智库将从我国仿⽣机器⼈⾏业现状、⾏业变⾰、⾏业发展及市场规模发展趋势、产业链及产业竞争格局等多⻆度、多⽅向对我国仿⽣机器⼈产业进⾏⼴泛调研与深度分析，全⾯⽴体描绘中国仿⽣机器⼈产业全景。 量⼦位智库相信，⼤模型范式影响之下，AGI机器⼈正在全⽅位加速，仿⽣形态的机器⼈将在技术创新和商业模式上迎来新周期。 01 02 03 04 仿⽣机器⼈⽕热现状 ⾏业趋势与市场规模产业链与竞争格局 仿⽣机器⼈代表玩家案例 ⽬录 中国仿⽣机器⼈产业全景报告 仿⽣机器⼈仿是⽣⼀类机制器造过⼈程定中使义⽤了仿⽣学原理的机器⼈，可以⾃主决策、⾃主规划⾏动。 代表产品有⼈形机器⼈（HumanoidRobot）、四⾜机器⼈（QuadrupedRobot）。这其中，⼈形机器⼈是指外表类似⼈类的机器⼈，通常有像⼈的头部、四肢等，有些⼈形机器⼈只会复制⼈体的⼀部分，如只复制腰部以上的部位。四⾜机器⼈是指有四条腿的机器⼈，原型通常是狗、猫或者⻢等四⾜⽣物。 得益于较低的重⼼，四⾜机器⼈通常⽐⼈形机器⼈或双⾜机器⼈更加稳定。（基于对市场的调研和了解，本报告研究的仿⽣机器⼈将特指⼈形机器⼈及四⾜机器⼈。） 相关定义： •仿⽣机器⼈学（Biorobotics）：指在机器⼈制造过程中使⽤了仿⽣学技术或原理，使得机器⼈整体或某⽅⾯像⽣物；或只在机器⼈的某⼀部分使⽤仿⽣学技术，如只在机器⼈关节上模拟了⼈类关节等。仿⽣机器⼈技术的特点之⼀就是采⽤多学科⽅法，如⽣物学、⽣理学、机械⼯程等。 •仿⽣学（Bionic）：指在⼯程技术中使⽤⽣物学的原理，⽐如按照⻦的翅膀制作出的⻜机机翼。 •机器⼈（Robot）：指任何可以代替⼈类努⼒的⾃动操作的机器，尽管它在外观上可能不像⼈类或以类⼈的⽅式执⾏功能。机器⼈是计算机科学、⼯程和技术的跨学科领域。 关键零部件⽰例：代表机器⼈： 绿的谐波谐波减速器钢铁侠科技ART-3遥控系统帕西尼科技PH-2触觉灵巧⼿ 波⼠顿动⼒Atlas⼈形机器⼈ 云深处科技绝影系列四⾜机器⼈ 传动装置，⽤来降低转速、增 ⼤扭矩等，可以想象成⼈类的 「关节」。 控制机器⼈运动、平衡、 ⼈机协同等，可以想象成 ⼈类的「⼤⼩脑」。 仿⽣机器⼈最主要的操作平台之⼀，可以抓取、识别物品等，可以想象成⼈类的「⼿」。 电液混动，是世界上扭矩最⼤的⼈形机器⼈，以⼤扭矩为发展⽅向的⼈形机器⼈代表。 可加装摄像头或其他操作平台的四⾜机器⼈，应⽤⽅向为巡检、搜救类四⾜机器⼈的代表产品。 *仿⽣机器⼈的零部件通常还包含伺服系统、控制器、传感器、刚性结构、涂层、通信部件、中间件和计算机等，有些机器⼈还会加装显⽰屏资料来源：量⼦位智库整理 仿⽣机器⼈仿系统⽣可机对⽐器其⼈他机系器统⼈，集分成为硬分件析、OS(OperatingSystem)、软件三部分。仿⽣机器⼈是以硬件为基础，融合决策系统、运动控制、语⾳合成、负载和⼤模型等多项软件技术，通过OS进⾏连接和协作的系统整体。 完成⽬标 软件决策系统 运动控制系统语⾳系统负载算法 ⼤模型 …… 仿 传输数据、帮助完成决策、 机 动作等⽣ 整 器 OS中间件 总线 ROSOpenRTMYARP 减速器传感器伺服电机 ……⼈ 通过各类OS操作、链接体 连接材料 硬件显⽰器 机械⼿ 计算机机械臂 仿⽣⽪肤芯⽚ 伺服系统 伺服驱动器编码器 执⾏器……控制器 资料来源：量⼦位智库整理 01仿⽣机器⼈⽕热现状 1.巨头公司战仿略性⽣进⼊机仿⽣器机器⼈⼈⾏⽕业 热现状 3.⾏业⽔涨船⾼，创投愈加⽕热 60%以上的仿⽣机器⼈企业已获亿元投资。 •2022年8⽉，特斯拉宣布将在该年特斯拉AIday上发布全尺⼨仿⽣⼈形机器⼈Optimus。 图：我国仿⽣机器⼈企业最新融资情况 •同⽉，⼩⽶全尺⼨⼈形机器⼈CyberOne正式发布。宣传⽚中，昵称为 •10⽉，特斯拉机器⼈「擎天柱」正式发布，尽管上台时它仍「坐着轮椅」， 「铁⼤」的机器⼈能够独⽴⾏⾛、弯腰，完成抓取等简单动作。 •2023年6⽉腾讯发布了旗下机器⼈⼯作室RoboticsX研发的四⾜机器⼈ 宣传⽚中已展现了它倒⽔、浇花的能⼒。 MAX的最新视频。 •巨头科技公司看好仿⽣机器⼈，⾏业正⽕热发展中。 战略投资A轮、pre-A、A+轮等B轮等C轮等 企业成⽴年限 ⼩⽶ 已上市腾讯 1998 IPO ⼤疆创新优必选 2012 2017 独⻆兽 追觅科技达闼科技云深处科技 帕西尼感知科技 乐聚机器⼈哈崎机器⼈钢铁侠科技 ⼤象机器⼈ 2015 2017 2016 2015 2016 2022 2015 2019 优宝特 创业七腾机器⼈公司九⽴机器⼈ 2.业内头部公司逐渐进⼊IPO阶段 优必选IPO： 2023年1⽉31⽇，深圳市优必选股份有限公司赴港提交IPO申请。 本次IPO申请更多以融资为⽬的，⽽优必选是⽬前为⽌唯⼀⼀家进⾏上市准 备的垂直赛道仿⽣机器⼈公司，成功上市对仿⽣机器⼈产业意义重⼤。 宇树科技逐迹动⼒傅利叶智能智元机器⼈ ⼩鹏鹏⾏ 渝微电⼦ 蔚蓝科技清芸机器⼈ 2021 百万元 2010 2012 2022 2023 2019 2019 2021 2016 2015 *图表仅做⽰意，具体内容请关注公司官⽹ 融资量级 千万元亿元⼗亿元 （单位：⼈⺠币） 资料来源：量⼦位智库整理 量⼦位智库仿认为⽣，机现状器下⼈仿⽣⾏机业器⼈变⾏⾰业产原⽣因深刻变⾰，深受供应链发展成熟、技术不断⾰新和商业模式改变的影响。 原因1：供应链成熟 1⼤部分零件已经可以做到国产化替代。 2存在少量外购情况，考量的是技术壁垒、国内供应暂时还不稳定等情况。 3成熟的⼯业机器⼈零部件产业链，相关技术、机器、⼯⼚有直接移植的可能。 原因2：技术发展 1AI技术的发展创造新的需求，落地平台将会聚焦于机器⼈。 2攻克谐波减速器，液压、电压执⾏器等零部件技术，涌现出⼀系列国产企业。 3机器视觉技术的发展 4新型材料的发明 于对某种特殊功能或者是特殊结构的机器⼈产品的需要，也会采⽤⼀些进⼝化的部件。” “⽬前来看，仿⼈机器⼈或者各类机器⼈产品都能找到⼀些国产化的替代部件。但出 ——张锐钢铁侠科技创始⼈兼CEO （1）仿⽣电⼦⽪肤：可以起到感应动作和环境的作⽤，同时可以让机器⼈的外观、表情及动作更像⼈类。 （2）柔性结构：与刚性结构相反，可以使机器⼈的关节变得柔软。 原因3：商业模式 1更多玩家选择研发全尺⼨通⽤⼈形机器⼈。 2拓宽可适⽤场景。 3GPT等⼤模型的发展，为仿⽣机器⼈提供ToB到ToC的机会。 图：来⾃ EngineeredArts 的仿⽣机器⼈ AMECA 正在试验接⼊ GPT3 图：⼩⽶发布CyberOne图：特斯拉发布Optimus 图：追觅科技展出通⽤⼈形机器⼈ 资料来源：量⼦位智库整理 02⾏业趋势与市场规模 2000 ⾏业发展分析 ·· 2015 2018 •特斯拉Optimus发布 2022 （第⼀个获得公⺠⾝份的机器⼈） •本⽥ASIMO发布 •HANSONSophia发布 •AgilityRobot发布 •优必选Walker发布 •⼩⽶CyberOne发布 •腾讯Max（四⾜）发布 发布 2013 •BDSpot 2021 •⼩⽶CyberDog发布 •⼩鹏四⾜机器⻢发布 •EngineeringArtsAmeca发布 •OpenAI宣布投资挪威仿⽣机器⼈公司1X •帕西尼感知科技发布⼈形机器⼈Tora 2023 •稚辉君成⽴机器⼈公司智元机器⼈ •云深处科技发布绝影系列四⾜机器⼈Lite3 2003 •波⼠顿动⼒公司成⽴ 2016 发布 •BDAtlas •（世⼤界象⾸机款器仿⼈⽣⽕宠星物猫猫发）布 2019 2022 •本⽥ASIMO正式退役 当前仿⽣机器⼈⾏业正处在成⻓期。 ~2021萌芽期2021~2030成⻓期2030~落地应⽤期 •2021年前处于萌芽期，Spot和Atlas、ASIMO等仿⽣机器⼈原型机的推出，影响国内的许多⾼校和科技公司都加⼊研究。 •国内开始研发四⾜机器⼈原型机、少数公司及研究团队开始制造仿⽣机器⼈。 •此阶段仿⽣机器⼈机器⼈的科研意义⼤于实⽤意义，许多产品在推出之际仍存在许多缺陷。 •2021-2030年间，备受瞩⽬的概念⼈形机器⼈产品出现。 •⾏业内企业融资规模增加，更多国内⾼校和⼤型科技公 司加⼊。 •⼤模型和AGI的⽕热，制造的仿⽣机器⼈产品更具智能。 •完成⼯业及产业级应⽤。 •可以在⾮结构性场景如家庭中使⽤，拓展出新赛道及需求。 资料来源：量⼦位智库整理 基于对⾏业⾏发业展的判分别析及式预测，量⼦位提出应从量产能⼒、商⽤规模和产品⽣态三个⽅⾯对企业的发展进⾏判别。 判别式⼀：规模化制造，主⼒产品能否量产？ 波⼠顿动⼒四⾜机器⼈Spot量产版， 2019年推出。 ⾏⾛速度超过3⽶/秒」的量产四⾜机器⼈产品。 蔚蓝科技阿尔法狗，推出时号称「世界上⾸款 图：以销量计中国智能服务机器⼈产品及解决⽅案市场预测，弗罗斯特沙利⽂单位：亿元⼈⺠币 541 118 …… 2017 （估计）2022 （估计）2026 判别式⼆：潜在市场规模，商业应⽤是企业级还是消费级？ 1558 判别式三：是否将仿⽣机器⼈产品建设为新平台、新终端？ ? 个⼈终端不断发展，仿⽣机器⼈被认为有望成为移动⼿机之后的下⼀代终端。 “⼈形机器⼈将是下⼀代终端。 具⾝智能机器⼈的出现才会是真正的「iPhone」时代。” ——清华⼤学交叉信息研究院教授，陈建宇 市场规模 市场规模预测模型 可提供的机会可创造的价值 “ ⼈形机器⼈实现了，机器⼈和⼈类的⽐例应该是多少？可能是1:1，甚⾄每个⼈不⽌拥有⼀个⼈形机器⼈，当Optiums真正实现后，销量可以达到100亿、200亿， 零部件需求 机器⼈制造商企业/个⼈ 这些都是疯狂的数字，这个数字会远超汽⻋。” 访谈 价格数量 增⻓趋势 普查+访谈 价格数量 增⻓趋势 +⾮量化因素 社群+问卷普查+访谈 市场渗透率可估计价格 ——2023年特斯拉股东会，⻢斯克发⾔ “⼈形机器⼈在未来售价应当在30万⼈⺠币左右。” ——2018年伦敦，某机器⼈研讨会共识 仿⽣机器⼈市场规模抽象模型：