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机器人行业专题:国内外人形机器人产品梳理及未来发展趋势探讨

机械设备2023-11-12潘在朋国金证券何***
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机器人行业专题:国内外人形机器人产品梳理及未来发展趋势探讨

投资逻辑 国外人形机器人产品梳理 (1)特斯拉:Optimus机器人采用电机驱动,全身40个执行器,22年发布后持续迭代更新。据马斯克预计,Optimus将于未来3-5年量产上市,并计划24年用于特斯拉工厂。(2)波士顿动力:人形机器人Atlas采用电液混合驱动,膝关节扭矩890Nm,运动表现机动灵活,具备翻越障碍物、后空翻等能力。同时Atlas拥有自主步伐规划算法+行为库 +模型预测控制等技术,感知、导航功能强大。(3)1X:旗下人形机器人EVE拥有环境感知交互功能,主要用于物流、零售和安保领域;人形机器人NEO尚在研发中,预计采用无齿轮设计理念,未来将用于物流、制造、操作机械以及清洁整理家务等场景。(4)Agility:旗下人形机器人Digit主要用于仓库货物搬运、物流配送。Agility在建机器人制造工厂,规划产能10000+台,预计23年底投产。Agility预计24年可交付第一批Digit,25年将全面上市。 国内人形机器人产品梳理 (1)优必选:18年推出大型机器人Walker成为中国首家实现人形机器人商业化的企业;21年发布WalkerX,是全球首个能够量产交付的人形机器人。小型机器人领域拥有悟空、AlphaEbot等,主要用于教育领域。(2)达闼:19年推出轮式机器人Ginger,主要应用于迎宾导览、商业促销、节目表演、养老陪护等领域。23年展出机器人小紫XR-4,拥有60+柔性关节,单腿峰值扭矩600Nm,运动性能较强。(3)傅利叶:GR-1搭载自研发FSA一体化执行器,集电机、驱动器、减速器及编码器于一体,最大关节模组峰值扭矩300NM。23年9月开启预售,计划未来1-2年量产交付。(4)智元:远征A1搭载PowerFlow关节电机,峰值扭矩超350NM,计划24年商业化落地,先应用于3C制造、汽车制造,并逐步走向家庭。(5)宇树:H1机器人搭载M107关节电机,膝关节峰值扭矩360Nm,是国内首台能跑的人形机器人。H1目前可预订采购,23Q4左右发货,商业化进展领先。(6)小米:机器人CyberOne全身21个自由度,髋关节电机峰值扭矩300Nm,可感知45种人类语义情绪,主打服务人本身。(7)科大讯飞:将认知大模型和运动智能相结合,推出具身智能人形机器人。机器人根据自然语言指令,可以自动拆解任务并执行相关操作,实现特定任务流闭环。(8)小鹏:PX5机器人拥有高负载机械臂和11自由度灵巧手,感知交互可以和汽车领域的XNGP、XOS技术打通,在感知能力方面实现核心技术复用。PX5未来将优先在小鹏的工厂和销售场景进行实地应用,通过迭代升级提升稳定可靠性。 (9)追觅科技:追觅通用人形机器人搭载自研的伺服电机,内含60+个零件,集成了电机、驱动器、减速器及双编码器;配备深度相机,可以完成室内三维环境的建模,结合先进步态控制算法+多种传感器,实现自主避障。 如何看人形机器人未来发展趋势? 人形机器人未来驱动方案选择:“电机+减速器”是未来商业化推广首选方案。 人形机器人未来应用场景:先用于工厂,未来逐步走进家庭。 人形机器人厂商未来发展方向:电机扭矩提升成机器人创业公司重要竞争方向、感知能力复用是跨界车企首要任务、大模型技术是互联网企业布局人形机器人的突破口。 投资建议 我们认为人形机器人产业链核心部分是运动关节,综合考虑价值量和竞争壁垒,建议重点关注滚珠丝杠和减速机环节。减速机领域建议关注双环传动、绿的谐波;滚珠丝杠环节建议关注恒立液压、贝斯特。 风险提示 人形机器人发展不及预期,国产替代进展不及预期,行业竞争加剧。 内容目录 1.国外人形机器人产品梳理6 1.1特斯拉:Optimus人形机器人持续迭代,计划24年用于特斯拉工厂6 1.2波士顿动力:采用液压伺服驱动方式,Atlas机动性表现突出9 1.31XTechnologies:重视产品轻量化,NEO采用“无齿轮”设计理念12 1.4AgilityRobotics:Digit主打物流配送,建设机器人工厂助力量产加速14 2.国内人形机器人产品梳理15 2.1优必选:我国首家人形机器人商业化企业,教育智能机器人行业领军者15 2.2达闼机器人:拥有云端机器人系列产品,主打商业+生活服务21 2.3傅利叶智能:GR-1搭载一体化FSA执行器,23年9月预售、商业化进展领先22 2.4智元机器人:推出远征A1人形机器人,加速商业化应用落地24 2.5宇树科技:UnitreeH1——国内首台能跑的通用人形机器人,预计4Q23发货26 2.6小米:推出CyberOne人形机器人,产品侧重人类生活服务27 2.7科大讯飞:推出具身智能人形机器人,讯飞超脑2030计划加速28 2.8小鹏汽车:发布首款人形机器人PX5,高效拟人步态30 2.9追觅科技:扫地机器人技术复用,切入人形机器人领域31 3.如何看人形机器人未来发展趋势?32 4.投资建议33 5.风险提示34 图表目录 图表1:特斯拉Optimus发展节点6 图表2:Optimus原型机在搬运货物6 图表3:Optimus基本参数6 图表4:Optimus身体具有28个自由度7 图表5:Optimus采用6类执行器7 图表6:Optimus灵巧手采用五指多关节设计7 图表7:Optimus灵巧手具有11个自由度7 图表8:Optimus躯干内部搭载2.3kWh的电池组7 图表9:Optimus实现静坐能耗100w,慢走能耗500w7 图表10:Optimus视觉导航技术8 图表11:Optimus基于环境感知规划行走路线8 图表12:特斯拉在23年股东大会最新Optimus机器人8 图表13:Optimus机器人力度控制更加精确灵敏8 图表14:Optimus机器人感知能力提升8 图表15:Optimus可根据动作范例进行端到端动作操控8 图表16:Optimus能够仅依靠视觉分类物体9 图表17:Optimus可以实现单腿站立9 图表18:Atlas人形机器人外观9 图表19:Atlas人形机器人可以完成跃平衡木、过斜坡、后空翻等高难度动作10 图表20:Atlas人形机器人在工厂给人类充当助手10 图表21:液压驱动方式演示11 图表22:Atlas液压驱动装置11 图表23:Atlas采用3D打印将液压管和阀件内置11 图表24:Atlas人形机器人3D打印的零部件11 图表25:深度相机拍摄的Atlas机器人的点云旋转视图11 图表26:Atlas机器人通过视觉感知来规划行为11 图表27:离线轨迹优化帮助Atlas完成翻平衡木等行为12 图表28:Atlas感知和规划的路径12 图表29:EVE和NEO机器人对比12 图表30:EVE是一款专为工作环境设计的轮式机器人13 图表31:EVE机器人身高186厘米,体重86公斤13 图表32:EVE融入物流工作流程13 图表33:EVE机器人巡检视角13 图表34:NEO人形机器人外观13 图表35:EVE人形机器人身高167厘米,体重30公斤13 图表36:NEO采用“无齿轮”设计理念14 图表37:NEO进行清洁工作14 图表38:Digit的更新改造史14 图表39:Digit机器人外观15 图表40:Digit主要应用场景15 图表41:Digit帮助亚马逊员工拾取和移动空手提箱15 图表42:Agility机器人制造工厂15 图表43:优必选机器人产品种类丰富16 图表44:优必选成立以来已成功开发多款人形机器人产品16 图表45:20年以来,优必选研发费用率保持在40%以上16 图表46:优必选科技自主研发关键核心技术16 图表47:优必选大扭矩伺服驱动器17 图表48:优必选中小扭矩伺服驱动器17 图表49:优必选的步态规划和控制算法技术助力机器人实现稳定行走17 图表50:优必选机器人拥有稳定的控制能力18 图表51:优必选机器人拥有较强的动态平衡能力18 图表52:优必选服务机器人可以实现与人类的安全交互18 图表53:16-21年,优必选Walker人形机器人历经4次迭代19 图表54:优悠具备人机交互功能,可进行导览讲解19 图表55:优悠具备41个伺服关节,可完成书画任务19 图表56:优必选教育机器人产品提供人工智能教育课程,以及相关软件及配套服务19 图表57:悟空机器人高24.5cm,为便携式机器人20 图表58:悟空机器人拥有图形化编程能力20 图表59:优必选AlphaEbot机器人外观20 图表60:优必选AlphaEbot搭载16个伺服电机20 图表61:优必选人形Yanshee偃师机器人外观21 图表62:Yanshee机器人支持多种AI应用的设计学习21 图表63:人形机器人Ginger1外观21 图表64:Ginger1可用于养老陪护、迎宾导览等领域21 图表65:人形机器人Ginger2外观22 图表66:Ginger2搭载智能柔性关节2.0技术22 图表67:23年8月达闼在世界机器人大会上展出人形机器人新品小紫XR-422 图表68:傅利叶智能发展历程22 图表69:傅利叶智能GR-1全身44个自由度23 图表70:傅利叶智能GR-1采用直腿行走方案23 图表71:傅利叶智能GR-1拥有较强的运动能力23 图表72:傅利叶智能GR-1全栈底层硬件自研24 图表73:傅利叶智能GR-1采用自研的FSA执行器24 图表74:23年8月,智元发布远征A1人形机器人24 图表75:A1全身49个自由度,搭载谐波一体关节、行星伺服、空心杯电机等执行器24 图表76:智元PowerFlow关节电机使用准直驱关节方案25 图表77:远征A1灵巧手拥有12个主动+5个被动自由度25 图表78:远征A1的语言任务模型WorkGPT实现了更强的语义多级推理能力25 图表79:远征A1具身智脑EI-Brain架构图25 图表80:远征A1计划24年商业落地,未来将应用于工业智造、家庭服务领域26 图表81:宇树科技发展历程26 图表82:宇树H1搭载大扭矩高功率M107关节电机27 图表83:宇树H1是国内第一台能跑的人形机器人27 图表84:宇树H1具备较强的抗冲击能力27 图表85:宇树H1可实现自主避障和定位导航27 图表86:小米人形机器人CyberOne全身21个自由度,行走速度达3.6km/h28 图表87:小米人形机器人CyberOne视觉敏锐,可以三维重建真实世界28 图表88:科大讯飞“讯飞超脑2030”计划内容29 图表89:科大讯飞以人形机器人为牵引,推进“视觉-语言-动作”多模态具身大模型29 图表90:科大讯飞人形机器人可实现运动智能和具身智能29 图表91:小鹏发布首款人形机器人PX530 图表92:PX5(工程版)能够轻松适应复杂地形30 图表93:PX5具有较强的精细抓取能力30 图表94:小鹏人形机器人计划未来将优先在小鹏工厂和销售场景实地应用30 图表95:追觅科技机器人研发历程31 图表96:追觅科技拥有伺服电机制造能力31 图表97:追觅科技在扫地机器人领域拥有算法技术积累31 图表98:追觅科技机器人家族展览32 图表99:追觅科技人形机器人可以实现咖啡拉花32 图表100:国内外主要人形机器人参数及市场推广计划对比33 图表101:国内外主要人形机器人未来应用场景规划33 图表102:重点公司估值33 1.国外人形机器人产品梳理 1.1特斯拉:Optimus人形机器人持续迭代,计划24年用于特斯拉工厂 全球电动汽车领军企业,人形机器人持续迭代更新。特斯拉成立于03年,为全球电动汽车领域领军企业。21年8月,特斯拉CEO马斯克于首届AIDAY展示人形机器人概念机TeslaBot。22年2月,特斯拉在提出概念仅6个月后成功推出人形机器人原型机,并作为开发平台进行深度研发。22年9月,特斯拉在第二届AIDAY发布新版本的Optimus人形机器人,可以实现直立行走、搬运、洒水等复杂动作。据马斯克预计,Optimus将于3- 5年内