行业点评报告：特斯拉发布Optimus-ge2，传感器、高效执行器和轻量化成焦点

Optimus迭代屡超预期，力传感器应用成为第二代Optimus人形机器人亮点12月13日，特斯拉在X平台官方帐户上发布第二代Optimus人形机器人。自2021年特斯拉在第一届AI DAY中发布其人形机器人原型Optimus以来，其迭代进度屡超市场预期：2021年特斯拉公布Optimus原型机概念图；2022年10月Optimus首次亮相时还需人搀扶；2023年3月Optimus已可以自主行走并进行简单搬运、拼装动作；2023年5月Optimus已展现出复杂的动作执行能力包括灵巧手抓取、力矩感知等，在该阶段，执行器迭代进度为机器人运控核心关注点； 2023年9月，Optimus可通过视觉传感器和位置编码器感知身体和手臂在空间的位置，智能化水平显著提高，此阶段编码器的定位显著提高；2023年12月特斯拉发布第二代人形机器人——Optimus-Gen2，其运动能力、平衡性与感知能力进一步提升，能够实现二指拿鸡蛋等动作，柔性传感器与足部力传感器的应用成为核心亮点。 力传感器地位显著上升，执行器、驱控系统和减重明显优化 （1）本次Optimus-gen2更加明确传感器地位：本次手指能够完成拿鸡蛋动作，手指加装了指尖触觉力控传感器，能够精准感知握力大小；在足步亦加装了力传感器。（2）本次人形机器人走路速度增加30%，体重降低10KG，且手指更加灵活丝滑，且能够做高难度深蹲，这表明：执行器密度更高，在减重状态下输出扭矩和力更大；另外，驱动控制算法更加优化，闭环更加顺畅，与执行器完美结合。 （3）轻量化成为后续工作重点：与电动汽车类似，特斯拉机器人具有通过减重降低能耗的需求，在不牺牲性能的前提下，Optimus-Gen2减重10KG，这次重量减少得益于结构优化，在结构设计边际变化减弱之后，未来人形机器人可能从材料方向去“降重”，PEEK材料是较好方向。 受益标的 建议关注三大核心方向：1、传感器；2、高密度（高效）执行器；3、轻量化。 传感器：指尖触觉：柯力传感；柔性传感：汉威科技；关节力矩和平衡：东华测试、华依科技、康斯特、敏芯股份；编码器：奥普光电、禾川科技。轻量化:功能实现到量产的关键环节，提升续航及控制稳定性:中研股份、沃特股份。高密度执行器：行星滚柱丝杠（核心硬件，ASP3.7万，难度大壁垒高）：五洲新春、北特科技、贝斯特、恒立液压、斯菱股份、恒而达；减速器和齿轮：中大力德、绿的谐波、夏厦精密、丰立智能、精锻科技、双环传动、汉宇集团；电机和驱动：步科股份、雷赛智能、峰岹科技、鸣志电器。受益标的：五洲新春、中研股份、中大力德、东华测试、峰岹科技、汉威科技、步科股份、雷赛智能。 风险提示：人形机器人量产落地进度不及预期；相关设计选型方案重大改动风险；相关政策出台、落地情况不及预期。 1、特斯拉发布Optimus-Gen2，运动能力显著改善 1.1、特斯拉发布Optimus-Gen2，人形机器人产业趋势明显 2023年12月13日，特斯拉CEO马斯克发布Optimus第二代机器人（Gen 2）介绍视频。视频中披露Optimus第二代机器人(Gen 2)将于2023年12月发布，其步行速度提升30%，平衡感和身体控制能力有所改善。 图1：特斯拉发布Optimus-Gen2视频 自从特斯拉于2021年8月第一届AI DAY发布Optimus原型以来，Optimus的迭代进度屡超市场预期。2021年特斯拉公布Optimus原型机概念图；2022年10月Optimus原型机首次亮相时还需人搀扶上场；2023年3月Optimus已可以自主性走并进行简单搬运、拼装动作；2023年5月Optimus已展现出复杂得动作执行能力包括灵巧手抓取、力矩感知等；2023年9月，Optimus可通过视觉传感器和位置编码器感知身体和手臂在空间的位置，智能化水平显著提高；2023年12月特斯拉发布第二代人形机器人——Optimus-Gen2，其运动能力、平衡性与感知能力进一步提升，能够实现二指拿鸡蛋等动作。 图2：特斯拉机器人迭代进度超预期 人形机器人产业趋势逐渐明晰。按零部件设计迭代时间推算，特斯拉人形机器人有可能在2024年定型，进而进入量产阶段。根据马斯克的测算，Optimus机器人未来需求量有望高达100亿台至200亿台，销售价格近2万美元。 1.2、Optimus-Gen2运动性能显著提升 第二代Optimus搭载了由特斯拉设计的执行器和传感器、2个自由度驱动颈部、响应更快的11个自由度手部、触觉传感器、执行器集成电子和线束、足部力/扭矩传感器、铰接式脚趾等，运控性能显著提升。 Optimus-Gen2行走能力显著提升。相比于一代，Optimus Gen 2行走速度提高了30%，同时步频更快更平稳，行走动作更加丝滑稳健，手指更加灵活丝滑，且能够做高难度深蹲等动作，平衡性显著提升，这显示出特斯拉机器人执行器性能和驱控算法优化显著。 图3：Optimus-Gen2行走能力显著提升 Optimus-Gen2平衡感、身体控制和手部精细操作性能得到明显提升，能够完成深蹲、捏鸡蛋等动作。与第一代相比，Optimus Gen 2更换了全新的11自由度的灵巧手，手指能够精准感知握力大小，完成拿鸡蛋的动作；同时平衡性表现显著提高，从视频中可见特斯拉机器人能够完成深蹲等动作。 图4：Optimus-Gen2能够实现深蹲、捏起鸡蛋等高难度动作 通过结构优化，Optimus-Gen2成功减重10KG。与电动汽车类似，特斯拉机器人具有通过减重降低能耗的需求，在不牺牲性能的前提下，Optimus-Gen2通过结构优化减重10KG，整体重量从73kg减少到了63kg；这次重量减少主要是从结构优化方向出发，可以明显看到Gen-2更加紧凑，大腿和小臂都“瘦了”。 图5：Optimus-Gen2相比前代减重10KG 1.3、特斯拉机器人迭代迅速，传感器成Optimus-Gen2主要亮点 2023年5月17日特斯拉2023股东大会公布Optimus人形机器人最新进展，该阶段执行器迭代成为主要看点。相比于2022年Optimus略显笨拙的表现，2023年5月份的Optimus更加成熟，目前已经能够进行较为复杂的任务。特斯拉更新了机器人的电机转矩控制、环境感测和记忆功能，将由FSD系统进行控制，通过人类动作训练机器人AI并且操纵物体。在此阶段，特斯拉机器人核心看点为执行器，高功率执行器帮助Optimus改善运动性能。 图6：2023年特斯拉股东大会展出了Optimus最新进展 2023年9月，Optimus实现精准定位与自动校准等功能，视觉传感器与编码器的应用成为亮点。特斯拉Optimus团队9月24日在社交媒体上发布新视频，展示机器人可以自动校准、检查手臂和腿，利用视觉系统可以精准确定其肢体位置，其神经网络完全本地运行，仅使用纯视觉技术作为感知，且排除现实世界的干扰，具备自主纠错能力，最后展示了流畅的拉伸动作。本次更新突出基于视觉传感器和位置传感器实现空间感知，对于高精度的视觉传感器和位置编码器需求加强。 图7：2023年9月Optimus实现精准定位和自动校准等功能 2023年12月特斯拉发布Optimus-Gen2，运控性能显著增强，灵巧手柔性传感器与足部传感器应用超预期。（1）本次Optimus-Gen2手指能够完成拿鸡蛋动作，手指加装了指尖触觉力控传感器，能够精准感知握力大小（2）Optimus-Gen2在足步亦加装了力传感器，在平衡性上表现更加突出，视频中可以看到特斯拉机器人能够做深蹲。 图8：Optimus-Gen2足部应用力/扭矩传感器 图9：Optimus-Gen2应用全指尖触觉传感器 多传感器应用与驱控算法优化弥能够补执行器物理精度不足。人形机器人有精准执行动作需求，对执行器精度要求较高，成本压力较大，多传感器的应用和驱控算法的调节能够弥补执行器物理精度不足问题，减轻机器人降本压力。未来Optimus中传感器应用地位有望提升，重要性逐渐凸显。 Optimus-gen2高密度执行器迭代速度加快。本次人形机器人走路速度增加30%，体重降低10KG，且手指更加灵活丝滑，且能够做高难度深蹲；（1）执行器密度更加高，在减重状态下输出扭矩和力更大，体现在走路更快，动作更加丝滑方向；（2）驱动控制算法更加优化，闭环更加顺畅，与执行器完美结合。 轻量化材料有望成为Optimus减重重要方向。与电动汽车类似，特斯拉机器人具有通过减重降低能耗的需求，在不牺牲性能的前提下，Optimus-Gen2通过结构优化减重10KG，整体重量从73kg减少到了63kg。在结构设计边际变化减弱之后，未来人形机器人可能从材料角度上去“降重”，PEEK材料是较好方向。 2、受益标的 核心方向：1、传感器；2、高密度（高效）执行器；3、轻量化。 传感器：指尖触觉：柯力传感；柔性传感：汉威科技；关节力矩和平衡：东华测试、华依科技、康斯特、敏芯股份；编码器：奥普光电、禾川科技。 轻量化:功能实现到量产的关键环节，提升续航及控制稳定性:中研股份、沃特股份。 高密度执行器：行星滚柱丝杠（核心硬件，ASP3.7万，难度大壁垒高）：五洲新春、北特科技、贝斯特、恒立液压、斯菱股份、恒而达；减速器和齿轮：中大力德、绿的谐波、夏厦精密、丰立智能、精锻科技、双环传动、汉宇集团；电机和驱动：步科股份、雷赛智能、峰岹科技、鸣志电器。 受益标的：五洲新春、中研股份、中大力德、东华测试、峰岹科技、汉威科技、步科股份、雷赛智能。 3、风险提示 人形机器人量产落地进度不及预期；相关设计选型方案重大改动风险；相关政策出台、落地情况不及预期。