2024人形机器人产业链白皮书

•核心观点 •人形机器人产业宏观环境分析 •人形机器人产品定义及发展历程 •人形机器人产业链分析 人形机器人产业核心洞察： 1.人形机器人作为另一个颠覆性产品赛道，在满足社会发展需求的背景下迎来了巨大的发展机遇。预计到2035年，人形机器人市场将保持50%以上的高增速发展，全球需求总量将达到100~200亿台，为人形机器人开辟了巨大的市场空间。 2.产业链：上游硬件市场基本成熟，中国本土企业市场渗透不断突破；人形机器人核心技术攻关将聚焦软件和算法；3.产品层面：扫描人形机器人制造的主流企业，从技术路线上总结两大方向：体能型和智能型；4.从应用场景上看：对比服务业，制造业更能快速实现商业化场景落地；5.市场前景：人形机器人迎来产业元年，市场规模保守估计2035年将达千亿美元。 人形机器人处于从“0”到“1”的导入期：东风已至，产业等待量产，场景落地呼之欲出 人形机器人是继智能手机和新能源汽车后的另一个颠覆性产品的赛道，目前尚处于发展的导入期，在社会发展背景的需求下以及产品、产业和政策 产业链：上游硬件市场基本成熟，中国本土企业市场渗透不断突破；技术攻关聚焦软件和算法 人形机器人三大核心技术能力：运动控制能力、环境感知能力和人机交互能力；在三大能力中涉及硬件和软件两部分：•硬件包含运动控制系统重的动力、关节执行器以及环境感知系统重的力矩、触觉、视觉传感器以及电子皮肤等。目前市场均有较成熟且商业化的产品，且国产渗透不断加强；•算法层面，如何与硬件综合协同以提高人形机器人的运动控制能力以及人机交互能力还有待突破和加强。未来2~5年内将是人形机器人大脑发展的关键时期。 人形机器人技术发展路径 从迭代路径看，人形机器人是“自动”与“自主”高度耦合的产物，其发展路径将经历多个阶段，由“机构层”向“决策层”演进。 人形机器人产品分两大阵营：体能型和智能型，聚焦两大商业化落地场景的方向 •体能型以美国波士顿动力的Atlas, Agility的Digit,特斯拉Optimus为代表；智能型以香港Hanson Robotics的Sophia以及英国Engineered Arts的Ameca为代表；•从商业化定位上来看体能型产品更偏向制造业及物流领域的落地场景，而家庭、康养类的人形机器人则兼具运动及智能 应用场景：对比服务业，制造业更能快速实现商业化场景落地 制造业和服务业对人形机器人的需求不同：制造业需要人形机器人在鲁棒性及命令执行的准确性上要求较高；而家庭服务对人形机器人的功能多样性、高度自主性以及交互的流畅性上有较高的要求。目前受限于交互的能力及协同能力等技术的发展，人形机器人的市场渗透应该从环境相对封闭，工序相对简单且标准的场景开始，有标准的操作 流程，有明确的评判标准，在自动化发展受限的情况下，替代部分的人工。因此自动化发展受限的制造工厂（如汽车的总装车间）将是人形机器走进商业化切入的最佳场景。 人形机器人商业化落地优先从制造业开始 1.制造业的商业化优先落地式政策及产业双轮推动的首要目标； 2.制造业的环境的相对简单及标准化的工序决定了人形机器人首先商业化落地。 人形机器人迎来产业元年，市场规模保守估计2035年将达千亿美元 ➢第一阶段从制造业工厂切入：“替代相对简单且重复性的劳动”为应用标准。市场特点：产品不能执行更复杂的任务，且用户对新事物的接受程度不高，应用场景较为局限；➢第二阶段，工厂的场景渗透加强，在产品改良持续降本的基础上人形机器人逐渐走进餐厅、商场等商业场景➢第三阶段，AGI与人形机器人结合，最终实现具身智能，人们对人形机器人的接受程度达到顶峰，人形机器人开始走入家庭➢技术得到革命性突破的理想状态下，M2从劳动力缺口及收入成本角度分析给出人形机器人市场规模的两种估计预测：在保守估计下，预计2024年全球市场将有千台的突破，到2030年将达7.6万台；在乐观估计下2030年市场将突破百万台，规模达到千亿美元以上。 •核心观点 •人形机器人产业宏观环境分析 •人形机器人产品定义及发展历程 •人形机器人产业链分析 社会环境分析：人口增速变缓，结构老龄化为人形机器人发展创造了机遇 ➢人口增速变缓，为人形机器人提供发展机遇：全球人口呈总体下滑趋势，各主要国家除德国因战争导致的移民因素影响，其他国家人口增长均低于全球平均水平；日本、韩国和英国人口负增长率逐年加大，中国也于2022年开始呈现人口负增长现象。 ➢人口结构老龄化趋势加剧，使人形机器人发展紧迫感加剧。全球65岁以上人口占有率呈上升趋势，各主要国家无一例外均高于全球平均水平以上，其中日本表现最为严重，人口老龄化已接近30%；美国其次，老龄化占比20%以上。 •人口增速变缓，结构老龄化等现象加剧了社会劳动力供给紧张，企业用工成本不断提高，机器人替人需求增大 •老龄化带来康养需求的不断提升，为人形机器人提供新的落地场景。根据世界经济合作与发展组织的预测，到2030年世界65岁以上人口将呈现年均3%左右的增速发展，养老护理人员缺口进一步加大，因此医疗健康及养老护理方面的市场需求，将给人形机器人带来广阔的空间。 经济环境分析：机器替人是拉动经济增长的长期必要手段 ➢在成熟工业体国家，工业增加值占GDP的比重与从业人数的分布大致稳定。但在全球制造业回流以及人口增长减缓的或负增长的趋势下，机器替人成为必然。➢在中国等发展中国家，机器人可有效提高生产效率，促进经济的发展和产业结构的升级及转型。 •对人口以及劳动力的依赖是经济发展的基础。但人口增长下滑是世界共同面临的课题。•为规避供应链的风险，美国等西方国家提出“中国+1”战略；同时，也加紧布局制造业的回流，面临综合素质劳动力紧缺趋势，给人形机器的发展带来了机遇。•随着中国在国际地位的不断提高，科技兴国、产业结构升级等发展背景下，人形机器人的发展受到充分重视。 技术环境分析：人形机器人技术在飞速发展，硬件市场成熟，软件市场2~5年内将迎来重大突破 ➢人形机器人是AI具身智能的最佳载体。随着生成式AI与人形机器人的融合，机器人开启了“具身智能”的全新时代。从技术成熟度上看未来2~5年是人形机器人“大脑”发展的关键期。 ➢专利技术体现了产业发展的创兴力和产出绩效，近几年人形机器人相关专利频出。截止目前，人形机器人技术领域的专利已接近2万件，90%以上分布在本体结构、驱动控制以及智能感知领域；中国、日本、韩国、美国和法国是目前持有专利数量最多的国家。 •从2023年7月份Gartner绘制的AI技术成熟度曲线上来看，目前大部分AI技术已经进入距离成熟还有2~5年的发展关键期，生成式AI、因果AI等技术的发展让人形机器人的大脑更加灵活。 •除大脑外，人形机器人躯干及“小脑”等相关技术也在迅速发展。从人形机器人相关技术专利的分布领域来看，目前已经积累的技术主要集中在本体结构部分，驱动控制以及智能感知领域其次，狠心零部件以及支撑环境分支目前相对较少；从国别来看无论是技术专利还是有效发明专利中国、日本、韩国、美国和法国都是目前持有专利数量最多的国家；从企业来看日本本田、中国的优必选以及韩国的三星是全球持有人形机器人有效发明专利数量前三的企业。 政策环境分析：欧美、日韩等国，政府和产业协作共同设立专项资金推动人形机器人市场发展 人形机器人产业的巨大潜力引起各国政府高度重视，美国国家机器人计划、日本新机器人战略、欧盟地平线欧洲计划、德国高科技战略等都将发展重点瞄向机器人，通过政策和资金扶持产业链各环节的技术研发和生产应用。 中国人形机器人产业顶层战略：以重塑全球产业发展格局为目标 明确人形机器人战略意义：“有望成为及计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，将深刻变革人类生产生活方式，重塑全球产业发展格局”国家顶层明确部署了人形机器人中短期战略路径，并通过制定多项关键任务（技术、产品、场景、生态等）清晰引导未来产业发展方向。 2023.10工信部《人形机器人创新发展指导意见） 人形机器人产业3年、5年战略部署 到2025年，人形机器人创新体系初步建立，“大脑、小脑、肢体”等关键技术取得突破，确保核心部组件安全有效供给 到2027年，产业加速实现规模化发展，技术创新力显著提升，形成安全可靠供应链体系，构建有国际竞争力的产业生态 应用场景更丰富，相关产品深度融入实体经济，成为重要的经济增长新引擎… 培育2-3家有全球影响力的生态型企业…打造2-3个产业发展集聚区… 关键任务——技术攻关、产品培育、场景拓展、生态营造及强化支撑能力 关键任务二：产品培育 关键任务三：场景拓展 关键任务一：技术攻关 •开发基于AI大模型的“大脑”✓感知-决策-控制一体化AI大模型 •整机✓基础型：类人外观、双腿行走和双臂双手基本操作功能 •制造业典型场景试点示范（汽车、3C等）✓结构化工序：推广在装配、运转、检测、维护等应用✓非结构化工序：加强交互（人-机-环境）•民生及重点行业应用推广（家政、医疗；物流等）✓民生服务：提升人机交互可靠安全性（复杂区域引导、灵活操作、鲁棒行走、多模态人机交互）✓其他重点行业：人机交互、灵巧抓取、分拣搬运、智能配送...•特种环境应用加速（要地警戒、救援等）✓强化复杂环境下本体控制、快移、精确感知/决策、防护等 ✓增强环境感知、行为控制、人机交互能力… ✓功能型：交互型、高精度型、极端环境高可靠型产品… •开发控制运动的“小脑”✓复杂地形通过、全身协同、精细作业… •基础部件 ✓传感：高精度传感器（视觉、听觉、触觉、嗅觉等）✓执行：高功率密度液压伺服执行器、高精度电驱执行器 •突破灵巧“肢体”✓高动态、高爆发、高精度运动结构… ✓高强度高集成本体、轻量化骨骼、高精传感… ✓高实时、高可靠、高智能操作系统；✓多场景应用软件、开发平台… 其他关键任务：生态营造及强化支撑能力•生态营造：培育优质企业、完善创新载体和开源环境、推动产业集聚发展； •支撑能力：健全产业标准体系、提升检验检测和中试验证能力、加强安全治理能力。 中国将人形机器人发展定位为国家产业战略高度，中央及地方双重推动，构建国家竞争力 “以重塑全球产业发展格局为目标，将人形机器人发展定位为国家产业战略层面”用产业政策和国家力量推动人形机器人的发展。目前中国国家层面以工信部为主导对人形机器人产业发展已经明确了市场发展的战略目标，地方层面上海、深圳、北京、山东等地政府牵头制定出了详细的行动方案 •核心观点 •人形机器人产业宏观环境分析 •人形机器人产品定义及发展历程 •人形机器人产业链分析 •人形机器人主要生产企业分析 人形机器人范围界定——大型双足人形机器人 本报告涉及的人形机器人范围为通用型人形机器人，主要为大型双足人形机器人。 人形机器人的定义 定义：人形机器人是一种模仿人类外形的机器人，除具备人形和模拟人类动作外还兼具智慧化和可交互性等特点。人形机器人主要包含三大核心技术模块：环境感知模块、运动控制模块和人机交互模块。 人机交互能力 •识别•反馈•交互 环境感知能力 •视觉•位置•听觉•触觉•嗅觉 运动控制能力 全球人形机器人的发展历程 人形机器人始于1927年，到目前市场经历了4个时期；技术发展期，软银paper的上市掀起了人形机器人发展的小高潮，但由于没有找到适合的商业化落地场景，现已经停产；随着特斯拉Optimus的发布掀开了人形机器人发展的新篇章，商业化、AGI、人体工程学将是未来中短期的发展重点。 人形机器人的发展_国外——主要集中在欧美及日本，运动控制+AI模型是未来的发展方向纵观全球人形机器人的发展，主要集中在日本和欧美，尤其是美国，波士顿动力Atlas是目前运动控制技术最强的产品；敏捷机器人公司的Digit是 目前第一个有商业化落地的人形机器人，与自动驾驶车辆一起完成快递包裹的交付，而特斯拉的Optimus是目前被誉为最具市场发展潜力的产品。 人形机器人的发展_中国——起步较晚，但发展并不