人形机器人系列报告（六）：英伟达一体化平台为机器人提供“大脑”

英伟达一体化平台为机器人提供“大脑” 2024年3月18日-21日，英伟达GTC大会发布机器人相关计划，推动人形机器人产业智能化快速发展，本文主要分析模型+算力+平台对机器人产业链发展的影响，及对产业链相关标的梳理。 GTC大会：英伟达发布全新的Project GROOT机器人计划 英伟达发布会上推出人形机器人大模型Project GROOT进程，该项目旨在人形机器人理解自然语言文本、语音、视频，以模仿人类运动，并与现实世界互动，让人形机器人拥有灵巧的“大脑”。同时展示了九个由GROOT驱动的人形机器人，其中2024年发布的Figure 01具有领先的智能水平；此外Phoenix也在近日完成GenAI升级，将现有图像转换为GIF或视频，人形机器人大脑升级加速。 影响：英伟达一体化平台为机器人升级“大脑” GR00T模型负责训练机器人，IsaacLab平台负责模拟多种应用场景，并将模拟数据输入模型，形成循环迭代。与此同时，搭载全新GPU算力，为运行GR00T模型和Isaac Lab平台保驾护航。模型+软件（平台）＋硬件（算力）一体化系统良性发展。从机器人原理层面，英伟达为机器人提供“大脑”，快速提升机器人的智能水平，打开下游应用市场；特斯拉解决人形机器人的“肢体活动”，两者共同加速机器人产业进入放量阶段。 类比4G产业：机器人之于AI类似于手机之于4G 4G产业链有三段行情，三个阶段收益最高的环节分别是：第一阶段为算力（2011-2013年）、第二阶段为手机载体（2014-2015年）、第三阶段为应用（2016-2017年）。综合来看，应用端蓬勃发展的第三阶段推升最大涨幅。 机器人或是人工智能时代重要的终端载体（类似于手机），其核心应用场景的蓬勃发展或也取决于人工智能产业的发展进度。机器人属于AI产业的重要载体，类似于4G时代的智能手机。 英伟达或助力机器人从第一阶段快速至第二阶段 当前机器人及人工智能相关产业仍处于第一阶段，即需要基本的算力和模型的突破，也已出现初代机器人相关产品。英伟达机器人体系或将推动机器人产业快速进入第二阶段（载体快速发展阶段），促进国内及全球的机器人进入百花齐放的阶段。国内机器人整机到零部件产业链的相关公司都将或受益，当前即有类似于宇树科技、傅里叶智能、小鹏鹏行等多类型机器人在英伟达机器人平台下训练得到性能提升。 投资建议：关注国内机器人、零部件相关产业链 英伟达产业链：英伟达机器人体系或将推动机器人产业快速进入第二阶段（载体快速发展阶段），国内机器人整机到零部件产业链的相关公司都将或受益。建议关注：整机及相关——如宇树科技、傅里叶智能等机器人的相关产业链公司；算力/模型端——与英伟达达成合作的模型、平台类公司。 特斯拉产业链：国内相关零部件厂商受益于特斯拉机器人放量，关注有望早日进入供应链的零部件龙头厂商，如：拓普集团、贝斯特、凌云股份等。 风险提示：技术发展不及预期、国内厂商验证进度不及预期。 重点推荐标的简称 EPS PE CAGR-3 评级 1.英伟达GTC发布会：全新的Project GR00T机器人计划 1.1GTC大会的Project GROOT计划为机器人训练插上翅膀 英伟达发布会上推出人形机器人大模型ProjectGR00T，该项目旨在人形机器人理解自然语言文本、语音、视频，以模仿人类运动，并与现实世界互动，让人形机器人拥有灵巧的“大脑”。 与此模型配套，英伟达提供了硬件及软件支持： 软件（平台）支持：IsaacLab机器人开发平台，该平台属于Isaac系列升级版，可以当作机器人的一个训练场，能够加强大模型的端到端网络应用的合作开发和训练效率，快速训练符合要求的智能机器人。 硬件（算力）支持：Jetson属于机器人硬件构架，搭载英伟达最新的高效GPU芯片Blackwell，提供机器人训练和模拟的硬件系统支持。 英伟达GTC大会上展示了九个由GR00T驱动的人形机器人，其中2024年发布的Figure01具有领先的智能水平。大会所展示的机器人来自9个公司,如FigureAI、波士顿动力、傅里叶智能、小鹏鹏行等，涉及多个海外及中国公司。我们认为此后由英伟达相关计划涉及的机器人及公司将会越来越多。 图表1：GTC大会上展示九款英伟达机器人系统训练的机器人 图表2：英伟达GR00T模型驱动的九个机器人项目信息 以Figure01为例，其已向智能化再迈出一大步。从OpenAI训练的Figure01可以看出，在优良视觉感知、大模型的强支持下，人形机器人可以迅速掌握基本任务推理技能，完成抓取、挑拣、执行口令任务等动作，可以根据语音指令识别物体并完成分类整理工作。该方向的快速升级，将带动机器人相关应用快速打开。 图表3：Figure 01能对指令进行智能识别并回答 图表4：Figure01靠大模型和神经网络快速变“智能” 图表5：Figure 01机器人可以实现视觉感知和任务推理 1.2“大模型+开发平台+算力”一体化系统为机器人升级“大脑” 从机器人原理层面，英伟达通过“模型+开发平台+算力”的体系为机器人提供“大脑”。整个体系借助英伟达背后的人工智能相关大数据，形成人形机器人训练提升的良性循环，可以实现机器人智能水平快速提升。 图表6：英伟达的“大模型+开发平台+算力”的机器人计划 模型：GROOT大模型可快速训练提升机器人的智能等级 GR00T是帮助训练机器人的大模型，为机器人大脑训练提供框架支持，赋予人形机器人快速的训练学习能力。GR00T驱动的机器人将能够理解自然语言，并通过观察人类行为来模仿动作，能够快速学习、提升灵活性并掌握其它技能，以便适应现实世界并与之互动。 图表7：GR00T模型通过数据及观测完成对机器人的训练工作 软件：Isaac Lab开发平台，基于GR00T模型对机器人进行场景模拟及自主开发 IsaacLab平台负责模拟，与GR00T模型负责训练，形成良性循环快速迭代机器人智能。开发者可以在IsaacLab开源平台中进行模拟（OmniverseIsaacSim的新应用，用于学习），在OSMO上进行训练（新的计算编排系统，用于扩展模型），并部署到JetsonThor（搭载新GPU的计算平台，旨在为GR00T提供动力）。 图表8：英伟达的开发品台（IsaacLab）和机器人模型训练互相促进 IsaacLab基于NVIDAOmniverse技术，为机器人提供一个“图书馆”或“训练场”。IsaacLab软件，对感知和仿真功能进行了重大改进，可完成基于物理、逼真、基于感知的强化学习任务。IsaacLab是一个开源的、性能优化的应用程序，借助GPU加速的GEM功能(包括视觉里程测量、深度知觉、3D场景重建、定位和规划等)，机器人开发者就拥有了为不同应用快速定制机器人解决方案所需要的各种工具。 Isaac平台为自动化带来了感知能力，让移动的物体有“眼睛”和“耳朵。 在执行方面，IsaacLab还整合了用于辅助提升机械臂的灵敏度与精确度的加速库平台ISAACMANIPULATOR，以及用于提升服务机器人感知能力的ISAACPERCEPTOR软件库。 图表9：Issac Lab内机器人可以实现快速训练模仿 图表10：Isaac Lab为机器人提供训练健身房 硬件-算力：Jetson Thor，新计算平台为大模型及开发平台保驾护航 与GROOT模型和Isaac平台相匹配，英伟达还推出相应高性能计算平台Jetson Thor。JetsonThor能够执行复杂的任务，并安全、自然地与人和机器交互，也具有针对性能、功耗和尺寸优化的模块化架构。 JetsonThor包括基于NVIDIA Blackwell架构的全新GPU，以运行GR00T等多模态生成式AI模型，凭借集成的功能安全处理器、高性能CPU集群和100GB以太网带宽，其可大幅简化设计和集成工作。 图表11：英伟达发布新一代机器人计算机搭载最新性能GPU 1.3一体化系统助力机器人加速实现智能突破并打开应用场景 大模型（GR00T）+开发平台（IsaacLab）+算力（JetsonThor）结合，形成英伟达为人形机器人提供的一体化训练及开发体系，能够助力智能机器人突破核心技术瓶颈，快速打开并扩展应用场景。 图表12：2023年Gartner曲线显示智能机器人技术成熟度仍需等待5-10年，英伟达可促进相关产业加速推动 与此不同，特斯拉解决人形机器人的控制及执行体系，通过多个精密零部件及传感器的配合，实现灵活行动。 英伟达解决人形机器人的“大脑”，特斯拉解决人形机器人的“肢体活动”，两者共同加速机器人产业进入放量阶段。 图表13：英伟达推动大脑智能化 图表14：英伟达解决机器人的“大脑”，特斯拉解决机器人的“肢体活动” 2.类比4G产业，人形机器人产业处于AI产业的第一发展阶段 2.1过往4G产业链三个阶段主升环节：算力、载体（手机）、应用 机器人或是人工智能时代重要的终端载体（类似于手机）。下文我们通过智能手机及4G产业链的发展复盘，来看当前机器人产业的发展节奏。 复盘4G时代的数据，可知三个阶段基本面有所突破的环节分别是： 第一阶段（2011-2013年）：算力、初代载体（手机）； 第二阶段（2014-2015年）：载体（手机）放量； 第三阶段（2016-2017年）：应用。 2011-2013年芯片半导体为4G产业的快速发展带来基本技术支撑，同期初代智能手机问世；2014-2015年智能手机的销量快速增长，手机也成为4G时代最重要的载体，并为2016年及之后应用的大幅发展做铺垫。 图表15：4G产业链的发展主要分为三个阶段：算力-载体（手机）-应用 通过看之前4G的行情走势，大概可以得出以下结论： 三个阶段的市场行情，分别对应基本面的变化，为算力芯片、手机、应用。 第三阶段应用端的快速发展推升行情高潮。将4G产业链大致分成三段行情：2011-2013年、2014-2015年、2016-2017年，其中腾讯、苹果等终端消费参与三次，英伟达参与了2011-2013年和2016-2017年，具体要参照产业技术的发展情况。格局优秀的上游、下游终端行业基本可以参与每一轮小行情，长周期看涨幅靠前。 图表16：4G时代产业大幅度开启—载体和下游应用的发展 2.2机器人或为AI产业的重要载体 当前人工智能产业主要看算力和大模型的突出性进步。2023年至今，AI产业相关的重要触发点：GPT-4.0大模型发布、英伟达高性能芯片带来业绩超市场预期，当前大模型的突破进展决定了人工智能相关应用产业的发展进度。 机器人或是AI时代重要的终端载体（类似于手机之于4G），其核心应用场景的蓬勃发展或也取决于AI产业的发展进度。无论是B端还是C端人形机器人，都属于人工智能产业应用端，后续在英伟达人形机器人计划提供：1、GR00T模型（软件）； 2、IsaacLab模拟平台（软件平台）；3、JetsonThor算力（计算硬件），机器人产业或将加速发展。 图表17：机器人属于AI的TO-B（载体），后续可能搭载TO-C端应用 2.3当前机器人及AI处于发展第一阶段 当前机器人及AI相关产业仍处于第一阶段，即需要基本的算力和模型的突破，也已出现初代机器人相关产品，相当于4G时代的2010-2012年。 图表18：当前机器人和人工智能产业更多处于第一阶段 3.投资建议：关注国内机器人、汽车零部件相关产业链 3.1英伟达产业链：国内从整机到零部件或将均受益 英伟达机器人体系或将推动机器人产业快速进入第二阶段（载体多点开花、快速发展阶段）。提供开源的一体化机器人系统，机器人公司可以通过英伟达平台训练更多种特殊场景使用的定制机器人，国内机器人及相关零部件产业可以迎来蓬勃发展期。 图表19：英伟达机器人计划有望加速开启国内及全球机器人放量进程 下文列举2024年GTC大会英伟达训练的三款国内企业设计的机器人案例：