2024人形机器人行业研究报告

深企投产业研究院 2024行业研究系列报告 人形机器人行业研究报告 AI赋能，全产业链提速，通往百万亿市场的星星之火 1 深企投产业研究院 目录 一、人形机器人发展概况1 （一）产品概述1 （二）研究进展1 （三）应用现状3 （四）国内外重点企业4 二、人形机器人市场规模5 三、国内产业规划政策6 四、人形机器人产业链概况8 五、核心零部件市场格局11 （一）关节电机11 （二）六维力传感器15 （三）行星滚柱丝杠21 （四）减速器25 （五）末端执行器（灵巧手）27 （六）柔性传感器28 （七）轴承31 （八）编码器33 图、表目录 图1人形机器人三大系统9 图2人形机器人产业链10 图3特斯拉Optimus组件价值量占整机比重11 图4特斯拉Optimus零部件价值量占整机比重11 图5六维力传感器的应用场景17 图6特斯拉Optimus人形机器人中六维力传感器分布18 图7六维力传感器结构示意图18 图8标准式行星滚柱丝杠的结构22 图9全球人形机器人滚柱丝杠市场规模预测（亿元）23 图102022年国内行星滚柱丝杠市场份额（预测值）25 图11灵巧手示例27 图12柔性传感器分类30 图132022年国内编码器市场份额35 表1全球六维力传感器主要企业20 表2机器人减速器主要企业26 人形机器人发展将重塑全球产业格局，2024年有望成为量产元年。在AI大模型加持下，通用人形机器人研究取得显著进展，近期有望在汽车工厂等制造业场景中实现商用突破。长期来看，如果人形机器人对人类实现1:1乃至2:1的应用比例，对应市场规模可达到百万亿美元级别。 一、人形机器人发展概况 （一）产品概述 人形机器人，也称为仿生人形机器人，目前还没有权威的定义，一般认为是应当具有类人的外观、感知、决策、行为和交互能力，可以在生活、工作场景内如人类一般完成外界感知、自主运动、行为交互等一系列任务的机器人。 人形机器人将重塑全球产业格局。全球主要发达国家近年来纷纷加强人形机器人的整机制造、核心零部件和人工智能等领域布局，并上升到国家战略层面。2023年11月，工信部在《人形机器人创新发展指导意见》中明确指出：人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，有望成为继计算机、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。 （二）研究进展 人形机器人的研究和开发已经进行了半个世纪。日本早稻田大学 的WABOT-1是世界上第一个仿人机器人，于1973年完成研制。早期研究重点聚焦于在机械外形设计，以及初步的控制算法上实现仿人。1986-1993年，日本本田公司接连开发了E0到E6等7种行走机器人，只有腿部结构，主要用于研究行走功能。 2000年起至2018年，人形机器人开始具备更复杂的功能，如跑步、跳跃和与人互动。2000年本田推出ASIMO机器人，波士顿动力于2013年发布初代Atlas机器人，分别使用电机驱动和液压驱动，在行走、运动性能方面取得明显进展。 2018年至2022年，伴随着AI技术进步，人形机器人研究重点是使机器人能够进行复杂的决策和任务处理，并开始应用于实际场景。在此期间，我国人形机器人创业公司逐步开始发布人形机器人、仿生四足机器人。2022年起，随着AI大模型技术突飞猛进，人形机器人发展进入爆发期。2022年特斯拉首款人形机器人“Optimus”发布掀起行业热潮，并在两年不到的时间内实现了快速迭代。在AI大模型等技术赋能下，人形机器人不仅在外形和行为上与人类相似，更具有强大智能、思维和类人的语言能力。 人形机器人大模型应用取得显著进展。2024年3月，英伟达展示了多模态人形机器人通用基础模型GR00T，可作为机器人的大脑，GR00T驱动的机器人能够理解自然语言，通过观察人类行为来快速学习协调、灵活性和其他技能。OpenAI与人形机器人独角兽公司Figure合作推出的Figure01机器人，依托OpenAI的大模型，能仅利用独立神经网络，接收人类指令，并执行向人类传递苹果、整理垃圾、放 置餐具的动作。 大模型加速人形机器人产业化。人形机器人所面临的应用场景与人类的日常生活接近，需要面对多种多样、不重复、没见过的任务，商业化的关键在于“AI大脑”，或者说是通过AI大模型加持实现通用性。目前人形机器人还需要依赖高度专业化的用户操作，只能在特定场景下工作。大模型技术飞速发展，为人形机器人带来了新的突破，依托深度学习和强化学习，人形机器人能够理解和执行复杂的任务，具备更高的事物处理能力和自然语言交互能力，自主感知环境、理解任务、动作编排等自主完成一套动作成为可能，甚至能够理解物理世界的基本规律。大模型的泛化能力为人形通用机器人的出现带来曙光，泛化能力让人形机器人能够在没有被训练过的场景中也能表现出色。当然，目前机器人大模型距离真正的具身智能水平还有很长的路要走，面临的问题包括：机器人大模型行动控制的周期仍太长，无法做到实时响应，需要大量算力支撑；算法的训练需要大量机器人真实数据，实际可用于训练机器人学会执行新任务新技能的高质量数据匮乏，等等。 （三）应用现状 2021年起，人形机器人开始进入商业化落地的初级阶段。目前较有潜力的人形机器人发展方向主要面向制造业、航天探索、生活服务业、高校科研等，已应用场景包括物流仓储、汽车自动化、巡逻等领域。亚马逊近期在其仓库运营中，测试由其投资的公司AgilityRobotics开发的人形双足机器人Digit，进行的任务主要包括卸载货 车、搬运箱子、管理货架等，预计将在2025年全面上市。短期内人形机器人有望首先在汽车工厂实现商业化落地，特斯拉的人形机器人将首先放在特斯拉汽车工厂应用，优必选WalkerS已经进入蔚来汽车工厂实训，英伟达投资的FigureAI也将把产品放进宝马工厂进行实训。 马斯克曾表示，特斯拉机器人最初的定位是替代人们从事重复枯燥、具有危险性的工作,远景目标是服务于千家万户比如做饭、修剪草坪、照顾老人等。预计2025年人形机器人将有望实现制造业场景应用的突破，小批量应用于电子、汽车等生产制造环境。 （四）国内外重点企业 伴随特斯拉Optimus人形机器人快速迭代掀起热潮，国内外产业资本加速人形机器人领域布局，全球主要科技巨头如微软、英伟达、亚马逊、三星、腾讯、OpenAI、软银集团等纷纷投资人形机器人创业公司或直接进场研发。国外已推出人形机器人的企业包括特斯拉、美国波士顿动力（目前被韩国现代收购）、挪威1XTechnologies（OpenAI参投）、美国AgilityRobotics（亚马逊等参投）、美国Figure（微软、英伟达、亚马逊、OpenAI等参投）、美国Apptronik、英国EngineeredArts、加拿大SanctuaryAI、西班牙PALRobotics、韩国RainbowRobotics（三星投资）、本田、通用汽车等。 国内已有数十家企业推出人形或仿生机器人。国内在研、已推出人形机器人以及仿生四足机器人的企业包括腾讯、小米、大疆创新、 优必选、追觅科技、傅利叶智能、达闼科技、宇树科技、开普勒、乐 聚机器人、理工华汇、中科电机器人、小鹏鹏行、科大讯飞、智元机器人、云深处科技、帕西尼感知、哈崎机器人、大象机器人、钢铁侠科技、优宝特、七腾机器人、九立机器人、渝微电子、蔚蓝科技、清芸机器人、逐迹动力、伟景机器人、五八智能科技、松延动力、戴盟机器人、睿尔曼智能、高擎机电、瑞森可、灵心巧手、松灵机器人、星动纪元、天太机器人、福德机器人等企业。2023年底优必选成为国内首家上市的人形机器人公司。 二、人形机器人市场规模 人形机器人未来市场规模预测偏差较大。人形机器人还处于产业化初期，市场规模由产品技术进步速度、大规模商用进程、下游渗透率决定。当前人形机器人生产成本高昂，普遍10万美元起步，核心零部件门槛高、需通过大规模量产持续降本，需要在机械设计、运动控制、人工智能等领域不断取得技术进展并实现有效集成，并在通用性方面取得显著进展。由于对行业进步速度和商业化进程判断存在不同认识，目前各机构对行业市场规模的预测差别较大，2030年市场空间预测从数亿美元到千亿美元不等。 普遍认为至2030年全球人形机器人市场规模可达数百亿美元。根据2023年7月MarketsandMarkets发布的报告数据，全球人形机器人市场规模预计将由2023年的18亿美元提升至2028年的138 亿美元，年复合增速约50.2%。据高盛预测，未来10至15年内，全球人形机器人市场规模将增至60亿美元以上，乐观估计，2035年市 场规模可能达到1540亿美元。根据特斯拉官方微信公众号2022年 10月1日发布的文章，特斯拉机器人预计将在3-5年（大约2025-2028 年）内交付，产量将达到数百万台，价格可能不到2万美元，对应市 场规模可达数百亿美元。根据2024年4月首届中国人形机器人产业大会上发布的《人形机器人产业研究报告》预测，2024年中国人形机器人市场规模将达约27.6亿元，2026年达到104.71亿元，2029 年达到750亿元，将占世界总量的32.7%，比例位居世界第一，到2035 年有望达到3000亿元规模。 远期来看，人形机器人市场空间可达百万亿美元。从机器换人的角度来看，由于人口老龄化、劳动力人口下降和人力成本上升等问题，人形机器人的应用前景广阔。人形机器人能够发挥类人能力，用类人的感知、决策、运动和执行能力来帮助人们面对生产生活中的各种问题。随着通用人工智能、感知和动力系统等方面取得了巨大进步，人形机器人性能得到全面提升，成本逐渐下降，部署步伐加快，相关应用场景也不断扩展，应用领域将全面覆盖从制造业到医疗、救援、服务业等各个领域。马斯克预测最终机器人：人的比例是1：1甚至2：1，未来人形机器人需求量可达100亿台甚至以上，远期对应空间百万亿美元级别。 三、国内产业规划政策 2021年12月，工信部等15部门印发《“十四五”机器人产业 发展规划》，2022年7月科技部等6部门印发《关于加快场景创新以 人工智能高水平应用促进经济高质量发展的指导意见》，2023年1月工信部等17部门印发《“机器人+”应用行动实施方案》。2023年11月，工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》，明确人形机器人发展目标，2025年实现整机批量生产，2027年要形成安全可靠的产业链供应链体系。 根据国家层面发布的指导性政策，各省市也纷纷出台地方性机器人产业规划，北京、上海、深圳、杭州等地区均明确提出发展人形机器人产业。 ——北京市。2023年6月《北京市机器人产业创新发展行动方案（2023—2025年）》提出，对标国际领先人形机器人产品，支持企业和高校院所开展人形机器人整机产品、关键零部件攻关和工程化，加快建设北京市人形机器人产业创新中心。 ——上海市。2022年7月《上海市促进智能终端产业高质量发展行动方案（2022-2025年）》，提出培育百亿级智能机器人产业。2023年5月《上海市推动制造业高质量发展三年行动计划（2023-2025年）》明确加快人形机器人创新发展。 ——深圳市。深圳市发布《深圳市培育发展智能机器人产业集群行动计划（2022-2025年）》，并在《深圳市加快推动人工智能高质量发展高水平应用行动方案（2023-2024年）》提出加快组建广东省人形机器人制造业创新中心。 ——杭州市。拟出台《杭州市促进智能机器人产业高质量发展的实施意见》，提出打造以人形机器人创新引领，工业、服务、特种机 器人支撑发展的“1+3+5”智能机器人创新发展体系。 ——宁波市。宁波市编制了《宁波市机器人产业高质量发展实施方案（2023-2027年）》，正在完善《宁波机器人产业发展行动计划 （2024-2027）》，并在2023年底成立浙江人形机器人创新中心，推动人形机器人产业发展。 四、人形机器人产业链概况 从总体来说，人形机器人由传感系统、控制系统和执行系统三大系统构成： ——传