2024人形机器人行业研究报告-深企投产业研究院

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#$%&'()*+%,-./01234456 1 2024年4月 深企投产业研究院 !# 一、人形机器人发展概况1 （一）产品概述1 （二）研究进展1 （三）应用现状3 （四）国内外重点企业4 二、人形机器人市场规模5 三、国内产业规划政策6 四、人形机器人产业链概况8 五、核心零部件市场格局11 （一）关节电机11 （二）六维力传感器15 （三）行星滚柱丝杠21 （四）减速器25 （五）末端执行器（灵巧手）27 （六）柔性传感器28 （七）轴承31 （八）编码器33 !"#$% 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。 '"()*+(Q-./ （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、逐际动力、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。 0"()*+(1234 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。 5"67893:;< 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。 ="()*+(89>./ 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