2024人形机器人产业半年研究报告

人形机器人场景应用联盟 01概述 02人形机器人产业发展概况 03人形机器人的产业链条和关键环节 04人形机器人产业未来发展趋势及展望 01概述 1.1人形机器人产业发展背景 1.2人形机器人的基本概念和分类 人形机器人产业是现代科技发展的前沿领域，代表着人工智能与机械工程的高度融合。近年来，随着人工智能技术的不断进步，尤其是深度学习和计算机视觉等领域的突破，人形机器人从实验室走向市场，应用场景不断拓展。特别是2024年，技术突破与市场需求推动了人形机器人产业的加速发展，产业链各环节协同进步，应用场景日益丰富，市场规模持续扩大。 技术进步与创新驱动 市场需求与应用驱动 人工智能的发展：近年来，人工智能（AI）技术的迅猛发展极大地推动了人形机器人的进步。AI算法特别是深度学习和强化学习，使得机器人具备更高的智能水平，能够进行自主学习、决策和复杂任务的执行。 传感器技术的进步：高精度的传感器（如摄像头、激光雷达、触觉传感器等）和数据处理能力的提升，使得人形机器人能够更好地感知和理解环境，从而实现更精细和安全的操作。 机械与控制系统的提升：先进的机械设计和控制系统（包括伺服电机、液压系统等）为人形机器人提供了更高的灵活性和运动能力，能够实现复杂的动态平衡和精确操作。 服务行业的需求：随着社会服务需求的增加，如家庭助理、医疗护理、教育和娱乐等领域，人形机器人因其人性化的互动方式和多功能性，成为满足这些需求的重要工具。 劳动力短缺与老龄化社会：在许多国家，劳动力短缺和人口老龄化问题日益严重，人形机器人被视为解决这些问题的关键手段，能够在护理、陪伴、助理等方面发挥重要作用。 工业自动化的推进：在制造业中，人形机器人能够执行高度重复性和危险的任务，提高生产效率和安全性。这推动了机器人在工业领域的广泛应用。 人形机器人，又称类人机器人、仿生人等，是指模仿人类外形和行为的机器人，其设计目的是在结构和功能上尽可能接近人类。这些机器人通常具备头部、躯干、双臂和双腿，并配备了多种传感器和执行器，以实现感知、运动和与人类的交互。 外形结构 运动能力 头部：通常装有摄像头（作为眼睛）和麦克风（作为耳朵），用于感知周围环境。 躯干：包含了主要的电子组件和电源，支撑其他部件。双臂和双腿：模仿人类的四肢，能够进行多种动作，如抓取、搬运、行走和跳跃。 感知能力 视觉：配备摄像头和图像处理系统，能够识别人脸、物体和环境。 听觉：通过麦克风和语音识别技术，进行语音指令的接收和处理。 触觉：部分高级机器人配备触觉传感器，能够感知物体的硬度、温度等信息。 行走和奔跑：通过复杂的运动控制算法和机械设计，实现类似人类的步态。 手部操作：精密的机械手能够执行抓取、旋转、捏合等动作，适用于多种任务。 智能系统 人工智能：内置AI算法，用于自然语言处理、自主决策和学习。能够与人类进行自然对话，理解并执行复杂任务。 环境感知和导航：利用传感器数据进行环境建模和路径规划，确保在复杂环境中自主移动。 人形机器人市场和研发正处于快速变化和发展的阶段，目前尚未形成统一且明确的分类标准。以下是当前几种较为常见的分类方式： 按照移动方式分类 按照外观形态分类 足式 •模仿人类的步态，使用两条腿行走。 •能够在多种地面上保持平衡，执行复杂的移动如跳跃、蹲下或爬楼梯。 NEO 轮式 •下半身或脚部安装轮子，提高移动速度和稳定性。•主要用于平坦地面，适合快速移动和长时间任务。 EVE 混合移动 •结合双足和轮式或其他类型的移动机制。 •可以根据环境和任务需要选择最合适的移动方式。 DRC-Hubo+ 仿真型 •外观接近人类，模拟人类的面部 表情和肢体动作。 •配备复杂的表情系统，可以展示情感和反应。 •用于人机交互和社会研究。 HRP-4C 非仿真型 •具有人类的基本形态（头部、躯 干、双臂等），但外观不完全模仿人类，设计更偏向功能性和实用性。 •主要用于工业自动化和服务领域。 HRP-4 按照驱动类型分类 按照尺寸和规模分类 电动驱动 •使用电动机作为主要驱动源。•驱动精度高，适合精细操作。•动作相对平稳，适用于多种应用场景。 Atlas 液压驱动 •使用液压系统（液压泵和液压缸）作为主要驱动源。•提供强大的驱动力和高扭矩，适用于重载和高强度任务。 HDAtlas 气动驱动 •使用气动系统（空气压缩机和气缸）作为驱动源。 •驱动力量相对较小，适用于轻载任务。 iCub 混合驱动 •结合多种驱动类型（如电动和液压、气动等）以优化性能和适应不同任务需求。 Jimmy 小型 尺寸：通常在10厘米到50厘米之间。 重量：较轻，通常在10公斤以内。应用：主要用于教育、研究和娱乐。 ROBI 中型 尺寸：通常在50厘米到1.3米之间。 重量：通常在几公斤到几十公斤之间。 应用：主要用于教育、服务、研究和轻工业等领域。 Kibo 大型 REEM-C 尺寸：通常超过2米，甚至更高。 超大型 重量：通常在几百公斤以上。 应用：这类机器人多用于特定的研究项目和展示。 EaglePrime 尺寸：通常在1.3米到2米之间。 重量：通常在几十公斤到几百公斤之间。应用：用于更复杂和重型的任务，如救援、建筑、重工业和高端服务业。 按照应用场景分类 工业型 •物品搬运：搬运和整理物品，减少人工劳动。•装配和检测：在生产线上进行装配、检测和维护。 Digit 娱乐型 •互动娱乐：参与互动游戏和娱乐活动。•表演展示：展示舞蹈和其他技能。•家庭陪伴：提供陪伴和简单的家务服务。 Stuntronics 研究型 •科学研究：用于研究人工智能、机器人技术和人机交互。•技术测试：测试新技术、新算法和新硬件。 Valkyrie 通用型 •多功能性：能够执行各种不同的任务，包括服务、护理、教育、娱乐等。•高度灵活性和适应性：适应多种环境和任务需求，具备自主学习和调整能力。 Optimus 服务型 •迎宾和导览：提供信息咨询和引导服务。 •送餐和快递：在酒店和餐厅中递送餐食和物品。 •客户服务：解答顾客的问题和提供帮助。 Pepper 医疗型 •护理辅助：帮助患者移动、提供基本护理服务。•康复训练：辅助患者进行康复训练和物理治疗。 •医疗辅助：支持医生进行手术和检查等。 Tora 教育型 •编程教学：教授学生编程和机器人技术。•教育辅助：用于科学实验和教学演示。 •互动学习：通过互动增强学生的学习兴趣和效果。 AELOS 02人形机器人产业发展概况 2.1全球人形机器人产业发展概况 2.2中国人形机器人产业发展现状 2.3上半年行业融资情况 2.4上半年产品及创新情况 2.5上半年市场应用情况 2.6市场竞争格局及主要参与者 •人形机器人技术的早期探索可追溯至20世纪中期。1972年，日本早稻田大学研发出世界上第一款全尺寸人形智能机器人WABOT-1。 •进入1990年代后，随着研究方向的创新，控制方法和人工智能等方面的突破不断涌现，推动了人形机器人技术的快速发展。2000年，本田推出ASIMO，标志着人形机器人的运行功能逐步完善。 •经过多次技术迭代，人形机器人具备了更高的环境感知能力、决策能力、学习能力和运动控制能力。2022年，特斯拉推出Optimus机器人，引领新一轮人形机器人研发热潮。此外，人工智能的快速进步为人形机器人研发注入了新动力，有望进一步实现商业化落地。 1972 早稻田大学Wabot1 1980 早稻田大学Wabot2 2000 本田Asimo 2009 波士顿动力Petman 2013 波士顿动力Atlas 2017 PALRoboticsTALOS 2022 特斯拉Optimus 2023 Figure01 1972年-2000年2000年-2013年2013年-2022年2022年至今 实现了关节驱动，能够根据指令完成特定工作 运行功能逐步完善，并实现能够替代人类完成重力作业的功能 实现高动态运动，具备更高的环境感知能力、决策能力、学习能力以及运动控制能力 人工智能技术快速发展，感知技术、自主决策、自主导航、协作能力等大幅提升 userid:529794,docid:174173,date:2024-09-07,sgpjbg.com 美国 日本 法国 德国 作为一种高科技产业，人形机器人技术的发展与当地的经济条件、教育水平以及科研实力密切相关。因此，这一产业主要集中在经济较为发达的国家和地区，如北美、东亚和西欧。通过综合分析企业数量、专利申请量、政策密集度、投融资热度和市场关注度（媒体报道）这五个维度，可以得出，当前中国、美国、日本、韩国、法国和德国是人形机器人产业热度最高的国家。 中国 韩国 美国 韩国 法国 中国 日本 国家 主要参与者 160+ 从企业数量上来看，中国、美国、日本遥遥领先于其他地区。据新战略产研所不完全统计，截至2024年6月，全球人形机器人本体制造企业已超160家。其中，中国企业超过60家，占比37%，是全球人形机器人本体制造企业数量最多的国家。其后是美国和日本，占比分别为19%和11%。 德国 其他 全球人形机器人本体企业地区分布 国外部分人形机器人相关政策/计划（2021年-2024年） 时间 国家/地区 政策/计划 主要内容 2023 美国 国家人工智能研发战略计划 使美国在人工智能领域保持世界领先地位。促进联邦机器学习方法；增强人工智能系统的感知能力；开发功能更强大、更可靠的机器人等。 2023 韩国 机器人产业发展战略 计划到2030年投资3万亿韩元（约合人民币165亿元）以上，将机器人市场规模从2021年的5.6万亿韩元增至2030年的20万亿韩元以上。 2021 美国 美国国家机器人计划（NRI）3.0 寻求对集成机器人系统的研究，并以之前的NRI项目为基础。旨在推动机器人技术的研究与开发，并鼓励人形机器人的创新与应用。 2022 日本 新机器人战略 旨在使该国成为世界第一的机器人创新中心。提供了超过9.305亿美元的支持。重点领域是制造业、护理和医疗、基础设施和农业。 2022 韩国 第三次智能机器人基本计划 推动将机器人技术发展为第四次工业革命的核心产业。为“智能机器人2022年实施计划”拨款1.722亿美元。 2021 欧盟 欧洲地平线计划（HorizonEurope） 预算为943亿美元，为期七年（2021年至2027年）。加强欧盟的科技基础，提升欧洲的创新能力、竞争力和就业机会。 2021 德国 2025高科技战略（HTS） 到2026年，德国政府每年将提供约6900万美元的资金。该计划旨在利用整个社会和工作领域的技术变革造福于人们。 推动落地 从政策支持情况来看，各国政府都在积极出台相关政策和措施，以促进机器人产业的发展。 欧美和日韩地区都鼓励企业与高校、研究机构合作开展研究和开发，并推动机器人应用落地。 经济支持 缺乏强力措施 各国政府还出台了税收优惠、研发资金支持等措施，以促进相关企业的发展。例如，美国国家机器人计划已在12年内向300个机器人项目投资了约2.5亿美元。) 然而，人形机器人作为一个新兴产业，在世界范围内，仍然比较缺乏集中且明确的政策措施。 从专利申请量来看，近十年，人形机器人技术专利申请数量呈现出增速显著提升的趋势。发明专利的持有量，能在一定程度上体现国家在对应技术领域的创新和能力和产出绩效。在人形机器人领域，中、日、韩、美、法、德的专利申请量名列前茅。截至2023年5月数据，中国的人形机器人专利总量达到6618件，位居全球第一。以有效发明专利计算，中国共拥有发明有效专利1699件，仅次于日本，排名全球第二。 各国人形机器人有效发明专利数量概览 中国 1699 日本 1743 韩国 674 法国 245 美国 358 德国 60 各国人形机器人技术