机械设备行业周报：人形机器人板块价值凸显，特斯拉Robotaxi或再形成催化

人形机器人板块价值凸显，10月特斯拉Robotaxi或再形成催化 人形机器人有望进入放量前夕，包括百度、字节、腾讯、华为等越来越多的大厂将下一次人工智能机会锁定具身智能方向，板块进入里程碑节点。特斯拉将在2024年10月10日举行Robotaxi“Cybercab”揭幕活动，马斯克认为该活动是自2016年Model 3发布以来特斯拉最重要的时刻。完全自动驾驶系统FSD是特斯拉Robotaxi以及特斯拉人形机器人的软件技术基础，依赖摄像头纯视觉路线以及算法算力共同支撑的端到端大模型。特斯拉Robotaxi的亮相标志着FSD系统的进一步突破，有望推动特斯拉人形机器人智能化进展再下一城。 人形机器人产品迭代加快，商业序幕拉开、量产降本可期 技术进展方面，目前人形机器人完成复杂运动的能力明显提升，但仍有待训练数据的积累推动泛化能力进一步成熟。商业化方面，特斯拉、优必选等领先厂商已启动汽车工厂实训，零售服务场景试点亦已提上日程。仅考虑智元等四家给出相对明确量产规划的国内厂商，2025年本体出货量便有望达2000台。随人形机器人设计方案收敛，零部件环节能逐步形成通用件，进而通过模块化生产、储存、组装，降低总体生产成本。多数零部件在国内均有产业基础，国内大厂成本管控经验丰富，国内供应链的成本优势有望充分发挥。 零部件重点关注减速器、丝杠、灵巧手、传感器、电机 结合特斯拉及国内头部人形机器人进展，考虑技术路线、产品能力、价值量、技术壁垒、降本能力等因素，我们认为当前重点关注弹性大的硬件环节。（1）减速器用量预计超预期。（2）丝杠：丝杠仍为重负载首选，随着工艺成熟和价格下降，国内采用行星滚柱丝杠的厂商有望增加。（3）灵巧手或为竞争格局最好的零部件。 （4）传感器随功能升级类型逐步增多，其中编码器、扭矩传感器、视觉传感器基本为标配，而六维力矩传感器与触觉传感器目前多为选配项。（5）电机多采用自研设计，量产后或将以外部采购为主。 受益标的 我们认为，随着人形机器人的销量扩大，关键零部件产业将成为核心受益方，具体包括：（1）减速器：推荐标的：中大力德，受益标的：绿的谐波。（2）丝杠：推荐标的：五洲新春，受益标的：北特科技。（3）灵巧手：受益标的：兆威机电、鸣志电器。（4）传感器：推荐标的：东华测试、康斯特，受益标的：柯力传感、安培龙。（5）电机：推荐标的：雷赛智能，受益标的：步科股份、禾川科技、伟创电气、金力永磁。 风险提示：人形机器人产业进展不及预期、国产厂商导入机器人供应链进度不及预期。 1、特斯拉Robotaxi即将问世，智能化有望再下一城 1.1、特斯拉Robotaxi将在10月10日亮相，或将迎来Model 3后新纪元 特斯拉将在2024年10月10日举行Robotaxi“Cybercab”揭幕活动。马斯克最早在2016年就提出Robotaxi构想。2019年4月的特斯拉自动驾驶日上宣布2020年开始部署Robotaxi。2024年4月，马斯克表示今年在自动驾驶领域累计投入超过100亿美元。5月，特斯拉提出希望在中国测试Robotaxi。 预计Cybercab将是一款比Model 3更小、专为全自动驾驶（FSD）建造的车辆，将在德克萨斯州的Giga工厂生产。“Cybercab”揭幕有望成为自2016年Model 3揭幕以来对特斯拉来说最重要的时刻。马斯克曾多次表示这次特斯拉Robotaxi揭幕活动不仅将展示全新的实体自动驾驶出租车，还将展示“其他的一些新颖的东西”。 1.2、车机协同，FSD系统快速迭代支持人形机器人加速量产落地 自动驾驶突破带动特斯拉人形机器人智能化升级加速。我们认为，此次robotaxi揭幕活动上特斯拉有望展示其最新一代FSD系统的迭代成果。完全自动驾驶系统FSD是特斯拉Robotaxi以及特斯拉人形机器人Optimus的软件技术基础，主要依赖摄像头、雷达和超声波的纯视觉路线以及算法算力共同支撑的端到端大模型。 相比多传感器融合方案，纯视觉路线对算法和算力的要求更高。扩大数据收集场景，增加长尾场景训练量级，是特斯拉突破自动驾驶技术瓶颈的必经之路。同样，人形机器人也需要大量收集线路外数据，提高长尾场景训练量级。自动驾驶汽车摄像头采集的海量长尾场景数据最终能够传输至Dojo进行算法训练，最后通过OTA定义更新到FSD上，从而帮助人形机器人实现部分场景智能化决策。 图1：特斯拉Optimus与汽车共用AI系统 图2：特斯拉Optimus机器人与汽车共用D1芯片 人形机器人扩大训练基础设施投入的规模效益。特斯拉自研一系列AI训练基础设施，包括内核级的Dojo Core、芯片级的D1、模组级的Dojo Tile和集群级的ExaPOD。 单台Dojo服务器算力达到54PFLOP，能大幅缩短AI计算（训练）时长。Dojo暂无对外销售，这代表高昂的研发、制造成本均需特斯拉内部消化。特斯拉推出自动驾驶FSD和Robotaxi使得在商业模式上支持大规模的算力投入，而规模算力投入又将反哺到人形机器人算力基础设施建设，人形机器人的单机算力成本将远远低于同行，且训练人形机器人模型的算力需求有助于摊薄特斯拉对于算力设施的固定投入。 2、人形机器人产品迭代加快，商业序幕拉开、量产降本可期 人形机器人已初步具备汽车工厂内应用能力、逐步打开零售等服务场景应用。 家庭场景综合难度高，技术积淀有望逐步突破。工厂方面，以汽车总装线为例，优必选科技在8月份举办的世界机器人大会上展示了“人形机器人工业场景解决方案”，包括智能质检、智能分拣、智能搬运，涉及稳定行走、自主导航避障、协同合作等能力。零售等服务场景要求人形机器人具备理解客户需求并做出对应动作的能力。 针对商品零售场景，银河通用搭建药店、便利店两个实景，GALBOT机器人已能根据客户需求拿取对应商品，完成交付。 图3：Walker S系列检测轮胎并实时上传检测结果 图4：优必选科技展示“人形机器人工业场景解决方案” 领先厂商已启动汽车工厂、科研、零售服务等场景的商业化落地。特斯拉计划2025年开始小批量生产人形机器人，并在特斯拉工厂部署超过1000个人形机器人。 北京具身人形机器人创新中心公布“百台天工计划”，将向重点科研机构与高校提供超百台“天工”系列机器人。银河通用预计将在2024年第四季度与美团进行合作，开启智慧药店和智能零售的机器人店试点。 智元机器人等厂商已提出明确量产规划，我们预计2024年国内厂商人形机器人（含轮式）出货量有望近千台。假设各厂商出货节奏不变，2025年样本内除优必选、银河通用外的四家国内厂商出货量有望达2000台。 表1：各厂商批量生产规划进度不一，汽车工厂、科研、零售服务场景已有明确规划 人形机器人成本高昂，量产降本的需求前提逐步形成。2021年至2023年6月，优必选共销售10台Walker系列人形机器人，平均售价高达598万元。高昂售价限制人形机器人应用普及。随本体厂数量增加及各家量产规划落地，人形机器人本体需求聚少成多，为上游供应链规模化量产降本创造需求条件。 国内供应链量产降本经验丰富，人形机器人售价有望逐步下行。随人形机器人设计方案收敛，零部件环节能逐步形成通用件，进而通过模块化生产、储存、组装，降低总体生产成本。多数零部件在国内均有产业基础，国内大厂成本管控经验丰富，国内供应链的成本优势有望充分发挥。宇树科技已推出起售价低至9.9万元的G1量产版，我们认为国内供应链成本优势有望使更多人形机器人价格“亲民”。 3、人形机器人量产实现的关键：高性能低成本零部件 结合特斯拉及国内头部人形机器人进展，考虑技术路线、产品能力、价值量、技术壁垒、降本能力等因素，我们认为当前重点关注弹性大的硬件环节。 减速器：传动方案减速器用量超预期。旋转关节上，对负载有要求的关节一般采用行星减速器；轻载及对精度或对力反馈要求较高的关节一般采用谐波减速器。 线性关节上，旋转执行器+连杆仍为国内厂商主流传动方案，用量或超此前预期。代表厂家包括宇树科技、乐聚机器人、北京人形机器人创新中心、逐际动力等。以乐聚机器人为例，其全身拥有26个自由度；单个人形机器人采用减速器的数量达到26个，这超过了2022年特斯拉AI Day中公布的单机采用14个减速器的设计方案。 图5：减速器+连杆仍为国内厂商主流传动方案 行星滚柱丝杠仍为重负载首选。行星滚柱丝杠成为重负载场景首选。代表产品包括智元机器人远征A2 Max、开普勒机器人等。我们认为在人形机器人发展的初期阶段，由于技术的不成熟与应用的特殊性，行星滚柱丝杠面临着高度的定制化需求，这直接推高了其生产成本与单价。随着加工工艺的进一步成熟和完善，行星滚柱丝杠的单价将显著下降，有望达到每根约1000元的水平。届时，更多人形机器人制造商将采用行星滚柱丝杠作为其核心传动部件。 图6：智元、开普勒等厂家使用行星滚柱丝杠方案支持重负载场景 灵巧手是价值量高，格局好的人形机器人硬件环节。价格方面，灵巧手早期应用于科研领域，如Shadow灵巧手报价约220万元/只。用于假肢领域的仿生灵巧手灵活性略低，如德国的Bebionic仿生灵巧手价格至少32万元/只。竞争壁垒方面，灵巧手灵活性提升依赖数据积累，先发厂商优势有望延续。灵巧手核心零部件包含空心杯电机、微型齿轮箱和微型丝杠，加工制造能力要求高，设计和装配工艺壁垒高；具备微传动加工工程经验和规模量产制造能力的企业有望领先。竞争格局好，能有效抵抗价格通缩，未来在人形机器人大量生产时价格下降空间有限。 图7：兆威机电申请灵巧手整体设计专利 图8：兆威机电申请灵巧手控制系统专利 传感器，随功能升级类型逐步增多，与其他硬件融合是趋势。编码器、扭矩传感器、视觉传感器为人形机器人标配项，六维力矩传感器与触觉传感器暂为选配项。 编码器：价值量高。随着伺服控制性能提高，对编码器精度要求也在逐步提升，可采用的入门级方案为电机端加装绝对值编码器，进阶方案为增量双编码器（光编+磁编），高级别方案为双绝对值编码器（增加精度，减少系统复杂性）。 表2：根据宇树科技G1传感器价值量拆解，编码器、触觉传感器整体价值量较高 触觉传感器配合灵巧手使用，可实现人手抓取等动作。 六维力矩传感器价值量较高，降本后渗透率有望加速提升。我们认为六维力矩传感器是实现人形机器人精细化力控的核心器件，对比电流环具备显著优势，但由于价格因素应用较少。 图9：智元A2W双臂内置六维力传感器，定位于柔性制造场景 视觉传感器是机器人运动控制及避障的核心部件。视觉传感器的类型多样，包括摄像头（普通单目摄像头、深度摄像头）、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、红外传感器等。我们看到摄像头（普通单目摄像头、深度摄像头）在人形机器人本体中应用较广。我们认为目前人形机器人涉及室外运动场景较少，这也是采用摄像头可以满足当前需求的重要原因。随着室外场景、夜间环境等场景需求增加，激光雷达、毫米波雷达在人形机器人上的应用有望增多。 图10：星动纪元W1搭载设觉传感器识别物体形状、位置、尺寸 电机环节，本体厂商多采用自研设计，规模量产后或寻求外采或代工。无框电机集成在机器人关节中，结构紧凑、定制需求强，大部分厂商选择自研设计。在价值量方面，无框电机目前价值量普遍在500-1000元，降本空间相对小。我们认为，目前实现规模量产售卖的无框力矩厂商能够在前期实现产品快速迭代，在人形机器人规模量产时，有望借助先发卡位优势占据更高的市场份额。 4、受益标的 我们认为，随着人形机器人的销量扩大，其关键零部件产业将成为核心受益方，具体包括： （1）减速器：推荐标的：中大力德，受益标的：绿的谐波。 （2）丝杠：推荐标的：五洲新春，受益标的：北特科技。 （3）灵巧手：受益标的：兆威机电、鸣志电器。 （4）传感器：推荐标的：东华测试、康斯特，受益标的：柯力传感、安培龙。 （5）电机：推荐标的：雷赛智能，受益标的：步科股份、禾川科技、伟创电气、金力永磁。 （6）动作捕捉。 5、风险提示 人形机