人形机器人职业专题报告：AI赋能下空间可期看好特斯拉供应链

　　机器人技能的研讨起始于20世纪中期，首要是依据计算机技能和主动化技能的快速开展。 依据IFR分类，机器人首要包括工业机器人和服务机器人。 工业机器人：是一种经过编程或示教完结主动运转，具有多关节或多自由度，而且具有必定感知功用，如视觉、力觉、位移检测 等，然后完结对环境和作业方针自主判别和决议方案，可以代替人工完结各类深重、庸俗或有害环境力劳作的主动化机器。 服务机器人：服务机器人是除工业机器人以外的、用于非制作业并服务于人类的各种先进机器人的总称。依据运用场景的不同， 服务机器人可分为家用服务机器人和专业服务机器人两个范畴，其间，家用服务机器人可分为清洁机器人、文娱机器人、教育机 器人、陪护机器人、家庭安全机器人等；专业服务机器人可分为医疗机器人、安防巡检机器人、物流机器人、客服机器人以及军 事机器人等。 咱们以为传统的机器人如工业机器人更相似工业配备，服务机器人是相似家电的消费品，故传统机器人（工业+服务）职业的开展 更多和工业制作以及服务业职业增速相关。

　　工业机器人商场空间：2021年全球工业机器人商场微弱反弹，商场规模为1190亿元，同比增加26%；2021年全球工业机器人安 装量达52万台，同比增加35%。跟着商场需求继续开释以及工业机器人的进一步遍及，工业机器人商场规模有望坚持安稳增加， IFR估计2024年商场规模有望到达1564亿元，5年CAGR为10.8%。工业机器人是完结主动化出产的终端设备，下流是轿车制作 业、3C职业、化工、金属加工业、食物制作等。服务机器人商场空间：2021年全球服务机器人商场规模达1170亿元，同比增加25%。服务机器人运用场景和服务方式正不断拓 展，IFR估计2024年全球服务机器人商场规模达1972亿元，5年CAGR为20%。

　　工业机器人竞赛格式：全球工业机器人商场长时刻由外资独占，日本发那科、瑞士ABB、日本安川、德国库卡“四大家族”的商场 占有率超越50%。国产代替显着加快，一方面，外资企业在出产、交货、售后服务等多方面均遭到全球供应链影响，国产机器人 厂商凭仗国内较为完好的供应链体系、强壮的技能服务才能和灵敏的商场策略，在锂电、光伏、新能源轿车零部件等新式范畴持 续浸透，国产化工控产品比例继续加快提高；另一方面，国产龙头机器人厂商开展势头杰出依据MIR睿工业数据，2017-2022 年 我国工业机器人国产化率由24.2%提高至35.7%。

　　不同于工业机器人，“四大家族”占有中心位置，人形机器人多为科技、互联网企业

　　传统工业机器人龙头“四大家族”在人形机器人赛道竞赛力不强，现在没有显着的人形机器人研制开展，只要一些人性化规划的 双臂机器人，如ABB推出的双臂协作机器人Yumi。人形机器人赛道上科技、互联网龙头参加，其间互联网探究运用场景。近几年人形机器人迎来较高重视度，除了传统机器人厂商， 车企、互联网企业纷繁入驻，多方实力的沟通丰厚了机器人的可用性，经过技能搬迁，向多范畴不断浸透。1）头部科技企业对人 形机器人赛道的重视可赋能本身消费文娱等首要事务，AI赋能探究下流运用场景，旁边面推进技能向工业等范畴的落地运用。2）科 技企业电新系特斯拉依托事务了解优势，整合多方资源，加快降本和规模化量产。

　　Ameca由机器人公司Engineered Arts制作，具有极端挨近真人的面部表情和动作，首要规划为进一步开发人机交互机器人技能的平 台，未来有望运用于文娱和沟通场景。Ameca运用嵌入式麦克风，双目眼装置的摄像头，胸部摄像头和面部辨认软件与大众互动，底 层体系选用Tritium+Mesmer。交互可以由 GPT-3 或人类长途出现办理。 Tritium：连接了软件、设备和云端，首要担任智能化和各个机械结构之间的联动； Mesmer：供给丰厚的面部表情和肢体动作数据。 Mesmer用36个摄像机对人体进行360度的3D扫描后，为机器人供给浅笑、傻笑、 张嘴、挑眉、吃惊等表情才能，重现人脸的改变。 缺陷：现在还不能行走，无清晰商用化方案，可以13.3万美元出售。

　　一直以来，人形机器人职业开展的痛点详细体现在1）运动才能不合格：2）本钱居高不下；3）缺少能落地的运用的场景。 跟着近几十年的开展，人形机器人有了可商业化落地的场景（EVE可运用到安保职业），咱们以为当时产品的中心对立在于运动操控能 力不合格，详细体现在：

　　运动操控技能不成熟：当时人形机器人的难点首要会集在下肢，尤其是在下肢运动时，能否坚持全身的安稳性。因为下肢对力气要求、 安稳性要求、肢体动作的连接性要求更高，这就导致现在下肢运动的研制只能是缓慢探究。

　　力感知才能差易跌倒：正如咱们周围的世界，无论是野外路途、台阶，仍是室内柜子、门等等一切的环境机物体，都是环绕人体工程学 和人体力学而规划的。人形机器人要完结种种功用和运用，怎么交融一个非结构化的世界，就是首要面临的问题。

　　关节扭矩技能需开展：在硬件层面上，要做到与人类关节平等的扭矩密度，现在简直完结不了。但个中的距离问题，究竟是一个关于学 术理论的问题，仍是一个触及工程制作的问题，当时在学术界和工业级都没有对此达到一个一致。

　　总体上看，咱们以为人形机器人现已过了“展现为主+噱头性大”的阶段，现在技能已有开始根底，现阶段要点在于处理技能和本钱痛点， 一旦技能挨近临界点，人形机器人有望在各个非结构化场景下发明需求。

　　考虑到现在人形机器人的已投入运用的状况和经济性，咱们以为人形机器人第一步浸透的场景或为安保、仓储物流职业，首先渗 透的区域或在欧美等高人力本钱国家。

　　已投入运用状况：2023年5月23日，由OpenAI支撑的机器人公司1X的CEO泄漏，其开发的人形机器人现已在美国和欧洲投入 运用，这款机器人在两个工业现场担任保安作业：与其他安保机器人不同，它有一个头、一张脸、两条手臂，而且可以自主导航。

　　经济性：此前，马斯克表明未来方针是将人形机器人的本钱降至2万美元（约合14万人民币），现在市面上的人形机器人价格动 辄上百万元，从上百万降至十几万元难度较大。但咱们近期了解发现，美国特斯拉工厂工人起薪在16美元/h，若人形机器人能替 代，即便定价7万美元（合50万元人民币，此外，现在一般工业机器人中位数价格在15W），依照5年折旧，1年作业350天 *24h，对应小时本钱在1.7美元，远低于人工本钱16美元/h。欧美商场的高人力本钱，使得其对低本钱的机器人需求迫切性十足。

　　依托电动轿车协同优势，TSL人形机器人有望在24年完结量产，26年完结商业化

　　特斯拉电动车产业化第一步历时5年，从建立到大批量交给历时15年。特斯拉建立于2003年，前史5年于2008年推出Roadster， 随后又过了4年于2012年推出Model S，随后2015年推出Model X，线月特斯拉的AI Day 上，马斯克宣告做人形机器人“擎天柱”（Tesla Bot），22年9月发布人形机器人 “Optimus”的原型机，该机器人重73公斤、高1.72米，可以转移货品、给植物洒水以及移动金属棒。

　　从现在开展看，机器人开展显着或快于电动车，咱们以为原因或在于特斯拉彼时公司刚刚建立，资金、办理还不到位等，而人形 机器人可依据电动车已有的研制团队、办理团队，乃至是电车的产业链、算法可复刻到机器人，故开展更快。

　　马斯克以为特斯拉机器人未来价格会比特斯拉的车廉价，价格瞄准2万美元，方案销量超越百万台，估计3年完结量产，5年完结商 用，以21年作为猜测期，即24年完结量产，26年完结商用。

　　特斯拉车端打造FSD和Dojo加快数据练习、模型迭代的速度。1）FSD Beta 已在超越16万辆车上测验，一年内就练习7.5万个神经网络模型，相当于每8 分钟就练习一个。2）超级计算机Dojo是练习加快器，让特斯拉在代码、规划 方面的练习速度提高30%（假如选用人工标示，练习一个神经网络模型需一 两周乃至几个月时刻），而且具有本钱和能耗优势。

　　特斯拉人形机器人可搬迁车端算法。 特斯拉人形机器人的视觉辨认、场景构 建等都选用了FSD相同的神经网络学习技能，运用深度学习、大数据剖析、 Dojo练习、主动符号等算法，Dojo的巨大算力可供给云端练习支撑。未来随 着用户进一步扩展，数据量、模型体量都会更大，特斯拉在视觉AI算法、人 工智能芯片、主动驾驶运用实践、AI练习渠道方面的优势也会进一步扩展， 有望打破人形机器人的开展枷锁。

　　人形机器人产业链首要包括软件端（环境感知模块、智能AI芯片模块、操作体系模块）和硬件端（运动操控模块）。咱们以为软 件端特别是算法相关的大概率特斯拉自己做，故从A股出资时机看，国内硬件供货商时机更大。

　　从大的产业链上看，机器人可分为上游中心零部件（占大头）、中游机器人本体，下流体系集成商，考虑到人形机器人职业尚处 于前期+本体制作的高壁垒，咱们以为国内企业的时机多在中心零部件，故后文要点剖析中心零部件。

　　工业机器人是一个典型的机电一体化产品，由三大部分、六个子体系组成，三大部分分别是机械部分、传感部分、操控部分，六 个子体系分别是：驱动体系、机械结构体系、操控体系、人—机交互体系、感触体系、机器人—环境交互体系。 工业机器人三大中心零部件分别为减速器（本钱占比35%）、伺服电机（本钱占比20%左右）、操控器（本钱占比15%左右）。

　　界说：在结构上突破了传统电机的转子结构方式，选用的是无铁芯转子，也叫空心杯型转子。这种新颖的转子结构彻底消除了由 于铁芯构成涡流而形成的电能损耗。供货商：1）国外：瑞士MAXON，德国FAULHABER（两家空心杯电机+齿轮箱+编码器集成件年销售额约32亿欧元）；2）国 内：鸣志电器，鼎智科技（江苏雷利子公司）、伟创电气。

　　界说：T型丝杠是梯形丝杠，是螺母不带钢珠的滑动丝杆，其螺牙成梯形状。 首要供货商：鼎智科技。 技能优势：独立规划T型丝杆的牙形及滚压轮，选用世界先进滚压设备和出产工艺，产品表面光洁度Ra＜0.2，导程精度 ±0.002mm，行程差错＜0.，具有杰出的丝杆精度、光洁度及传动功率；自主研制的丝杆校直组织及丈量体系可 完结T型丝杆的主动校直，产品直线mm。

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