中投網2024-07-22 08:01 來源：中投網
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前言
隨著人工智能技術的不斷進步和產業界的持續關注，人形機器人技術正迅速發展。像特斯拉和英偉達這樣的企業正在推動這一行業向前發展。盡管目前還面臨一些技術挑戰和成本問題，但預計未來人形機器人的市場規模將會顯著擴大，特別是在核心零部件成本降低和國內替代產品興起的背景下。
一、AI賦能下人形機器人的新賽道與機遇
人形機器人是一種設計精巧、功能豐富的智能機器，它們模仿人類的外形和能力，擁有復雜的結構、傳感系統、驅動裝置和控制機制。這些機器人不僅具備人類的感知能力，還能進行決策、行動和交流，其主要目標是與工具和環境互動，幫助或替代人類完成各種生產任務。人形機器人因其高度的行動靈活性和強大的環境適應性而備受青睞。在非標準化的日常生活環境中，它們能夠像人類一樣自如地行動，無需對環境進行特別改造。
中投產業研究院發布的《2024-2028年未來產業之中國人形機器人行業深度調研及投資前景預測報告》指出，隨著人工智能技術的發展，特別是在大型AI模型的推動下，人形機器人有望實現更高層次的智能化。在決策層面，人形機器人通過感知系統收集信息，然后通過決策層進行分析和判斷，以控制機器人的身體動作和規劃。例如，像ChatGPT這樣的生成式人工智能可以輔助機器人理解復雜的語言條件，并利用其編程能力來細化任務，形成運動規劃的目標函數。此外，AI大模型還能顯著提升人形機器人的仿真學習能力，這不僅加速了軟件的迭代更新，還縮短了算法和硬件的調整周期，提高了訓練效率，使得機器人的訓練過程更加快速、經濟且安全。
人形機器人擁有巨大的市場潛力，預示著一個充滿無限可能的未來。1、在初期階段，我們預見人形機器人將首先在富裕階層和一些基礎工業環境中得到應用；2、進入中期階段，人形機器人已經在安全監控領域發揮著作用，并且家庭服務機器人的應用也在逐步推廣。如果這些領域的接受度和普及速度較快，預計人形機器人的市場規模將迅速增長。
短期內，人形機器人在實際應用中面臨一些主要挑戰，包括運動控制能力的限制、成本高昂以及應用場景不夠明確。針對這些問題，我們認為，未來AI大模型的介入將有助于解決運動控制和算法方面的難題；同時，國內企業在降低成本和提高效率方面具有優勢，隨著生產規模的擴大，成本問題有望得到緩解，這將反過來支持國內廠商的發展。
二、人形機器人產業加速發展，特斯拉、英偉達引領創新潮流
特斯拉Optimus人形機器人取得新進展：能流暢分類電池，自主糾正錯誤；依靠2D攝像頭和傳感器，實現FSD計算機實時運行；步態協調，速度提升30%，達到0.6米/秒；手部自由度將增至22，預計2024年底具備工廠任務能力，2025年對外銷售。
英偉達成立GEAR實驗室，發布Project GR00T基礎模型，推動人形機器人發展。主要優勢包括：VIMA智能體接口，支持多模態輸入和動作輸出。Mindojo框架，結合Minecraft游戲，研究具身智能體。VOYAGER智能體，由LLM驅動，實現終身學習。Eureka訓練工具，自主編寫獎勵算法，提升機器人性能。
國內人形機器人產業在具身智能推動下快速發展，多家企業公布應用規劃，展示成果顯示性能正迅速提升。
圖表：國內機器人布局情況
數據來源：中投產業研究院整理
三、人形機器人行業崛起，國產運控部件廠商迎來新的發展機遇
中投產業研究院發布的《2024-2028年未來產業之中國人形機器人行業深度調研及投資前景預測報告》指出，國內企業正快速進軍工業自動化領域的核心技術部件，預計工業自動化公司將從這一趨勢中獲益。人形機器人的關鍵組件如電機、絲杠和減速器等，國內制造商在這些核心部件的性能參數上已經接近國際標準，并且具有明顯的成本效益優勢。我們預期，隨著人形機器人行業的快速發展，國內產業鏈企業將有機會在高端產品領域實現突破。特別是那些在運動控制領域擁有深厚技術積累的工控企業，預計將從這一產業機遇中獲得顯著利益。
（一）電機：成本優勢驅動下的高端市場突破
電機作為人形機器人的重要組成部分，其穩定性和成本效益成為國內外企業競逐的焦點。國內工控企業正憑借其深厚的伺服電機技術積累，以及在性價比上的優勢，逐步占領高端電機市場。尤其在空心杯電機領域，國內品牌如鳴志電器，不僅在關鍵性能指標上與國際頂尖廠商MAXON的差距日益縮小，更展現出顯著的成本優勢，這與人形機器人追求降本增效的發展趨勢不謀而合。
圖表：國內企業空心杯電機產品布局情況
資料來源：公司公告、中投產業研究院整理
（二）絲杠：國內企業借力收購實現技術躍升
在絲杠技術上，尤其是行星滾柱絲杠，其高技術壁壘一度限制了國內企業的突破。然而，通過引進海外技術團隊或直接收購的方式，國內企業正積極尋求技術突破。以匯川技術成功收購韓國SBC為例，不僅增強了自身在滾珠直線導軌、滾柱直線導軌等領域的實力，也為攻克行星滾柱絲杠這一難題提供了可能。普通滾珠絲杠方面，國內企業如貝斯特，正通過技術創新和市場布局，逐步縮小與國際先進水平的差距，以性價比優勢參與全球競爭。
圖表：國內企業絲杠產品布局情況
資料來源：公司公告、中投產業研究院整理
（三）減速器：國產替代加速，核心性能差距縮小
減速器作為機器人關節的關鍵部件，其技術門檻高，對精度和壽命有極高要求。國內企業如綠的諧波，正通過加大研發投入，優化齒形設計，推動機電耦合技術進步，不斷提升諧波減速器的定制化和模塊化能力，RV減速器則向更大負載方向發展，努力縮小與哈默納科、納博特斯克等國際巨頭的技術差距。同時，國內減速器在價格上更具競爭力，為降低人形機器人成本提供了重要支撐。
圖表：國內企業減速器產品布局情況
資料來源：公司公告、中投產業研究院整理
中投產業研究院發布的《2024-2028年未來產業之中國人形機器人行業深度調研及投資前景預測報告》指出，國內企業在電機、絲杠、減速器等關鍵零部件領域正加速追趕，通過技術創新、成本控制和戰略收購，逐步打破國際技術壁壘，為我國人形機器人產業的崛起奠定了堅實基礎。
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