人形機器人行業(yè)事件點評：特斯拉更新Optimus進展AI賦能人形機器人開啟萬億賽道

請務(wù)必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內(nèi)容1證券研究報告|2023年06月07日人人形機器人行業(yè)事件點評特斯拉更新Optimus進展，AI賦能人形機器人開啟萬億賽道超配令行業(yè)研究·行業(yè)快評令機械設(shè)備·自動化設(shè)備令證券分析師：證券分析師：證券分析師：吳雙唐旭霞李雨軒0755-819813620755-819818140755-81981140wushuang2@證券分析師：證券分析師：證券分析師：吳雙唐旭霞李雨軒0755-819813620755-819818140755-81981140投資評級：超配(首次評級)執(zhí)證編碼：S0980519120001執(zhí)證編碼：S0980519080002執(zhí)證編碼：S0980521100001令5月16日，特斯拉2023年年度股東大會上發(fā)布了Optimus人形機器人最新演示視頻，馬斯克表示，特斯拉的長期價值可能來自于Optimus人形機器人，如果人形機器人和人的比例是2:1左右，那么人們對機器人的需求量可能是100億乃至200億個，遠超電動車的數(shù)量；同日，英偉達創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛在ITFWorld2023半導體大會上表示，AI下一個浪潮將是“具身智能”，即能理解、推理、并與物理世界互動的智能系統(tǒng)。令國信機械觀點：以ChatPGT為代表的大模型正在引領(lǐng)新一輪人工智能浪潮，這輪AI浪潮將極大地提高全人類的生產(chǎn)力水平，為產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展及全社會應(yīng)用場景的拓展都帶來了極為廣闊的成長空間，而AI和人形機器人結(jié)合形成的具身智能有望成為最爆款的產(chǎn)品，當前已具備實現(xiàn)“類人功能”的基礎(chǔ)技術(shù)要素，軟件方面AI大模型提供“大腦”能力，控制算法加速迭代提升“小腦”能力，硬件方面國內(nèi)外多家企業(yè)已推出可實現(xiàn)基礎(chǔ)動作和交互的人形機器人，往后看未來發(fā)展路徑清晰，更聰明、更效率、更靈活可貼切滿足人類需求的人形機器人指日可待。特斯拉的Optimus人形機器人顯示了其相關(guān)技術(shù)正在快速發(fā)展，有望推動行業(yè)技術(shù)進步、產(chǎn)業(yè)降本，加速人形機器人商用化場景落地。在人形機器人商業(yè)化趨勢下，具備高性價比優(yōu)勢的國產(chǎn)零部件供應(yīng)商有望受益。令投資建議：特斯拉人形機器人進展迅速，AI賦能推動解決痛點問題，人形機器人商業(yè)化進程有望加速，首次覆蓋給予人形機器人行業(yè)“超配”評級，當前人形機器人處于從0到1的階段，建議重點關(guān)注確定及潛在可能的產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)標的：1)減速器環(huán)節(jié)：重點推薦綠的諧波，關(guān)注雙環(huán)傳動(汽車組聯(lián)合覆蓋)、中大力德；2)微電機環(huán)節(jié)：重點推薦鳴志電器(電新組聯(lián)合覆蓋)，關(guān)注江蘇雷利(電新組聯(lián)合覆蓋，鼎智科技母公司)、步科股份；3)伺服環(huán)節(jié)：重點推薦匯川技術(shù)，關(guān)注雷賽智能、禾川科技；4)旋轉(zhuǎn)/線性關(guān)節(jié)環(huán)節(jié)：重點推薦三花智控(汽車組聯(lián)合覆蓋)、拓普集團(汽車組聯(lián)合覆蓋)等。令特斯拉Optimus人形機器人迭代加速，AI下一個浪潮將是“具身智能”大會上發(fā)布了Optimus人形機器人最新演示視頻，展示了其在自然行走、電機扭矩控制、力度控制、環(huán)境識別及記憶等方面的進步。馬斯克強調(diào)，現(xiàn)在是推進研發(fā)人形機器人的絕佳機會，因為可以共享大量自動駕駛領(lǐng)域的軟硬件技術(shù)成果，Optimus將使用與該公司電動汽車相同的全自動駕駛系統(tǒng)(FSD)。同時，馬斯克將人形機器人視作特斯拉長期價值的重要來源，他預計未來人形機器人總需求量將達到100億臺，甚至遠超汽車。如果機器人與人的比例為2:1，需求量或?qū)⑦_到200億臺。人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈價值的潛在市場空間巨大。請務(wù)必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內(nèi)容2證券研究報告圖1：特斯拉人形機器人Optimus結(jié)構(gòu)二屆人工智能日，國信證券經(jīng)濟研究所整理圖2：特斯拉人形機器人Optimus環(huán)境識別能力展示提升。2021年8月20日，馬斯克在首屆特斯拉人工智能日(AIDAY)上首次發(fā)布特斯拉人形機器人(TeslaBot)計劃，代號“擎天柱”(Optimus)。2022年4月，馬斯克在財報會議上指出，Optimus的重要性將在未來幾年逐漸顯現(xiàn)，最終將比汽車業(yè)務(wù)更具價值。2022年9月，路透社發(fā)表報道稱馬斯克在某次TED演講中表示，機器人可以用于家庭，做飯、修剪草坪和照顧老人，甚至成為“朋友”(buddy)。2022年10月，特斯拉第二屆人工智能日(AIDAY)，擎天柱首次在沒有任何支撐的情況下亮相，馬斯克表示特斯拉將致力于大規(guī)模量產(chǎn)并降低器人最新演示視頻，展示其最新產(chǎn)品進步。圖3：特斯拉人形機器人Optimus發(fā)展歷程AI下一個浪潮將是“具身智能”，潛在萬億賽道前景廣闊。5月16日，NVIDIA(英偉達)創(chuàng)始人黃仁勛在比利時舉行的ITF2023年半導體大會上表示，下一波人工智能浪潮是“具身人工智能(embodiedAI)”。具身人工智能指有身體并支持物理交互的智能體，需要像人一樣能與環(huán)境交互感知，自主規(guī)劃、決策、行動。此前人類依賴手寫代碼來控制機器人，而進入AIGC時代，GPT等AI大模型有望有效解決這一痛點。已有不少研究者嘗試將多模態(tài)的大語言模型作為人類與機器人溝通的橋梁，如2023年3月谷歌和柏林工業(yè)大學推出的史上最大的視覺-語言模型：PaLM-E，既可理解圖像，也能理解并生成語言、執(zhí)行各種復雜的機器人指令而無需重新訓練；2023年4月，微軟研究團隊展示了多個ChatGPT解決機器人難題的示例。作為“具身人工智能”的理想載體，如特斯拉的Optimus、波士頓動力的Atlas和Spot、優(yōu)必選的WalkerX等已有人形機器人，有望充分受益“機器人+AI”趨勢帶來的發(fā)展機遇。請務(wù)必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內(nèi)容3證券研究報告令人形機器人復盤：持續(xù)發(fā)展近百年，AI賦能有望帶來歷史性跨越發(fā)展人形機器人發(fā)展歷史超百年，中日美英等國推出人形機器人產(chǎn)品。復盤人型機器人發(fā)展歷史，行業(yè)發(fā)展已近百年。1920年代后期，美國通用電器制造商西屋電氣公司發(fā)明的“Televox”、英國W.H.理查茲和飛機工程師艾倫·雷菲爾發(fā)明的“埃里克”以及日本生物學家西村誠發(fā)明的“學習天生”成為世界上首批人形機器人。1960年，MiomirVukobratovic提出了零矩點(ZMP)穩(wěn)定性理論，為人形機器人發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)，日本早稻田大學的加藤一郎(IchiroKato)大約在同一時間開發(fā)了第一個人形靜態(tài)機器人和后來的動態(tài)平衡機器人WABOT。2000年，中國國防科技大學發(fā)布國內(nèi)人形機器人“先行者”。2008年，用于認知科學研究的iclub機器人首次發(fā)布，2016年，NeuroroboticsRobotDesigner平臺建立，旨在創(chuàng)建有大腦的機器人。2021年以來，特斯拉、小米、優(yōu)必選、SanctuaryAI等企業(yè)均推出了自己的人形機器人產(chǎn)品。其中，優(yōu)必選為我國人形機器人行業(yè)龍頭，深耕人形機器人行業(yè)超11年，具備人形機器人全棧式技術(shù)能力，已突破機器人運動規(guī)劃和控制、伺服驅(qū)動器、計算器視覺、語音交互、SLAM導航、視覺伺服操作、人機交互、機器人操作系統(tǒng)應(yīng)用框架ROSA等核心技術(shù)。圖4：人形機器人發(fā)展歷經(jīng)百年，中日美英當前均有布局表1：目前已推出主要人形機器人參數(shù)對比名稱發(fā)布時間研發(fā)廠商基本參數(shù)價格價格商業(yè)化程度應(yīng)用場景Pepper日本軟銀高度：121厘米重量：29公斤自由度：20個2018年停產(chǎn)教育、商品、護理和醫(yī)療機構(gòu)EVETechnologies高度：186厘米重量：83公斤--已在挪威和北美生產(chǎn)生產(chǎn)、后勤、保衛(wèi)新版美國波士頓動力高度：150厘米重量：89公斤自由度：28個美元尚未商業(yè)化科研平臺Walkerx中國優(yōu)必選高度：130厘米重量：63公斤自由度：41個-正在推進科研開發(fā)CyberOne中國小米高度：177厘米重量：52公斤自由度：21個-起步階段探索研究nologies請務(wù)必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內(nèi)容4證券研究報告令AI助力人形機器人解決痛點問題，商業(yè)化有望加速人形機器人核心技術(shù)分別為運動控制、人機交互、環(huán)境感知三類。1)運動控制：運動控制系統(tǒng)主要負責運動規(guī)劃及高性能伺服驅(qū)動器控制，相當于人的軀干及四肢。運動控制系統(tǒng)首先進行具體運動任務(wù)規(guī)劃，提供精確及可重複的驅(qū)動機制，并控制機器人實現(xiàn)廣泛的靈活運動并實現(xiàn)操作、移動及運動等功能。涉及硬件主要包括電機、減速器、控制器、電池等；2)人機交互：人機交互系統(tǒng)主要負責機器人與人之間可以通過語音、表情等方式進行交流，相當于人的大腦，系統(tǒng)包括負責數(shù)據(jù)整理和算力處理的存儲器和智能芯片；3)環(huán)境感知：環(huán)境感知系統(tǒng)主要負責數(shù)據(jù)的前端采集，相當于人的眼、耳、鼻、皮膚等。其中，計算機視覺能夠使機器人識別各類事物，幫助其判斷下一次行動、動作或人機互動決策的物體細節(jié)。涉及硬件主要包括傳感器、攝像頭、雷達等。AI賦能加速人形機器人技術(shù)升級，“大腦+小腦”同步發(fā)展。GPT大模型技術(shù)在人形機器人上的應(yīng)用有助于其商業(yè)化進程推進。一方面，大模型可解決“大腦”自主思考問題，使其具備理解與推理能力。邊緣端布局的面向機器人作業(yè)的中模型可快速處理傳感信息，結(jié)合運動規(guī)劃與控制小模型，從而構(gòu)建出一體化智能機器人系統(tǒng)，完成人形機器人的智能閉環(huán)。另一方面，更強算力可提升機器人“小腦”運動控制能力，此前人類依賴手寫代碼來控制機器人，進入AIGC時代，GPT等AI大模型有望有效解決這一痛點，已有不少研究者嘗試將多模態(tài)的大語言模型作為人類與機器人溝通的橋梁。作為“具身人工智能”的理想載體，如特斯拉的Optimus、波士頓動力的Atlas和Spot、優(yōu)必選的WalkerX等已有人形機器人，有望充分受益“機器人+AI”趨勢帶來的發(fā)展機遇。人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈的上游為基礎(chǔ)原材料以及零部件，中游為機器人本體和系統(tǒng)集成，下游為不同應(yīng)用場景。原材料主要有非金屬碳纖維和金屬材料鋁鎂合金等，三大核心零部件分別為伺服系統(tǒng)、控制器、減速器，是直接決定機器人的性能、可靠性和運動能力，對機器人整機起著至關(guān)重要的作用；其他零部件包括編碼器、傳感器、AI智能設(shè)備、系統(tǒng)軟件等。中游機器人本體是對機器人進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用上游零部件完成加工組裝；系統(tǒng)集成是負責機器人軟件系統(tǒng)開發(fā)和集成，根據(jù)終端客戶個性化需求為不同客戶提供應(yīng)用解決方案。下游包括個人、家庭應(yīng)用、商業(yè)服務(wù)應(yīng)用以及工業(yè)生產(chǎn)制造應(yīng)用等不同應(yīng)用場景。圖5：人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈梳理人研究、Ofweek、國信證券經(jīng)濟研究所整理請務(wù)必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內(nèi)容5證券研究報告伺服器、減速機、控制器是人形機器人三大核心零部件，成本占比超70%。參考工業(yè)機器人，根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，核心零部件占工業(yè)機器人成本約70％，其中減速器、伺服系統(tǒng)、控制器分別占比約35％、25％、10％。考慮到人形機器人相較于傳統(tǒng)工業(yè)機器人自由度大幅提升，預計減速器、電機成本占比將會更高。1)伺服系統(tǒng)：伺服系統(tǒng)是能精確控制執(zhí)行機構(gòu)的自動控制系統(tǒng)，主要由伺服驅(qū)動器、伺服電機和編碼器組成。伺服系統(tǒng)是工業(yè)自動化的關(guān)鍵零部件，能夠控制物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出量隨著輸入量的變化而變化，是實現(xiàn)精準定位、精準運動的必要途徑。2)減速機：精密減速器是連接伺服電機和執(zhí)行機構(gòu)的中間裝置，通過齒輪嚙合將伺服電機的動力傳遞到執(zhí)行機構(gòu)上，起到匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。目前應(yīng)用于機器人領(lǐng)域的減速器主要有RV減速器和諧波減速器。3)控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)相當于機器人的大腦，負責向機器發(fā)布和傳遞指令動作，控制機器人在工作中的運動位置、姿態(tài)和軌跡。圖6：工業(yè)機器人成本結(jié)構(gòu)究院，國信證券經(jīng)濟研究所整理圖7：特斯拉人形機器人optimus構(gòu)造細節(jié)二屆人工智能日，國信證券經(jīng)濟研究所整理Optimus全身共有40個驅(qū)動器，零部件類型多用量大。馬斯克于特斯拉第二屆人工智能大會上公布了人形重的中小型貨物。核心部件方面，Optimus全身共有40個驅(qū)動器，其中軀干有28個、手部12個。軀干部分分別為14個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)執(zhí)行器和14個線性關(guān)節(jié)執(zhí)行器，雙手共12個驅(qū)動器?？赡苌婕暗暮诵牧悴考ㄖC波減速器、電機、滾珠絲杠、傳感器等。令產(chǎn)品性價比優(yōu)勢顯著，國產(chǎn)零部件廠商大有可為降本為人形機器人商業(yè)化的關(guān)鍵之一，我國零部件廠商性價比優(yōu)勢顯著?，F(xiàn)階段人形機器人的成本較高，主要是由于機械結(jié)構(gòu)復雜、控制系統(tǒng)和傳感器等部件的成本較高，導致整機成本居高不下，國產(chǎn)機器人零部件企業(yè)有望基于產(chǎn)品性價比優(yōu)勢獲得更多參與機會。減速器方面，綠的諧波是國內(nèi)首家諧波減速器企業(yè)，國內(nèi)諧波減速器龍頭；雙環(huán)傳動和中大力德為我國RV減速器領(lǐng)先企業(yè)。伺服系統(tǒng)方面，匯川技術(shù)是國內(nèi)工控領(lǐng)域龍頭；禾川科技和雷賽智能是智能裝備運動控制領(lǐng)域行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)。電機方面，鳴志電器全球領(lǐng)先的電機及驅(qū)動系統(tǒng)制造商，深入布局步進電機、無刷電機、伺服電機、空心杯電機等產(chǎn)品。關(guān)節(jié)方面，三花智控為全球領(lǐng)先的生產(chǎn)和研發(fā)制冷空調(diào)控件元件和零部件的廠商，持續(xù)加強機器人機電執(zhí)行器業(yè)務(wù)投入；拓普集團積極布局機器人產(chǎn)業(yè)，樣品已獲得客戶認可。人形機器人本體方面，優(yōu)必選是國內(nèi)頂尖的人工智能和人形機器人研發(fā)企業(yè)，已向港交所遞交招股書。小米于2022年8月發(fā)布全尺寸人形仿生機器人CyberOne，由小米機器人實驗室全棧自研完成，除實現(xiàn)雙足運動姿態(tài)平衡外，還可感知45種人類語義、對真實世界三維虛擬重建等。證券研究報告請務(wù)必閱讀正文之后的免責聲明及其項下所有內(nèi)容6表2：國內(nèi)人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈機械行業(yè)重點企業(yè)所屬類型代碼公司名稱主營業(yè)務(wù)23-24年預測凈利潤(億元)23-24年預測PE(億元)總市值688017.SH綠的諧波精密諧波減速器的規(guī)模化生產(chǎn)及銷售，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、等高端制造領(lǐng)域。機械傳動與控制應(yīng)用領(lǐng)域關(guān)鍵零部件的研發(fā)、生產(chǎn)、2.47/3.4192/67228減速器002896.SZ中大力德銷售和服務(wù)，主要產(chǎn)品包括精密減速器、傳動行星減速器等。0.99/1.4941/2740002472.SZ雙環(huán)傳動專注于機械傳動齒輪行業(yè)，國內(nèi)少數(shù)能夠生產(chǎn)制造人形機器人核心零部件RV減速器的廠家之一。8.02/10.5025/19205603728.SH鳴志電器傳感器、步進電機、直流電機、儀動傳感裝置。4.16/6.3551/33210300660.SZ江蘇雷利家用電器微特電機及智能化組件的研發(fā)生產(chǎn)與銷售。3.51/4.6324/1883從人機交互到控制、驅(qū)動和執(zhí)行等一系列較為完整的電機688160.SH步科股份擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的工控產(chǎn)品線，以及數(shù)字化工廠及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案。主業(yè)為醫(yī)療及工業(yè)自動化用線性執(zhí)行器、編碼器、驅(qū)1.15/1.4934/2639873593.BJ鼎智科技控器及其組件為基礎(chǔ)的精密運動控制系列產(chǎn)品生產(chǎn)及銷售。1.33/1.7633/2543伺服系統(tǒng)300124.SZ688320.SH匯川技術(shù)禾川科技工業(yè)自動化控制產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，國內(nèi)最大的中低壓變頻器與伺服系統(tǒng)供應(yīng)商工業(yè)自動化產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及應(yīng)用集成，主要產(chǎn)品包括伺服系統(tǒng)、PLC等。52.57/67.191.78/2.6330/2333/22156559002979.SZ雷賽智能智能裝備運動控制領(lǐng)域行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)。2.48/3.1426/2064關(guān)節(jié)環(huán)節(jié)002050.SZ601689.SH三花智控拓普集團全球領(lǐng)先的生產(chǎn)和研發(fā)制冷空調(diào)控件元件和零部件的廠商，持續(xù)加強機器人機電執(zhí)行器業(yè)務(wù)投入。主要產(chǎn)品為汽車NVH(即減震降噪及舒適性控制)領(lǐng)域橡膠減震產(chǎn)品和隔音產(chǎn)品，積極布局機器人產(chǎn)業(yè)。31.13/38.5223.49/32.7329/2428/20910662本體603666.SH-億嘉和優(yōu)必選從事電力等行業(yè)智能機器人的研發(fā)、制造和應(yīng)用。人工智能和人形機器人研發(fā)、平臺軟件開發(fā)運用及產(chǎn)品銷售。2.46/4.96-34/17-83-Wind濟研究所整理令投資建議：首次覆蓋給予“超配”評級特斯拉人形機器人進展迅速，AI賦能推動解決痛點問題，人形機器人商業(yè)化進程有望加速，首次覆蓋給予人形機器人行業(yè)“超配”評級，當前人形機器人處于從0到1的階段，建議重點關(guān)注確定及潛在可能的產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)標的：1)減速器環(huán)節(jié)：重點推薦綠的諧波，關(guān)注雙環(huán)傳動(汽車組聯(lián)合覆蓋)、中大力德；2)微電機環(huán)節(jié)：重點推薦鳴志電器(電新組聯(lián)合覆蓋)，關(guān)注江蘇雷利(電新組聯(lián)合覆蓋，鼎智科技母公司)、步科股份；3)伺服環(huán)節(jié)：重點推薦匯川技術(shù)，關(guān)注雷賽智能、禾川科技；4)旋轉(zhuǎn)/線性關(guān)節(jié)環(huán)節(jié)：重點推薦三花智控(汽車組聯(lián)合覆蓋)、拓普集團(汽車組聯(lián)合覆蓋)等。令風險提示：人形機器人商業(yè)化進程不及預期；下游需求不及預期；AI技術(shù)發(fā)展不及預期；國產(chǎn)零部件廠商訂單低于預期的風險。證券研究報告免責聲明分析師聲明作者保證報告所采用的數(shù)據(jù)均來自合規(guī)渠道；分析邏輯基于作者的職業(yè)理解，通過合理判斷并得出結(jié)論，力求獨立、客觀、公正，結(jié)論不受任何第三方的授意或影響；作者在過去、現(xiàn)在或未來未就其研究報告所提供的具體建議或所表述的意見直接或間接收取任何報酬，特此聲明。國信證券投資評級類別級別說明股票投資評級買入股價表現(xiàn)優(yōu)于市場指數(shù)20%以上增持股價表現(xiàn)優(yōu)于市場指數(shù)10%-20%之間股價表現(xiàn)介于市場指數(shù)±10%之間賣出股價表現(xiàn)弱于市場指數(shù)10%以上行業(yè)投資評級超配行業(yè)指數(shù)表現(xiàn)優(yōu)于市場指數(shù)10%以上行業(yè)指數(shù)表現(xiàn)介于市場指數(shù)±10%之間低配行業(yè)指數(shù)表現(xiàn)弱于市場指數(shù)10%以上重要聲明本報告由國信證券股份有限公司(已具備中國證監(jiān)會許可的證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格)制作；報告版權(quán)歸國信證券股份有限公司(以下簡稱“我公司”)所有。本報告僅供我公司客戶使用，本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。未經(jīng)書面許可，任何機構(gòu)和個人不得以任何形式使用、復制或傳播。任何有關(guān)本報告的摘要或節(jié)選都不代表本報告正式完整的觀點，一切須以我公司向客戶發(fā)布的本報告完整版本為準。本報告基于已公開的資料或信息撰寫，但我公司不保證該資料及信息的完整性、準確性。本報告所載的信息、資料、建議及推測僅反映