人形機(jī)器人發(fā)展與展望：天工人巧日爭新

天工人巧日爭新證券研究報告證券研究報告證券研究報告人形機(jī)器人到達(dá)發(fā)展奇點(diǎn)：全球又進(jìn)入新一輪科技涌現(xiàn)期，AI助力下海外人形機(jī)器人研發(fā)不斷迭代更新，同時國內(nèi)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也迅速發(fā)展，小米、優(yōu)必選、達(dá)闥、追覓、宇數(shù)、智元、伊艾克斯、博實(shí)股份（排名不分先后）等多家優(yōu)秀人形機(jī)器人公司開始不斷涌現(xiàn)。運(yùn)控算法迭代，機(jī)器人走好第一步：谷歌deepmind團(tuán)隊(duì)推出RT-2，李飛飛團(tuán)隊(duì)開發(fā)具身智能等系列運(yùn)控算法推陳出新，大模型、深度學(xué)習(xí)等前沿內(nèi)容逐步深入機(jī)器人運(yùn)控算法。多模態(tài)大模型主力下，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有望加速。硬件設(shè)計方案與選擇呈現(xiàn)多元化趨勢：電機(jī)、減速器方案，傳感器方案、外觀結(jié)構(gòu)方案多樣化，根據(jù)應(yīng)用場景與應(yīng)用需求不斷調(diào)整。風(fēng)險提示：1）機(jī)器人新產(chǎn)品研發(fā)及拓展不及預(yù)期的風(fēng)險；2）下游需求不及預(yù)期的風(fēng)險證券研究報告 01人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)沿革及進(jìn)展 02 03硬件設(shè)計方案與選擇 04風(fēng)險提示證券研究報告2人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)沿革及進(jìn)展證券研究報告達(dá)闥人形雙足機(jī)器人XR4“七仙女”搭載海睿云端大腦操作系統(tǒng)，集成了多模態(tài)大模型達(dá)闥人形雙足機(jī)器人XR4“七仙女”搭載海睿云端大腦操作系統(tǒng)，集成了多模態(tài)大模型RobortGPT，創(chuàng)新性的引入了并聯(lián)驅(qū)動結(jié)構(gòu)的智能柔性關(guān)節(jié)技術(shù)。具備多模態(tài)融合感知、認(rèn)知、決策和行為生成能力，實(shí)現(xiàn)高性能的具身智能；機(jī)器人實(shí)現(xiàn)平衡站立、優(yōu)美步態(tài)、靈巧雙臂和雙手操作。人形機(jī)器人本體情況匯總技術(shù)方案技術(shù)方案TeslaBot人形機(jī)器人“擎天柱”（Optimus）全新型號結(jié)合AI技術(shù)，具有極強(qiáng)算力的DOJOD1超級計算機(jī)芯片，配合特斯拉自創(chuàng)的高帶寬、低延遲的連接器，算力高達(dá)9PFLOPs。不僅會模仿人類動作，還可以完成物品分類、抓力控制等更復(fù)雜的任務(wù)。特斯拉優(yōu)必選博實(shí)股份傅利葉WalkerXWalkerX身高130cm、體重63kg，能夠進(jìn)行類人步態(tài)行走，最高時速為3km/h；機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了“模塊化”；可拆卸電池。宇樹通用人形機(jī)器人H1采用輕量化材料設(shè)計，專門為H1人形機(jī)器人設(shè)計了扭矩密度更高的M107關(guān)節(jié)電機(jī)。宇樹通用人形機(jī)器人H1整身擁有19個自由度，行走姿態(tài)輕盈穩(wěn)健宇樹通用人形機(jī)器人H1采用輕量化材料設(shè)計，專門為H1人形機(jī)器人設(shè)計了扭矩密度更高的M107關(guān)節(jié)電機(jī)。扭矩達(dá)到了360N·m，并且配合中空軸線和雙編碼器。人形雙足機(jī)器人遠(yuǎn)征A1全身49個自由度。自研的PowerFlow使用準(zhǔn)直驅(qū)關(guān)節(jié)方案，搭配高力矩透明度行星減速器、共軛同軸雙編碼器、一體液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)，以及自研的矢量控制驅(qū)動器，峰值扭矩超過350NM，而重量僅為1.6KG。遠(yuǎn)征A1身高175cm，重量53kg，最高步速可達(dá)7km/h，在雙足行走、智能任務(wù)、人機(jī)互動等領(lǐng)域展現(xiàn)出業(yè)界領(lǐng)先的能力。追覓自研伺服電機(jī)內(nèi)含60多個零件，集成了電機(jī)、驅(qū)動器、減速器及雙編碼器，最大輸出力矩可達(dá)32Nm，最大轉(zhuǎn)速220RPM，力矩帶寬＞1kHz。突破SLAM、ToF激光雷達(dá)、結(jié)構(gòu)光等算法核心技術(shù)，增強(qiáng)了場景識別和語義理解能力。-機(jī)器人涉及仿真皮膚、機(jī)械結(jié)構(gòu)、柔性機(jī)器人關(guān)節(jié)、運(yùn)動控制等多項(xiàng)研發(fā)，是未來應(yīng)用于遠(yuǎn)程教學(xué)、直播等場景的雛形。-目前計劃核心零部件自主完成，已有很好的技術(shù)儲備。-傅利葉智能在康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域的產(chǎn)品矩陣已經(jīng)基本成型?！癈yberOne”高1.77米，重52kg。CyberOne全身13個關(guān)節(jié)“CyberOne”高1.77米，重52kg。配備Mi-Sense深度視覺模塊；面部的曲面OLED模塊可以顯示實(shí)時交互信息。資料來源：各公司公眾號、官網(wǎng)（引用后文資料），民生證券研究院整理證券研究報告4 1.1特斯拉bot加速人形機(jī)器人賽道爭奪戰(zhàn)2023年5月特斯拉展示了TeslaBot人形機(jī)器人“擎天柱”（Optimus）的全新型號。該款人形機(jī)器人不僅會模仿人類動作，還可以完成物品分類、抓力控制等更復(fù)雜的任務(wù)。該款人形機(jī)器人結(jié)合了特斯拉的AI技術(shù)，即基于視覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)測能力的自動駕駛技術(shù)，具有極強(qiáng)算力的DOJOD1超級計算機(jī)芯片，Dojo架構(gòu)擁有一個大規(guī)模計算平面，極高寬帶和低延遲。作為Dojo架構(gòu)的重要組成部分，D1芯片采用7納米制造工藝，處理能力為每秒1024億次。由于每個D1芯片之間都是無縫連接在一起，相鄰芯片之間的延遲極低，訓(xùn)練模塊最大程度上實(shí)現(xiàn)了帶寬的保留，配合特斯拉自創(chuàng)的高帶寬、低延遲的連接器，算力高達(dá)9PFLOPs（9000萬億圖表：Optimus實(shí)物資料來源：Tesla，民生證券研究院資料來源：快科技，資料來源：Tesla，民生證券研究院55優(yōu)必選科技在2012年成立前就開始投入人形機(jī)器人的研發(fā)，至今已超過11年。2016年優(yōu)必選搭建Walker原型機(jī)，2018年發(fā)布第一代大型雙足仿人服務(wù)機(jī)器人Walker，迄今已經(jīng)過四次迭代，2021年發(fā)布人形服務(wù)機(jī)器人WalkerX。WalkerX身高130cm、體重63kg，具有41個高性能伺服驅(qū)動關(guān)節(jié)，能夠進(jìn)行類人步態(tài)行走，最高時速為3km/h；面部160°環(huán)繞4.6K高清雙柔性曲面屏，靈動酷炫的四維燈語體系；機(jī)器人的頭部、手掌、電池都可以快速拆卸和組裝，實(shí)現(xiàn)了“模塊化”；配備便捷可拆卸電池。資料來源：優(yōu)必選，民生證券研究院66 8月16日至22日，達(dá)闥人形雙足機(jī)器人XR4“七仙女”亮相2023世界機(jī)器人大會，這款人形雙足機(jī)器人由達(dá)闥全棧自研，搭載海睿云端大腦操作系統(tǒng)，集成了多模態(tài)大模型RobortGPT，擁有接近人類的智慧，使其成為“具身智能”的代表之作。同時，“七仙女”還創(chuàng)新性的引入了并聯(lián)驅(qū)動結(jié)構(gòu)的智能柔性關(guān)節(jié)技術(shù)，通過基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、高產(chǎn)量、低成本的智能柔性關(guān)節(jié)SCA，解決了人形雙足機(jī)器人關(guān)鍵零部件“卡脖子”問題?！捌呦膳敝С謱?shí)時接入達(dá)闥云端大腦，通過多模態(tài)大模型RobotGPT賦能，具備多模態(tài)融合感知、認(rèn)知、決策和行為生成能力，實(shí)現(xiàn)高性能的具身智能，以接近人類智慧的能力開展工作；基于數(shù)字孿生的深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)完成自主智能訓(xùn)練，生成機(jī)器人多種步態(tài)和動作，實(shí)現(xiàn)平衡站立、優(yōu)美步態(tài)、靈巧雙臂和雙手操作。圖表：達(dá)闥XR4“七仙女”機(jī)器人資料來源：達(dá)闥公眾號，民生證券研究院整理資料來源：人民政協(xié)網(wǎng)，民生證券研究院整理證券研究報告 8月15日晚，宇樹正式宣布進(jìn)軍通用人形機(jī)器人領(lǐng)域，發(fā)布旗下首款通用人形機(jī)器人產(chǎn)品H1。從已公布的數(shù)據(jù)來看，H1人形機(jī)器人采用輕量化材料設(shè)計，整體重量只有47kg，整身擁有19個自由度，行走姿態(tài)輕盈穩(wěn)健，尤為突出的H1腿部關(guān)節(jié)電機(jī)部分，峰值扭矩達(dá)到了360N·m，并且配合中空軸線和雙編碼器。據(jù)宇樹研發(fā)工程師透露，為適配大負(fù)載，高密度，大功率的需要，宇樹專門為H1人形機(jī)器人設(shè)計了扭矩密度更高的M107關(guān)節(jié)電機(jī)。資料來源：資料來源：Unitree宇樹科技公眾號，民生證券研究院資料來源：Unitree宇樹科技公眾號，民生證券研究院資料來源：Unitree宇樹科技公眾號，民生證券研究院8 8月18日，智元機(jī)器人舉辦發(fā)布會，稚暉君與團(tuán)隊(duì)一起發(fā)布了人形雙足機(jī)器人遠(yuǎn)征A1。遠(yuǎn)征A1身高175cm，重量53kg，最高步速可達(dá)7km/h，全身49個自由度，整機(jī)承重80kg，單臂最大負(fù)載5kg。不僅在形態(tài)上與人類相似，遠(yuǎn)征A1更在雙足行走、智能任務(wù)、人機(jī)互動等領(lǐng)域展現(xiàn)出業(yè)界領(lǐng)先的能力?！斑h(yuǎn)征A1是智元的第一代通用型具身智能機(jī)器人，未來可在各種復(fù)雜場景下自主完成移動和操作任務(wù)。我們致力于將先進(jìn)的機(jī)器人和AI技術(shù)與人類生活以及生產(chǎn)制造緊密結(jié)合，讓機(jī)器人成為人類的得力助手?！敝窃镜穆?lián)合創(chuàng)始人稚暉君在發(fā)布會上表示。智元自研的PowerFlow使用準(zhǔn)直驅(qū)關(guān)節(jié)方案，實(shí)現(xiàn)了低齒槽轉(zhuǎn)矩設(shè)計，搭配10速比以內(nèi)的高力矩透明度行星減速器、共軛同軸雙編碼器、一體液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)，以及自研的矢量控制驅(qū)動器，峰值扭矩超過350NM，而重量僅為1.6KG。資料來源：新智元公眾號，民生證券研究院資料來源：新智元公眾號，民生證券研究院資料來源：新智元公眾號，民生證券研究院·99 2023年3月28日，追覓通用人形機(jī)器人首次亮相。智能算法方面，追覓科技突破SLAM、ToF激光雷達(dá)、結(jié)構(gòu)光等算法核心技術(shù)，增強(qiáng)了場景識別和語義理解能力。同時，得益于追覓科技在掃地機(jī)器人上擁有豐富的目標(biāo)檢測與識別、多傳感器感知融合處理策略、導(dǎo)航定位及地圖管理與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，包括地圖語義理解自動分割、航點(diǎn)導(dǎo)航等技術(shù)，在智能送餐機(jī)器人、無線泳池清潔機(jī)器人、四足機(jī)器狗及通用人形機(jī)器人研發(fā)過程中，實(shí)現(xiàn)了高效技術(shù)復(fù)用。電機(jī)方面，追覓科技具有伺服電機(jī)自主設(shè)計開發(fā)以及生產(chǎn)制造能力。據(jù)介紹，追覓科技自研伺服電機(jī)內(nèi)含60多個零件，集成了電機(jī)、驅(qū)動器、減速器及雙編碼器，其中減速器部分采用高強(qiáng)度鉻鋼，主體結(jié)構(gòu)部分采用鋁合金和鎂合金，最大輸出力矩可達(dá)32Nm，最大轉(zhuǎn)速220RPM，力矩帶寬＞1kHz，具備快速響應(yīng)能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)器人關(guān)節(jié)力度和精度的精準(zhǔn)控制。圖表：追覓機(jī)器人靈巧手圖表：追覓機(jī)器人拉花資料來源：追覓機(jī)器人公眾號，民生證券研究院整理資料來源：追覓機(jī)器人公眾號，民生證券研究院整理資料來源：追覓機(jī)器人公眾號，民生證券研究院整理資料來源：追覓機(jī)器人公眾號，民生證券研究院整理 在2023世界機(jī)器人大會中，EX機(jī)器人是唯一參展的仿生人形機(jī)器人企業(yè)。EXROBOT作為國內(nèi)領(lǐng)先人形機(jī)器人品牌，將在今年大會期間展示領(lǐng)先的前沿技術(shù)、核心零部件、“人形機(jī)器人+”應(yīng)用場景，具體包括機(jī)器人柔性電機(jī)、動態(tài)臉墻、人形機(jī)器人酒吧、人形機(jī)器人靈巧手等。同時，還將發(fā)布最新多模態(tài)人機(jī)交互人形機(jī)器人產(chǎn)品，展示領(lǐng)先的人形機(jī)器人前沿技術(shù)，引領(lǐng)仿生人形機(jī)器人發(fā)展方向。EX機(jī)器人聯(lián)合創(chuàng)始人李博陽介紹，這些機(jī)器人涉及仿真皮膚、機(jī)械結(jié)構(gòu)、柔性機(jī)器人關(guān)節(jié)、運(yùn)動控制等多項(xiàng)研發(fā)，是未來應(yīng)用于遠(yuǎn)程教學(xué)、直播等場景的雛形。資料來源：EXROBOTS，民生證券研究院資料來源：EXROBOTS，民生證券研究院證券研究報告博實(shí)股份8月18日晚間公告，公司與哈爾濱工業(yè)大學(xué)簽訂《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，共同設(shè)立人形機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及原理樣機(jī)產(chǎn)業(yè)化研發(fā)項(xiàng)目，并在未來共同推進(jìn)相關(guān)技術(shù)成果和產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。在回復(fù)“公司與哈工大合作研發(fā)人形機(jī)器人，人形機(jī)器人的核心零部件，計劃自主還是外采？”問題時，博實(shí)股份稱，考慮到相對極限的設(shè)計技術(shù)指標(biāo)和性能，目前計劃核心零部件自主完成，已有很好的技術(shù)儲備。資料來源：博實(shí)股份官網(wǎng)資料來源：博實(shí)股份官網(wǎng)，民生證券研究院證券研究報告資料來源：博實(shí)股份官網(wǎng)，民生證券研究院傅利葉是國內(nèi)康復(fù)機(jī)器人頭部企業(yè)。目前，傅利葉智能在康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域的產(chǎn)品矩陣已經(jīng)基本成型，包括上肢、下肢、運(yùn)動與平衡以及物理治療；自主研發(fā)的ArmMotus?EMU三維上肢康復(fù)機(jī)器人、ExoMotus?下肢康復(fù)機(jī)器人、運(yùn)動與平衡訓(xùn)練系統(tǒng)、物理因子治療系列等產(chǎn)品，針對身體不同部位，融合多種康復(fù)類型，提供從急性期、穩(wěn)定期到恢復(fù)期的全周期同質(zhì)化康復(fù)治療，顯著提升康復(fù)效率。7月6日，2023世界人工智能大會開幕式上，傅利葉智能在重大創(chuàng)新成果首秀環(huán)節(jié)發(fā)布了最新研發(fā)的一款通用人形機(jī)器人GR-1。資料來源：傅利葉，民生證券研究院圖表：傅利葉第一款通用人形機(jī)器人GR-1資料來源：澎湃新聞，民生證券研究院2022年8月小米發(fā)布公司首個全尺寸人形仿生機(jī)器人“CyberOne”，高1.77米，重52kg，內(nèi)部名稱“鐵大”。CyberOne配備Mi-Sense深度視覺模塊，搭配AI算具備感知3D空間并識別個體、手勢和表情的能力；憑借自主研發(fā)的MiAI環(huán)境語義識別引擎和MiAI語音情感識別引擎，CyberOne可識別85種環(huán)境聲音和45類人類情感；面部的曲面OLED模塊，可以顯示實(shí)時交互信息。人形機(jī)器人尚需突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，小米持續(xù)耕耘。小米“極度看好智能機(jī)器人在生活、工作中的應(yīng)用”，目前人形機(jī)器人的成本每臺大概六、七十萬元，尚無法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；2023年4月21日，小米在北京投資5000萬元設(shè)立北京小米機(jī)器人技術(shù)有限公司，持續(xù)耕耘人形機(jī)器人板塊。圖表：小米CyberOne發(fā)布資料來源：小米，民生證券研究院資料來源：小米，民生證券研究院資料來源：小米，民生證券研究院證券研究報告運(yùn)控算法迭代，機(jī)器人踏出第一步證券研究報告 7月29日，谷歌旗下的AI研究機(jī)構(gòu)DeepMind發(fā)布了RT-2。RT-2表明，將視覺語言模型(VLM)預(yù)訓(xùn)練與機(jī)器人數(shù)據(jù)相結(jié)合，可以將視覺語言模型(VLM)轉(zhuǎn)化為強(qiáng)大的視覺語言動作(VLA)模型，從而直接控制機(jī)器人。通過基于PaLM-E和PaLI-X的兩個VLAs實(shí)例，RT-2產(chǎn)生了高度改進(jìn)的機(jī)器人策略，更重要的是，從網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的視覺語言預(yù)訓(xùn)練中繼承了顯著更好的泛化性能和應(yīng)急能力。RT-2不僅是對現(xiàn)有VLM模型的簡單有效的修改，該甚至機(jī)器人可以推理，解決問題，并解釋在現(xiàn)實(shí)世界中執(zhí)行各種任務(wù)的信息。圖表：可以控制機(jī)器人的視覺語言動作(VLA)模型圖表：RT-2架構(gòu)和訓(xùn)練資料來源：GoogleDeepmind，民生證券研究院資料來源：GoogleDeepmind，民生證券研究院資料來源：GoogleDeepmind，民生證券研究院2023年7月，李飛飛團(tuán)隊(duì)發(fā)布具身智能研究成果，大模型接入機(jī)器人，把復(fù)雜指令轉(zhuǎn)化成具體行動規(guī)劃，無需額外數(shù)據(jù)和訓(xùn)練。RT-2不僅是對現(xiàn)有VLM模型的簡單有效的修改，而且還顯示了構(gòu)建通用物理機(jī)器人的承諾，該機(jī)器人可以推理，解決問題，并解釋在現(xiàn)實(shí)世界中執(zhí)行各種任務(wù)的信息。根據(jù)RGB-D對環(huán)境的觀察和語言指令，LLM生成與VLM交互的代碼，以生成基于機(jī)器人觀察空間的一系列3D功能圖和約束圖(統(tǒng)稱為值圖)(a)。然后，合成的值圖作為運(yùn)動規(guī)劃者合成機(jī)器人操作軌跡的目標(biāo)函數(shù)(b)。整個過程不涉及任何額外的訓(xùn)練。資料來源：資料來源：VoxPoser，民生證券研究院整理8月15日，宇樹發(fā)布人形機(jī)器人H1，具備走路、預(yù)判躲閃、干擾后復(fù)位、小跑等運(yùn)動能力。目前H1人形機(jī)器人的行走和平衡均是通過自主計算來完成的，沒有人為干預(yù)介入。宇樹在H1人形機(jī)器人上面也集成了AI大模型，來提升與人類的交互水平。宇樹H1感知傳感器配置為3D激光雷達(dá)＋深度相機(jī)，控制和感知算力選用2xlntelCorei7-1265U。資料來源：資料來源：Unitree宇樹科技公眾號，民生證券研究院資料來源：Unitree宇樹科技公眾號，民生證券研究院資料來源：Unitree宇樹科技公眾號，民生證券研究院8月22日，智元人形機(jī)器人遠(yuǎn)征A1。AgiROS是智元自研的一套機(jī)器人運(yùn)行時中間件系統(tǒng)AgiROS秉持輕量、易用、高性能、高擴(kuò)展性等原則，遵循現(xiàn)代的開發(fā)范式，提供多種語言的接口，以插件形式兼容主流生態(tài)，包括ROS、ROS2等機(jī)器人開發(fā)生態(tài)、GRPC、HTTP等云服務(wù)生態(tài)。智元的具身智腦El-Brain架構(gòu)中，把機(jī)器人的思維系統(tǒng)分為云端的超腦、端側(cè)的大腦、小腦，以及腦干幾層，分別對應(yīng)機(jī)器人任務(wù)級、技能級、指令級以及伺服級的能力。并且基于任務(wù)數(shù)據(jù)反饋，El-Brain具備在機(jī)器人任務(wù)執(zhí)行過程中不斷自我學(xué)習(xí)強(qiáng)化的能力。與傳統(tǒng)Al技術(shù)不同，智元的Work-GPT充分應(yīng)用了語言和圖像大模型龐大的先驗(yàn)知識庫和強(qiáng)大的通識理解能力，并實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的語義多級推理能力，即“思維鏈”。資料來源：智元機(jī)器人公眾號，民生證券研究院資料來源：智元機(jī)器人公眾號，民生證券研究院03.硬件設(shè)計方案與選擇證券研究報告20力傳感器力傳感器力傳感器可分為一維傳感器和多維傳感器，根據(jù)感力原件的不同，傳感器主要分為三類：應(yīng)變式力傳感器、光學(xué)式傳感器以及壓電式力傳感力傳感器是機(jī)械、電子、算法、計量融合的復(fù)雜交叉學(xué)科，技術(shù)壁壘較高。多維力傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)更精細(xì)的工作需求。利用傳感器的路徑記錄功能，操作員可以簡單地抓住臂端裝置并進(jìn)行預(yù)期的移動。傳感器記錄操作員施加的力和方向，然后機(jī)器人就可以重復(fù)操作員的動作。這將極大地提高工作效率，同時將有助于保障操作工人的安全。力傳感器的重要部件包含彈性體和應(yīng)變片，彈性體制造質(zhì)量直接影響到傳感器的測試性能指標(biāo)，因此，彈性體的制造是力傳感器生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。力傳感器的生產(chǎn)流程主要包含彈性體加工及后處理工藝。證券研究報告21 機(jī)器視覺系統(tǒng)是指用計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)人的視覺功能，即用計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)對客觀的三維世界的識別。當(dāng)前主流的的視覺方案分為飛行時間（TOF）法、立體視覺法、結(jié)構(gòu)光法。綜合分析特斯拉、優(yōu)必選、小米、波士頓動力，綜合本與性能考慮，目前人形機(jī)器人中主要采用TOF法與立體視覺法。視覺傳感器分為消費(fèi)級與工業(yè)級，不同情形下單價有差異。消費(fèi)級3D視覺方案對于精度的要求更低，對成本的控制更為嚴(yán)格。工業(yè)級機(jī)器視覺由于各廠商內(nèi)部情況和應(yīng)用場景不同，定制化程度更高，對技術(shù)、精度、穩(wěn)定性等的要求也更高，工業(yè)中的機(jī)器視覺單元主要由工業(yè)相機(jī)、圖像采集卡、圖像處理器構(gòu)成。圖表：機(jī)器視覺系統(tǒng)構(gòu)造資料來源：《2022年中國機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》，民生證券研究院證券研究報告22 一個IMU通常包含三個軸向的陀螺和三個軸向的加速度計，以測量物體在三維空間中的角速率和加速度。IMU傳感器：人形機(jī)器人借助實(shí)現(xiàn)定位、平衡及姿態(tài)檢測。目前人形機(jī)器人中需要采用IMU慣性傳感器。根據(jù)精度要求，IMU可分為消費(fèi)級、工業(yè)級、戰(zhàn)術(shù)級，根據(jù)原理的不同也可分為MEMSIMU，光纖IMU，其中自動駕駛或人形機(jī)器人一般采用工業(yè)級的MMESIMU即可，價格帶在數(shù)百元至數(shù)千元。IMU難點(diǎn)主要在解決誤差和提高精度。MEMSIMU的誤差一是來源于慣性傳感器自身的誤差，二是IMU在集成過程中產(chǎn)生的誤差。而上述兩種誤差又可分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。圖表：MEMS陀螺儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)資料來源：知乎，民生證券研究院資料來源：知乎，民生證券研究院資料來源：芯動聯(lián)科招股書，民生證券研究院23資料來源：華強(qiáng)電子，民生證券研究院 電子皮膚是一類柔韌、可拉伸、能夠自我修復(fù)的電子產(chǎn)品，它能夠模仿人類或動物皮膚的功能。電子皮膚通常具有感知能力，它旨在重現(xiàn)人類皮膚響應(yīng)環(huán)境因素變化的能力（如熱量和壓力的變化）。電子皮膚可以為機(jī)器人提供精細(xì)的力學(xué)反饋,幫助機(jī)器人完成準(zhǔn)確的抓握和操縱任務(wù)。電子皮膚既將靈活的機(jī)械特性和傳感器成功結(jié)合，又具有自我修復(fù)能力。資料來源：澎湃新聞，民生證券研究院資料來源：小米官網(wǎng)，民生證券研究院證券研究報告24 行星減速器是一種動力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。行星減速機(jī)體積小、重量輕，承載能力高，使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。具有功率分流、多齒嚙合獨(dú)用的特性。資料來源：百度百科，民生證券研究院資料來源：深圳維動自動化設(shè)備，民生證券研究院2521.00%21.00%諧波減速器是人形機(jī)器人的重要核心零部件。減速器是常用作原動件與工作件之間的減速傳動裝置，在二者之間起到匹配轉(zhuǎn)速、傳遞扭矩的作用，常見的有RV減速機(jī)、諧波減速機(jī)等。由于諧波減速器具有體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，因此是人形機(jī)器人的優(yōu)質(zhì)選擇。國產(chǎn)替代持續(xù)進(jìn)行，哈默納科仍是國內(nèi)市占第一。哈默納科在全球范圍內(nèi)諧波減速器領(lǐng)域處于市場主導(dǎo)地位，依靠長期的研發(fā)技術(shù)積累、規(guī)?；纳a(chǎn)能力、穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量和性能持續(xù)保持競爭力。但近年來，隨著國內(nèi)諧波減速器技術(shù)的突破，國產(chǎn)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，2021年國內(nèi)市場占有率已經(jīng)超過45%，未來有望繼續(xù)提高。來福諧波13.00%8.00%51.00%7.00%51.00%18.06%37.03%4.06%4.73%9.00%21.03%6.09%21.03%綠的諧波綠的諧波10.28%35.51%4.24%35.51%4.45%5.70%7.40%24.72%7.69%24.72%資料來源：高工機(jī)器人，《工業(yè)機(jī)器人減速器市場分析與產(chǎn)業(yè)供需格局研究報告》，民生證券研究院26 絲杠具有滑動摩擦系數(shù)較小、高效率、長壽命、可逆轉(zhuǎn)、易于控制的特點(diǎn)，使其在機(jī)械傳動中被廣泛絲杠按其摩擦特性可分為三類：即滑動絲杠、滾動絲杠及靜壓絲杠。導(dǎo)軌與絲杠成套運(yùn)行，導(dǎo)軌用于實(shí)現(xiàn)支撐和導(dǎo)向。常用導(dǎo)軌種類包括滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等。圖表：滾珠絲杠、滾柱絲杠、梯形絲杠的特點(diǎn)對比圖表：主資料來源：上銀科技，民生證券研究院靜壓導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌一般滑動導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌塑料導(dǎo)軌液體靜壓氣體靜壓定位精度高高高高高低摩擦性大小運(yùn)動平穩(wěn)性低速易爬行好好好好抗振性能成本低高資料來源：知乎，深圳合發(fā)齒輪機(jī)械公眾號，南通威昂傳動科技有限公司官方賬號等，民生證券研究院資料來源：知乎，深圳合發(fā)齒輪機(jī)械公眾號，南通威昂傳動科技有限公司官方賬號等，民生證券研究院資料來源：《機(jī)電一體化技術(shù)》，民生證券研究院證券研究報告27 常見電機(jī)可分為直流與交流電機(jī)、有刷與無刷電機(jī)、同步與異步電機(jī)。空心杯電機(jī)——機(jī)器人的手指執(zhí)行器。屬于直流永磁伺服電動機(jī)的空心杯電機(jī)完美契合人形機(jī)器人對應(yīng)手指關(guān)節(jié)輕量化、高精度等需求。直驅(qū)電機(jī)在部分承力較大的關(guān)節(jié)大扭矩是不錯的選擇。直驅(qū)電機(jī)是直接驅(qū)動式電機(jī)的簡稱，不需經(jīng)過傳動裝置（如傳動皮帶等），可以分為旋轉(zhuǎn)直驅(qū)電機(jī)或直線直驅(qū)電機(jī)兩類。與非直驅(qū)電機(jī)相比直驅(qū)電機(jī)剛性高，系統(tǒng)控制帶寬高，系統(tǒng)響應(yīng)迅速，精度更高，具有較高的能源效率，且減少了維護(hù)工作量，可靠性更高。資料來源：找磁材、民生證券研究院資料來源：東莞市泰萊自動化、民生證券研究院資料來源：北京博創(chuàng)興盛機(jī)器人、民生證券研究