人形機(jī)器人行業(yè)市場(chǎng)前景及投資研究報(bào)告：星辰大海國(guó)內(nèi)廠商機(jī)遇

證券研究報(bào)告

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2023年12月26日多

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題人形機(jī)器人系列：人形機(jī)器人星辰大海，國(guó)內(nèi)廠商迎來新機(jī)遇報(bào)告摘要

行星滾柱絲杠為降本需求迫切的關(guān)節(jié)零部件，國(guó)內(nèi)廠商積極推進(jìn)，致力于實(shí)現(xiàn)其低成本量產(chǎn)，絲杠制造商及上游設(shè)備供應(yīng)商或充分受益。

Optimus人形機(jī)器人需使用六維力傳感器、IMU及觸覺傳感器，相關(guān)廠商迎來新機(jī)遇。

人形機(jī)器人旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器核心在于參數(shù)耦合及定制化，直線執(zhí)行器核心在于行星滾柱絲杠的低成本、規(guī)?；慨a(chǎn)。電機(jī)為機(jī)器人力量之源，加速推進(jìn)。

人形機(jī)器人是具身智能發(fā)展的理想最終形態(tài)，涉及的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)范圍更廣更深。多模態(tài)大模型是提升機(jī)器人感知與交互的關(guān)鍵。視覺技術(shù)是機(jī)器人感知中最重要部分，品牌銷售繼續(xù)提升。機(jī)器人廠商多自研認(rèn)知與決策算法，夯實(shí)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

人形機(jī)器人行業(yè)星辰大海，相關(guān)汽車零部件廠商或受益。Optimus人形機(jī)器人與新能車行業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈及算法等方面存在技術(shù)協(xié)同，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提速。

建議關(guān)注：執(zhí)行器總成：三花智控、拓普集團(tuán)；減速器：綠的諧波、雙環(huán)傳動(dòng)等；絲杠：貝斯特、五洲新春、北特科技、秦川機(jī)床、日發(fā)精機(jī)、華辰裝備、浙海德曼等；傳感器：東華測(cè)試、柯力傳感、敏芯股份、明皜傳感（未上市）、華依科技、漢威科技等；電機(jī)：步科股份、鳴志電器、鼎智科技等。

風(fēng)險(xiǎn)提示：人形機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景開拓不及預(yù)期，產(chǎn)業(yè)鏈降本不及預(yù)期，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商研發(fā)進(jìn)展不及預(yù)期。201重點(diǎn)關(guān)注絲杠、絲杠設(shè)備及傳感器環(huán)節(jié)的投資機(jī)會(huì)絲杠是實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)化的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，行星滾柱絲杠為最優(yōu)異品類滾動(dòng)功能部件是以滾動(dòng)摩擦為特征，由具有傳動(dòng)、定位、導(dǎo)向、分度等功能組成的零部件群，主要包括滾珠絲杠副及滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副。三類絲杠性能對(duì)比（表中“M”為便于對(duì)比的相對(duì)指標(biāo)）梯形絲杠滑動(dòng)摩擦有滾珠絲杠滾動(dòng)摩擦無行星滾柱絲杠滾動(dòng)摩擦無行星滾柱絲杠是綜合性能最優(yōu)異的絲杠品類。絲杠是一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的相互轉(zhuǎn)化，目前常見的絲杠品種包括梯形絲杠、滾珠絲杠與行星滾柱絲杠。梯形絲杠通過滑動(dòng)摩擦來傳動(dòng)，價(jià)格低，但傳動(dòng)效率等性能較弱，多用于工作要求低的場(chǎng)景；滾珠絲杠內(nèi)置滾珠，通過滾珠的滾動(dòng)摩擦實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，傳動(dòng)精度與傳動(dòng)效率高；行星滾柱絲杠通過滾柱與絲杠、螺母的螺紋嚙合進(jìn)行傳動(dòng)，承載力強(qiáng)，并兼具強(qiáng)工況適應(yīng)性、小體積、長(zhǎng)壽命等優(yōu)勢(shì)，是綜合性能最優(yōu)異的絲杠品類。摩擦方式自鎖性噪音指標(biāo)較低很低導(dǎo)程精度低，品質(zhì)參差不齊

較高，通常為毫米級(jí)

高，可達(dá)微米級(jí)難以實(shí)現(xiàn)，滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)微進(jìn)給存在爬行現(xiàn)象可實(shí)現(xiàn)滾珠易沖擊，平穩(wěn)性可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性傳動(dòng)效率相對(duì)成本相對(duì)壽命相對(duì)體積（同載荷）相對(duì)動(dòng)載相對(duì)靜載相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度較弱90%-96%M*(2~3)M平穩(wěn)90%（潤(rùn)滑良好時(shí)）M*(3~5)26%-46%M<<M15M滾珠絲杠結(jié)構(gòu)圖例行星滾柱絲杠結(jié)構(gòu)圖例MMM2/3*M>3M<M3MMM2M工作環(huán)境溫度范圍2M高負(fù)載、高精度、工況惡劣的場(chǎng)景應(yīng)用場(chǎng)景加工及裝配工藝性工作要求低的場(chǎng)景

需要精密傳動(dòng)的場(chǎng)景簡(jiǎn)單復(fù)雜很低國(guó)產(chǎn)化率高超60%4資料：《行星滾柱絲杠電動(dòng)缸應(yīng)用現(xiàn)狀》，《E公司滾柱絲杠產(chǎn)品營(yíng)銷策略研究》，《精密行星滾柱絲杠副行程誤差影響因素試驗(yàn)研究》等，方正證券研究所人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)程提速打開絲杠成長(zhǎng)空間，高端絲杠進(jìn)行時(shí)絲杠應(yīng)用范圍廣闊，機(jī)床是最主要場(chǎng)景，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化落地打開絲杠成長(zhǎng)空間。絲杠承擔(dān)傳動(dòng)、定位的職能，具備一定通用品屬性，在機(jī)床、航空航天、汽車等多個(gè)領(lǐng)域均有應(yīng)用，其中機(jī)床是最主要且精度要求最高的應(yīng)用場(chǎng)景。人形機(jī)器人是具身智能的優(yōu)秀物理載體，有望替代人類從事危險(xiǎn)、重復(fù)、無聊的工作，具有廣闊的發(fā)展前景。特斯拉人形機(jī)器人主要采用執(zhí)行器對(duì)關(guān)節(jié)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其中線性執(zhí)行器采用反式行星滾柱絲杠方案，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、承載力大等特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)廠商在中低端絲杠市場(chǎng)占據(jù)一席之地，但高端絲杠市場(chǎng)仍由海外廠商主導(dǎo)。國(guó)內(nèi)廠商在絲杠領(lǐng)域的研究顯著晚于海外，高端絲杠在產(chǎn)品性能、生產(chǎn)一致性等方面落后于海外競(jìng)手。根據(jù)金屬加工公眾號(hào)及《E公司滾柱絲杠產(chǎn)品營(yíng)銷策略研究》，南京工藝、漢江機(jī)床等中國(guó)大陸廠商在國(guó)內(nèi)中低端滾珠絲杠市場(chǎng)占據(jù)30%份額，但國(guó)內(nèi)高端滾珠絲杠及行星滾柱絲杠市場(chǎng)仍由日德等海外廠商主導(dǎo)。滾動(dòng)功能部件的下游應(yīng)用場(chǎng)景0.60.50.40.30.20.10特斯拉人形機(jī)器人線性執(zhí)行器中采用反向行星滾柱絲杠海外廠商占據(jù)高端絲杠市場(chǎng)的主要份額5資料：第三屆滾動(dòng)功能部件用戶調(diào)查分析報(bào)告，TeslaAIDay2022，金屬加工公眾號(hào)，《E公司滾柱絲杠產(chǎn)品營(yíng)銷策略研究》，方正證券研究所相關(guān)標(biāo)的——絲杠

建議關(guān)注：?

貝斯特：公司專注于精密零部件與智能裝備及工裝產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，業(yè)務(wù)主要包括渦輪增壓器零部件、新能源汽車零部件及滾動(dòng)功能部件。渦輪增壓器零部件業(yè)務(wù)為公司營(yíng)收占比過半的業(yè)務(wù)，公司通過兼并收購(gòu)入局新能車零部件，產(chǎn)能建設(shè)持續(xù)推進(jìn)；滾動(dòng)功能部件業(yè)務(wù)方面，產(chǎn)品包括滾珠/滾柱絲杠副、高精度滾動(dòng)導(dǎo)軌副等，打開公司成長(zhǎng)空間。公司起家于工裝夾具，具備精加工技術(shù)積淀，其主營(yíng)產(chǎn)品如葉輪、中間殼等與絲杠存在一定技術(shù)協(xié)同。此外，公司積極引入絲杠相關(guān)專業(yè)技術(shù)和管理人才，引入上百臺(tái)進(jìn)口設(shè)備。公司與國(guó)內(nèi)機(jī)床廠商有多年合作經(jīng)驗(yàn)，在滾動(dòng)功能部件產(chǎn)品的迭代優(yōu)化及客戶導(dǎo)入均具備先發(fā)優(yōu)勢(shì)。?

五洲新春：公司主營(yíng)產(chǎn)品包括軸承、精密機(jī)械零部件與汽車安全系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)零部件，以軸承核心關(guān)聯(lián)技術(shù)為依托向風(fēng)電滾子等領(lǐng)域拓展。公司具備全球先進(jìn)的軸承磨前技術(shù)，與軸承套圈、風(fēng)電、汽車等下游頭部客戶均有廣泛合作。公司在技術(shù)與材料上均具備一定優(yōu)勢(shì)，擁有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的熱處理、冷成型加工領(lǐng)域創(chuàng)新能力，在特種鋼材微量元素添加方面具備相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)公司公告，公司自2021年起開始研發(fā)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)絲杠螺母軸承組件，于2023年成功研發(fā)出新能車齒條式電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所需的絲杠螺母軸承組件、新能車電子駐車、電子機(jī)械剎車及電子液壓剎車系統(tǒng)等領(lǐng)域滾珠絲杠產(chǎn)品。公司正與各類客戶積極洽談，部分絲杠產(chǎn)能將于23H2投產(chǎn)。公司也與主流機(jī)器人廠商在滾珠絲杠等領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)交流，或于23H2交付樣品。?

北特科技：公司是知名汽車零部件供應(yīng)商，近年產(chǎn)品逐步向新能源汽車領(lǐng)域發(fā)展，主營(yíng)業(yè)務(wù)有三：底盤零部件是公司深耕多年的起家業(yè)務(wù)，主要包括轉(zhuǎn)向器齒條和減震器活塞桿，二者市占率均超50%，客戶幾乎覆蓋國(guó)內(nèi)外知名汽零供應(yīng)商，產(chǎn)品應(yīng)用于塞力斯及特斯拉；鋁合金輕量化業(yè)務(wù)方面，產(chǎn)品包括閥島、控制臂、電池包連接塊等，客戶包括比亞迪、采埃孚ZF等，23Q1-3營(yíng)收同比增0.69億元，隨著新項(xiàng)目量產(chǎn)爬坡，未來業(yè)績(jī)放量可期；空調(diào)壓縮機(jī)及集成式熱管理方面，公司空調(diào)壓縮機(jī)應(yīng)用于商用車及新能車，國(guó)內(nèi)商用車市占率超26%，屬細(xì)分領(lǐng)域龍頭。根據(jù)公司2023年半年報(bào)，公司在商用車領(lǐng)域整車集成式熱管理系統(tǒng)取得突破，獲得國(guó)內(nèi)某主機(jī)廠某車型水冷機(jī)組項(xiàng)目定點(diǎn)，與三一重工聯(lián)合研發(fā)的整車集成式熱管理系統(tǒng)項(xiàng)目的定點(diǎn)、量產(chǎn)工作也在落實(shí)中。6絲杠制備方案：磨削工藝精度高但效率低，旋風(fēng)銑工藝效率高，發(fā)展前景廣闊磨制工藝是絲杠傳統(tǒng)加工方案。行星滾柱絲杠與滾珠絲杠具有相似的物理結(jié)構(gòu)，制備方式也大體相似。根據(jù)《行星滾柱絲杠設(shè)計(jì)》，絲杠、滾柱、螺母螺紋的制備工藝過程總體類似，均采用粗車+精磨結(jié)合的形式，制備流程包括鍛壓、車削、車螺紋、熱處理、磨削等。滾柱加工過程中，在加工螺紋后還需采用滾齒加工兩端齒輪。反式絲杠螺母加工方案包括干涉磨削、軟軸磨、內(nèi)螺紋旋風(fēng)銑：干涉磨削通過設(shè)計(jì)特殊砂輪加工滾道，效率較低且限制條件多，并未廣泛應(yīng)用；軟軸磨是將桿子穿插于砂輪中，持續(xù)調(diào)整二者角度從而磨削；內(nèi)螺紋旋風(fēng)銑是德國(guó)主流加工方案，國(guó)內(nèi)尚未突破。磨制工藝可加工高精度絲杠，但生產(chǎn)效率低。純磨削工藝具有強(qiáng)通用性，可加工不同種類、形狀的絲杠與高精度絲杠。但磨削工藝耗時(shí)長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低。傳統(tǒng)磨削工藝中的螺紋磨削工序包括粗磨螺紋、螺紋底溝磨削、精磨螺紋等，耗時(shí)全流程的2/3，磨削過程中需要不斷調(diào)整砂輪并校直絲杠。此外，粗磨過程中的高進(jìn)給量會(huì)導(dǎo)致工件表面升溫，需要退火等工序。旋風(fēng)銑工藝加工效率高，滲透率或逐步提升。旋風(fēng)銑工藝下，刀盤繞圓柱工件高速旋轉(zhuǎn)，走刀切出螺紋，飛出的切屑帶走大量熱能，從而減少工件熱變形程度。其可將螺紋滾道一次成型銑削，所需工序更少，減少修整砂輪、人工校直的時(shí)間，根據(jù)德國(guó)萊斯特瑞茲?rùn)C(jī)械公眾號(hào)，旋風(fēng)銑工藝的加工效率是磨削工藝的3-5倍。但目前旋風(fēng)銑床但旋風(fēng)銑設(shè)備依賴進(jìn)口且售價(jià)昂貴，旋風(fēng)銑工藝也不適宜加工異形絲杠。此外，若絲杠精度要求較高，還需使用磨床對(duì)滾道進(jìn)行精磨。軋制工藝生產(chǎn)效率高，但精度低。軋制工藝下，使用軋制機(jī)將金屬胚料通過一對(duì)旋轉(zhuǎn)軋輥間隙，通過擠壓軋制出螺紋滾道。其具有生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)性佳等優(yōu)勢(shì)，但軋制工藝制備的絲杠精度較低，無法加工高精度絲杠。行星滾柱絲杠主要制作工藝流程旋風(fēng)銑加工工藝工序加工目的對(duì)應(yīng)設(shè)備鍛壓機(jī)車船鍛壓

消除金屬內(nèi)部疏松等缺陷車削

粗車、半精車絲桿各段外圓表面車螺紋

粗車、半精車絲桿螺紋車床淬火再回火，使零件表面硬度達(dá)到60HRC熱處理真空爐、淬火爐數(shù)控螺紋磨床數(shù)控螺紋磨床磨削

精磨絲桿螺紋外圓至尺寸要求磨削

精磨絲桿螺紋至尺寸要求7資料：《行星滾柱絲杠設(shè)計(jì)》，金屬加工公眾號(hào)，方正證券研究所螺紋磨床及旋風(fēng)銑床為絲杠制備的核心設(shè)備，亟待螺紋磨床是加工高精度絲杠的剛需設(shè)備。絲杠制備方案存在一定差異，但若要制備高精度絲杠，對(duì)螺紋滾道進(jìn)行精密磨削的螺紋磨床必不可少。螺紋磨床下游應(yīng)用場(chǎng)景包括滾動(dòng)功能部件、工業(yè)機(jī)器人、汽車等領(lǐng)域。目前高端磨床市場(chǎng)仍由海外主導(dǎo)，根據(jù)《精密滾珠絲杠機(jī)械加工工藝規(guī)程研究》，國(guó)產(chǎn)磨床可以滿足C3-C4精度的中端絲杠加工,但批量加工更高精度絲杠時(shí)，出品不穩(wěn)定。目前磨床行業(yè)玩家可分三類：第一類為以斯圖特、三井精機(jī)等為代表的海外磨床企業(yè)，其技術(shù)布局早，產(chǎn)品面向中高端市場(chǎng)。第二類為秦川機(jī)床、上海機(jī)床廠等為代表的老牌國(guó)有企業(yè)。第三類為宇環(huán)數(shù)控、華辰裝備等為代表的民營(yíng)企業(yè)，其在部分細(xì)分領(lǐng)域占重要地位。旋風(fēng)銑床是旋風(fēng)銑工藝下的核心設(shè)備，國(guó)內(nèi)相關(guān)供應(yīng)商較少。旋風(fēng)銑工藝下的核心設(shè)備為旋風(fēng)銑床，領(lǐng)先廠商包括德國(guó)Leistritz、德國(guó)Burgsmuller等，國(guó)內(nèi)生廠商相對(duì)較少。根據(jù)《大型數(shù)控外螺紋旋風(fēng)銑床的設(shè)計(jì)開發(fā)》，南京工藝、寧波海天等國(guó)內(nèi)廠商的數(shù)控螺紋旋風(fēng)銑床均采購(gòu)自德國(guó)Leistritz。國(guó)內(nèi)外主流磨床企業(yè)主流旋風(fēng)銑企業(yè)概況公司名稱國(guó)家公司特點(diǎn)公司名稱國(guó)別德國(guó)創(chuàng)立年份主營(yíng)產(chǎn)品產(chǎn)品布局全面，產(chǎn)品涉及傳統(tǒng)磨床、萬能外圓/內(nèi)圓磨床、生產(chǎn)型外圓/內(nèi)圓磨床等STUDER瑞士推出旋銑、滾光、鍵槽、拋光、轉(zhuǎn)子銑等設(shè)備，其中旋風(fēng)銑床含8種型號(hào)Leistritz1905在性能和機(jī)床數(shù)量方面處于頂級(jí)水平的五軸加海外廠商三井精機(jī)日本

工中心，以及在精密螺紋磨削領(lǐng)域份額領(lǐng)先的螺紋磨床主營(yíng)產(chǎn)品包括塑料加工耐磨件及機(jī)床，可供應(yīng)螺旋形幾何形狀的部件。BurgsmullerWeingartnerLinsinger德國(guó)187619661939MATRIX英國(guó)

自1934年開始生產(chǎn)螺紋磨床國(guó)內(nèi)老牌機(jī)床企業(yè)，發(fā)展歷程超50年，子公司秦川機(jī)床中國(guó)漢江機(jī)床專營(yíng)螺紋磨床其pickup

classic系列機(jī)床可實(shí)現(xiàn)旋風(fēng)銑和銑削的轉(zhuǎn)換，包含4種型號(hào)，適合各尺寸需求奧地利奧地利國(guó)內(nèi)大型精密磨床企業(yè)，產(chǎn)品品種全、應(yīng)用范上海機(jī)床廠

中國(guó)

圍廣、市場(chǎng)份額高，外圓磨床、數(shù)控端面外圓磨床等技術(shù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先國(guó)內(nèi)廠商資料銑削技術(shù)是公司多年核心競(jìng)爭(zhēng)力，擁有成熟的垂直仿形圓周銑削技術(shù)宇環(huán)數(shù)控華辰裝備中國(guó)

核心產(chǎn)品包括研磨拋光機(jī)、數(shù)控磨床等中國(guó)

國(guó)內(nèi)軋輥磨床領(lǐng)先企業(yè)8：各公司官網(wǎng)，公司公告，方正證券研究所相關(guān)標(biāo)的——絲杠設(shè)備

建議關(guān)注：?

秦川機(jī)床：公司深耕機(jī)床領(lǐng)域超50年，技術(shù)積淀深厚。旗下?lián)碛袑氹u機(jī)床、漢江機(jī)床、漢江工具等多家企業(yè)，機(jī)床產(chǎn)品矩陣全面，產(chǎn)品包括螺紋磨床、核心零部件、數(shù)控車床等。子公司漢江機(jī)床螺紋磨床市占率超70%。?

日發(fā)精機(jī)：公司是國(guó)內(nèi)一家同時(shí)能生產(chǎn)立式數(shù)控車床、臥式數(shù)控車床、立式加工中心、臥式加工中心、龍門加工中心和落地式鏜銑床的企業(yè)。公司數(shù)控化率達(dá)100%，產(chǎn)品平均無故障時(shí)間超1000小時(shí)，遠(yuǎn)高于行業(yè)平均。?

華辰裝備：公司以全自動(dòng)高精度數(shù)控軋輥磨床為主業(yè)，下游包括寶武集團(tuán)、首鋼集團(tuán)、Tata集團(tuán)等國(guó)內(nèi)外知名鋼鐵集團(tuán)廠商。公司與Wieland公司開展技術(shù)合作，開發(fā)內(nèi)外圓復(fù)合磨床產(chǎn)品，磨削精度可小于1μ，比肩國(guó)際領(lǐng)先水平。?

浙海德曼：公司前身華豐機(jī)床廠成立于1993年，擁有在車床領(lǐng)域的多年技術(shù)積淀。公司現(xiàn)有高端數(shù)控車床、自動(dòng)化生產(chǎn)線和普及型數(shù)控車床三大品類、二十余種產(chǎn)品型號(hào)，下游行業(yè)包括汽車制造、工程機(jī)械、通用設(shè)備等。9六維力傳感器提升人形機(jī)器人柔順控制能力六維力傳感器廣泛用于汽車、航空航天等領(lǐng)域，可為機(jī)器人提供更精準(zhǔn)的力感信息，提升其柔順控制水平。力傳感器是將力的量值轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件。根據(jù)感力原件的不同，傳感器可分為應(yīng)變式/光學(xué)式/壓電/電容式力傳感器，目前市場(chǎng)主要應(yīng)用應(yīng)變式方案，其他方案有一定理論研究，但尚未廣泛應(yīng)用。根據(jù)測(cè)量維度不同，傳感器可分為一至六維力傳感器，其中六維力傳感器壁壘最高，性能最優(yōu)異。目前六維力/力矩傳感器主要應(yīng)用于機(jī)器人、汽車、航空航天、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。六維力/力矩傳感器或應(yīng)用于人形機(jī)器人的手、足部位，為機(jī)器人的力控制和運(yùn)動(dòng)控制提供力感信息，助力其提升柔順化、智能化控制水平。我國(guó)六維力傳感器市場(chǎng)規(guī)模較小，未來或維持高增。根據(jù)GGII，2022年我國(guó)六維力/力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模同比增52%至2.39億元，其中來自機(jī)器人的需求規(guī)模達(dá)1.56億元。未來隨著應(yīng)用領(lǐng)域拓展疊加入局者增加，預(yù)計(jì)到2027年，我國(guó)六維力/力矩傳感器市場(chǎng)將以超45%的CAGR增至超15億元，產(chǎn)品矩陣及單價(jià)或進(jìn)一步優(yōu)化。六維力傳感器壁壘高，主要由海外主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)如坤維科技等企業(yè)積極發(fā)展。受限于高壁壘，目前六維力/力矩傳感器市場(chǎng)仍由ATI、ROBOTOUS等海外企業(yè)主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)具備批量產(chǎn)品供應(yīng)的企業(yè)較少，國(guó)內(nèi)企業(yè)主要包括坤維科技、鑫精誠(chéng)、宇立儀器、藍(lán)點(diǎn)觸控、海伯森、昊志機(jī)電等。其中宇立產(chǎn)品主要應(yīng)用于機(jī)器人磨拋、汽車碰撞測(cè)試等領(lǐng)域，坤維科技在協(xié)作機(jī)器人、醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人、航空航天等領(lǐng)域具備優(yōu)勢(shì)，鑫精誠(chéng)以蘋果供應(yīng)鏈身份將其產(chǎn)品推廣至3C，在機(jī)器人、醫(yī)療行業(yè)也有布局。六維力/力矩傳感器在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用我國(guó)六維力/力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)維持2022年我國(guó)六維力/力矩傳感器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局（以銷高增量劃分）10資料：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII），方正證券研究所IMU提升機(jī)器人行進(jìn)時(shí)的平衡性，成長(zhǎng)空間打開IMU可測(cè)量載體多方向的加速度、角速度，助力人形機(jī)器人在行走時(shí)保持平衡。MEMS慣性傳感器是測(cè)量載體加速度、角速度及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的傳感器，具有體積小、微電子高度集成等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車電子等領(lǐng)域。按被測(cè)物理量分類，MEMS慣性傳感器可分為加速度計(jì)、角速度傳感器（陀螺儀）和慣性傳感組合（IMU）。IMU由加速度計(jì)和陀螺儀共同構(gòu)成，可測(cè)量空間多方向的加速度和角速度，助力人形機(jī)器人行進(jìn)時(shí)保持平衡，保持控制閉環(huán)。自動(dòng)駕駛及人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化落地有望進(jìn)一步打開MEMS慣性傳感器成長(zhǎng)空間。根據(jù)Yole及頭豹研究院，2021年全球/我國(guó)MEMS慣性傳感器市場(chǎng)規(guī)模分別為35.09億美元/136億元，其中IMU在全球市場(chǎng)規(guī)模占比過半，逐步在汽車等領(lǐng)域替代獨(dú)立加速度計(jì)和陀螺儀。未來汽車自動(dòng)駕駛、機(jī)器人等領(lǐng)域的發(fā)展有望進(jìn)一步打開MEMS慣性傳感器市場(chǎng)空間。IMU市場(chǎng)仍由Bosch等海外廠商主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)企業(yè)奮起直追，替代可期。由于研發(fā)布局時(shí)間晚于海外，國(guó)內(nèi)企業(yè)在加速度計(jì)方面具備較強(qiáng)研發(fā)能力，但在技術(shù)更復(fù)雜的MEMS陀螺儀領(lǐng)域落后于海外。在成本、尺寸、產(chǎn)能規(guī)模要求較高的民用領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)IMU市場(chǎng)仍由Bosch、ST等海外巨頭占據(jù)壟斷地位，CR5超90%，國(guó)內(nèi)如矽睿科技等企業(yè)占據(jù)較少份額。未來隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)水IMU傳感器圖例中國(guó)慣導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈及公司梳理公司名稱主營(yíng)業(yè)務(wù)美泰科技

MEMS器件與系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售MEMS傳感器的研發(fā)與銷售，主要產(chǎn)品線包括MEMS麥克風(fēng)、MEMS壓力傳感器和MEMS慣性傳感器敏芯股份芯動(dòng)聯(lián)科

高性能硅基MEMS慣性傳感器的研發(fā)、測(cè)試與銷售MEMS芯片的工藝開發(fā)及晶圓制造、GaN外延材料生長(zhǎng)與平提升，疊加其在本地化服務(wù)、供應(yīng)鏈整合等方面的優(yōu)勢(shì)，可期。賽微電子器件設(shè)計(jì)MEMS和功率器件等領(lǐng)域的晶圓代工及封裝測(cè)試業(yè)務(wù)，為客戶提供一站式服務(wù)的代工制造方案中芯集成全球

MEMS慣性傳感器市場(chǎng)規(guī)模（億美元）中國(guó)

MEMS慣性傳感器市場(chǎng)規(guī)模（億元）士蘭微

集成電路芯片設(shè)計(jì)以及半導(dǎo)體微電子相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)蘇州固锝(持半導(dǎo)體分立器件二極管的設(shè)計(jì)、制造、封裝、銷售，股明皜傳感

MEMS傳感器的研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，并提供相關(guān)技術(shù)服21.63%）

務(wù)華測(cè)導(dǎo)航

高精度導(dǎo)航定位技術(shù)的研發(fā)、制造及產(chǎn)業(yè)化推廣導(dǎo)遠(yuǎn)電子

定位感知技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用以衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)為基礎(chǔ)，融合聲吶、光電、慣導(dǎo)、激光、UWB超寬帶、星基增強(qiáng)等多種技術(shù)，形成中海達(dá)“海陸空天、室內(nèi)外”全方位、全空間的高精度定位產(chǎn)業(yè)布局驗(yàn)證、智能測(cè)試設(shè)備、自動(dòng)駕駛組合慣導(dǎo)系統(tǒng)，車載組合慣導(dǎo)IMU業(yè)務(wù)領(lǐng)域華依科技11資料：和訊康科技公眾號(hào)，芯動(dòng)聯(lián)科招股說明書，各公司官網(wǎng)，公司公告，方正證券研究所電子皮膚或?yàn)闄C(jī)器人觸覺終極方案，產(chǎn)業(yè)進(jìn)程加速推進(jìn)電子皮膚從泛用性及仿生性角度可能是機(jī)器人觸覺的終極方案。柔性觸覺傳感器由柔性材料制成，具備良好延展性、柔韌性，結(jié)構(gòu)形式多樣，在醫(yī)療電子、機(jī)器人、3C等領(lǐng)域具良好應(yīng)用前景。根據(jù)感知原理的差異，柔性觸覺傳感器可分為電容式/壓阻式/光電式/壓電式/磁敏式/超聲式傳感器，其中電容式/壓阻式/壓電式傳感器應(yīng)用較為廣泛。電子皮膚可實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、壓力等多功能感知能力，是觸覺傳感器的“升級(jí)版”。在特斯拉第二代Optimus機(jī)器人的宣傳視頻中，其靈巧手搭載觸覺傳感器，完成精準(zhǔn)捏住雞蛋的操作。未來Optimus機(jī)器人手指、面部等部位或搭載電子皮膚以獲得更優(yōu)秀的感知交互能力。國(guó)內(nèi)外企業(yè)及院校均積極開展電子皮膚相關(guān)研究，其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程或邁入快車道。根據(jù)漢威科技公眾號(hào)，預(yù)計(jì)2021-2028年全球柔性傳感器市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)合增速達(dá)6.8%，2028年可達(dá)84.7億美元。目前MIT、清華大學(xué)等科研院校積極就柔性傳感器、電子皮膚開展相關(guān)研究，國(guó)內(nèi)如能斯達(dá)、三三智能均有產(chǎn)品落地。特斯拉第二代Optimus機(jī)器人的所有手指均內(nèi)置觸覺傳感器柔性觸覺傳感器各敏感機(jī)理優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比傳感技術(shù)

調(diào)節(jié)參數(shù)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)靈敏度高、空間分辨率高、動(dòng)態(tài)范圍

存在寄生電容、對(duì)噪聲敏感、測(cè)量電電容式壓阻式壓電式光電式電容值電阻值電荷大路復(fù)雜頻率響應(yīng)高、空間分辨率高、噪音干

可重復(fù)性差、遲滯、功率消耗高、工擾小、易結(jié)構(gòu)化

藝復(fù)雜頻率響應(yīng)高、靈敏度高、可靠性高、

空間分辨率差，測(cè)量電路復(fù)雜，僅適動(dòng)態(tài)范圍大

用動(dòng)態(tài)檢測(cè)空間分辨率高、無電氣干擾、響應(yīng)速

整體結(jié)構(gòu)缺乏柔性，對(duì)彈性體依賴性光強(qiáng)度度快、成本低強(qiáng)磁敏式

磁場(chǎng)強(qiáng)度超聲式

超聲波靈敏度高，體積小結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，分辨率低布線困難，存在滯后和非線性，易受外部超聲干擾空間分辨率高，不受電磁干擾12資料：特斯拉官方媒體,《柔性觸覺傳感器在機(jī)器人上的應(yīng)用綜述》，方正證券研究所相關(guān)標(biāo)的——傳感器

建議關(guān)注：?

坤維科技（未上市）：公司成立于2018年，向機(jī)器人及其他智能裝備、工業(yè)過程控制等領(lǐng)域提供力覺測(cè)量解決方案。公司創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)均來自國(guó)家級(jí)航天科研機(jī)構(gòu)，掌握力覺測(cè)量核心技術(shù)及相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。目前公司六維力傳感器產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)協(xié)作機(jī)器人市占率已位居第一，產(chǎn)品包括8大系列、超35型號(hào)，準(zhǔn)度行業(yè)領(lǐng)先，較海外廠商具價(jià)格優(yōu)勢(shì)。?

宇立儀器（未上市）：公司扎根于力矩傳感器，2007年成為我國(guó)少數(shù)可生產(chǎn)汽車碰撞假人多軸力傳感器的企業(yè)。目前公司已拓展至機(jī)器人打磨行業(yè)，與ABB合作研發(fā)十系列六軸力傳感器和智能浮動(dòng)磨頭，并與KUKA合作推出力控打磨集成應(yīng)用包。?

東華測(cè)試：專注于結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的智能化測(cè)試與分析系統(tǒng)研發(fā)和生產(chǎn)，力傳感器技術(shù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。?

柯力傳感：智能傳感器行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，主要產(chǎn)品有應(yīng)變式傳感器、儀表等元器件，市占率多年國(guó)內(nèi)第一。公司已經(jīng)進(jìn)行多款扭矩傳感器、多維力傳感器等產(chǎn)品的送樣和試制，并圍繞人形機(jī)器人涉及的觸覺、視覺傳感器尋求投資機(jī)會(huì)。?

華依科技：公司是國(guó)內(nèi)汽車測(cè)試行業(yè)龍頭和領(lǐng)先的智駕感知定位解決方案提供商，為數(shù)字化定義汽車與人工智能深度融合提供研發(fā)測(cè)試服務(wù)、高端裝備和智駕服務(wù)及核心產(chǎn)品。公司深耕汽車動(dòng)力總成智能測(cè)試二十余年，潛心布局智能駕駛關(guān)鍵零部件IMU，目前IMU產(chǎn)品精度行業(yè)領(lǐng)先，目前已達(dá)量產(chǎn)條件，并獲得奇瑞汽車、智己汽車定點(diǎn)，訂單持續(xù)開拓。?

敏芯股份：公司主要產(chǎn)品包括MEMS聲學(xué)傳感器、MEMS壓力傳感器與MEMS慣性傳感器，是國(guó)內(nèi)唯一掌握多品類MEMS芯片設(shè)計(jì)與制造工藝能力的上市公司，在現(xiàn)有MEMS傳感器芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造等各環(huán)節(jié)均具備核心技術(shù)。?

漢威科技：公司業(yè)務(wù)應(yīng)用覆蓋傳感器、智能儀表等行業(yè)領(lǐng)域，在涉及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域均形成相對(duì)領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)。公司在傳感器領(lǐng)域掌握厚膜、薄膜、MEMS、陶瓷等核心工藝，產(chǎn)品覆蓋氣體、壓力、流量、溫度、濕度、光電、加速度等門類。根據(jù)公司公告，子公司能斯達(dá)形成多品種、多量程的柔性微納傳感器（壓力、壓電、應(yīng)變、織物）及陣列的核心設(shè)計(jì)能力、大面積印刷電子批量制造能力等核心能力，與小米科技、深圳科易機(jī)器人等積極在智能機(jī)器人領(lǐng)域開展合作。1302電機(jī)為機(jī)器人力量之源，加速推進(jìn)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)總覽：無框力矩電機(jī)+諧波減速器+力矩傳感器+編碼器旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程?

旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器由永磁無刷電機(jī)+諧波減速器+雙編碼器+力矩傳感器+軸承+機(jī)械離合組成；旋轉(zhuǎn)過程如下：1）電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子（永磁體）運(yùn)動(dòng)2）其動(dòng)力通過諧波減速器提升扭矩，降低轉(zhuǎn)速3）諧波減速器通過交叉滾子軸承傳遞相應(yīng)的力；4）無接觸力矩傳感器負(fù)責(zé)測(cè)量輸出扭矩并反饋；輸入/輸出位置傳感器負(fù)責(zé)測(cè)量位置和速度并反饋。無接觸力矩傳感器輸出/輸入位置傳感器測(cè)量輸出扭矩測(cè)量位置和速度無框力矩電機(jī)諧波減速器交叉滾子軸承特斯拉Optimus旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器構(gòu)成15資料：

TeslaAIDay2022，方正證券研究所旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)總成的核心在于參數(shù)耦合與定制化?

參數(shù)耦合難點(diǎn)一：包括力矩電機(jī)與減速機(jī)的力矩范圍合理匹配，避免力矩浪費(fèi)與不足；根據(jù)關(guān)節(jié)制動(dòng)特性要求，選擇摩擦式抱閘、齒銷式抱閘和無抱閘方案；一體化關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)流程?

難點(diǎn)二：矩傳感器與關(guān)節(jié)力矩參數(shù)匹配設(shè)計(jì)，確保力矩在線性檢測(cè)范圍內(nèi)；?

難點(diǎn)三：基于光電、電容及磁場(chǎng)原理的高精度編碼器技術(shù)，針對(duì)電磁干擾、粉塵及輻射環(huán)境下的傳感器應(yīng)用選型一體化機(jī)器人關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)一體化關(guān)節(jié)核心零部件系統(tǒng)框架16資料《金力等:驅(qū)控一體化機(jī)器人關(guān)節(jié)的研制及應(yīng)用》，方正證券研究所直線關(guān)節(jié)總覽：無框力矩電機(jī)+行星滾珠絲杠+力傳感器+編碼器直線運(yùn)動(dòng)過程?

直線執(zhí)行器由無框力矩電機(jī)+行星滾珠絲杠+力傳感器+編碼器+軸承組成；過程如下：1）電機(jī)帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)2）行星滾珠絲杠把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)3）絲杠通過球軸承傳遞相應(yīng)的力；4）無接觸力矩傳感器負(fù)責(zé)測(cè)量輸出力矩并反饋；輸入/輸出位置傳感器負(fù)責(zé)測(cè)量位置和速度并反饋。特斯拉Optimus直線執(zhí)行器構(gòu)成17資料：

TeslaAIDay2022，方正證券研究所直線總成的核心在于行星滾柱絲杠制造?

行星滾柱絲杠具有精度高+壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，但是國(guó)產(chǎn)化率仍處于早期。壁壘在于：材料端（原材料質(zhì)量尚有差距+熱加工工藝欠佳）、設(shè)備端（高端精密設(shè)備性能與國(guó)外有差距）、工藝端（技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累需要時(shí)間）國(guó)產(chǎn)中高檔滾動(dòng)功能部件努力方向第一位因素統(tǒng)計(jì)選項(xiàng)比例性能精度

壽命及可靠性

材料及熱處理工藝44.4

19

9.3服務(wù)國(guó)產(chǎn)滾動(dòng)功能部件優(yōu)勢(shì)分析47.41.1國(guó)產(chǎn)中高檔滾動(dòng)功能部件努力方向整體因素排序行星滾柱絲杠與滾珠絲杠比較18資料：新劍機(jī)器人技術(shù)股份有限公司官網(wǎng)，金屬加工雜志社，方正證券研究所無框力矩電機(jī)：更滿足機(jī)器人高效率高動(dòng)態(tài)要求?

無框力矩電機(jī)：具有緊湊度高+高效率+低噪音+高穩(wěn)定性優(yōu)點(diǎn)：1）極高的剛度：無框力矩電機(jī)可以做為直驅(qū)動(dòng)力源，它不需要皮帶和皮帶輪，絲桿或齒輪箱，就能直驅(qū)負(fù)載。2）效率高：由于無框力矩電機(jī)直接集成到機(jī)器的結(jié)構(gòu)中，降低了風(fēng)摩損失，因此效率高。3）靜音：由于無框力矩電機(jī)直接集成到機(jī)器的結(jié)構(gòu)中，帶來了明顯的靜音效果。4）穩(wěn)定性高、低維護(hù)性。總體更滿足機(jī)器人要求的高效率/高動(dòng)態(tài)/高功率密度要求。電機(jī)分類無框力矩電機(jī)構(gòu)成圖資料：

RenAhahWiki，云熙機(jī)電，兆威機(jī)電，Kollmorgen，研一機(jī)械等，方正證券研究所整理無框力矩電機(jī)：國(guó)內(nèi)廠商企業(yè)起步晚，仍屬二線梯隊(duì)無框力矩核心壁壘在于磁路設(shè)計(jì)和工藝制備。以美國(guó)科爾摩根公司產(chǎn)品為例，其轉(zhuǎn)矩密度可達(dá)1.1Nm/kg-2.5Nm/kg,齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較低,主要是采用分?jǐn)?shù)槽分布繞組的少極多槽的方案。國(guó)內(nèi)步科股份、昊志機(jī)電等產(chǎn)品由于起步較晚，主要在轉(zhuǎn)矩密度參數(shù)上有差異。海內(nèi)外無框力矩電機(jī)基本情況無框力矩電機(jī)產(chǎn)品對(duì)比20資料：各公司官網(wǎng)，方正證券研究所整理伺服電機(jī)：滿足機(jī)器人快速響應(yīng)、高精度執(zhí)行要求?

伺服電機(jī)：由緊湊電機(jī)+驅(qū)動(dòng)+編碼器+控制器構(gòu)成，廣泛用于機(jī)器人關(guān)節(jié)部位，需求量較大。具有高響應(yīng)速度、高精度控制、性能穩(wěn)定、過載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)：1）高響應(yīng)速度：從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。2）控制精度高：電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證控制精度。3）性能穩(wěn)定：伺服電機(jī)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，控制性能更為可靠。4）過載能力強(qiáng)：具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力，最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的2-3倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。總體更滿足機(jī)器人要求的快速響應(yīng)，高精度執(zhí)行，性能更穩(wěn)定，具備較強(qiáng)過載能力要求。伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)圖伺服電機(jī)分類21資料：鳴志電氣官網(wǎng)，智研咨詢，方正證券研究所整理空心杯電機(jī)制造端：生產(chǎn)工藝亟需追趕，差距在于繞線方式空心杯電機(jī)最大的特點(diǎn)是線圈繞制成杯子狀，通過連接板，和換向器，主軸鏈接到一起共同組成了轉(zhuǎn)子。線圈在磁鐵和外殼之間的縫隙中旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)徹底消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，由于轉(zhuǎn)子重量大幅降低，所以轉(zhuǎn)動(dòng)慣性減小，相比傳統(tǒng)鐵芯電機(jī)，大扭矩急加速急減速性能突出，有體積小，效率高，功率密度高，可控性高，噪音小，散熱效果好等等優(yōu)點(diǎn)?？招谋畲箅y度在于繞線方式，1）工藝方面：海外使用一次繞制成型工藝；國(guó)內(nèi)采用繞卷式生產(chǎn)工藝；在良品率和精度上仍有差距；2）生產(chǎn)方面：國(guó)內(nèi)缺乏定制化生產(chǎn)能力；整體起步較晚；直流有刷、無刷空心杯電機(jī)結(jié)構(gòu)空心杯工藝圖22資料：天孚微電機(jī)，

《謝春輝：馬按形空心杯電機(jī)線圖繞制設(shè)備研究》，方正證券研究所整理空心杯電機(jī)產(chǎn)品端：參數(shù)尚有差距，發(fā)力正當(dāng)時(shí)對(duì)比國(guó)內(nèi)外空心杯同電壓等級(jí)產(chǎn)品，在空載轉(zhuǎn)速/功率/機(jī)械時(shí)間常數(shù)等參數(shù)方面尚有差距。復(fù)盤海外空心杯電機(jī)的發(fā)展之路，技術(shù)迭代和經(jīng)驗(yàn)累積均需要時(shí)間，頭部電機(jī)公司成立均超60年以上，國(guó)內(nèi)企業(yè)優(yōu)勢(shì)在于交付周期短以及響應(yīng)能力強(qiáng)以及高性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，看好在人形機(jī)器人爆發(fā)初期的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇。海內(nèi)外空心杯電機(jī)基本情況空心杯電機(jī)產(chǎn)品對(duì)比23資料：各公司官網(wǎng)，方正證券研究所整理03人形機(jī)器人，具身智能發(fā)展的理想最終形態(tài)大模型賦予機(jī)器能理解、會(huì)思考、有效輔助的能力通用大模型推動(dòng)機(jī)器由感知走向認(rèn)知，形成感知、決策、控制閉環(huán)。1）將人類給出的自然語言指令拆解為機(jī)器人可執(zhí)行的步驟，更通用、易用；2）多模態(tài)大模型增強(qiáng)模型對(duì)現(xiàn)實(shí)中對(duì)象的理解，賦予機(jī)器能理解、會(huì)思考、有效輔助的能力。人形機(jī)器人為具身智能發(fā)展的理想終極形態(tài)。“具身智能”是基于機(jī)器與物理世界的交互，創(chuàng)建軟硬件結(jié)合、可自主學(xué)習(xí)進(jìn)化的智能體，其智能行為可以被具有對(duì)應(yīng)形態(tài)的智能體通過適應(yīng)環(huán)境的方式學(xué)習(xí)到。機(jī)器人進(jìn)化路徑：從固定到移動(dòng)，從獨(dú)立到協(xié)作，從單一到通用。人形機(jī)器人將作為通用機(jī)器人的代表和具身智能的絕佳載體。大模型從多方面賦予機(jī)器人理解、思考、輔助的能力機(jī)器人為具身智能發(fā)展的理想終極形態(tài)大模型的能力機(jī)器人的需求可達(dá)性可檢驗(yàn)性

可解釋性世界概念多個(gè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)/通識(shí)任務(wù)描述榮譽(yù)感

情感無法用具

無法通過體任務(wù)檢

學(xué)習(xí)推斷責(zé)任心基本要素不可測(cè)量非具身概念驗(yàn)概念強(qiáng)大的內(nèi)容生成能力任務(wù)分解金錢具身概念欲望音箱

耳機(jī)

手機(jī)良好的上下文理解與自然語言連續(xù)對(duì)話能力可以通過具體學(xué)習(xí)來推斷概念運(yùn)動(dòng)代碼生成任務(wù)過程交互可用完成任務(wù)來檢驗(yàn)基本要素可測(cè)量PC智車

空調(diào)機(jī)器人具身概念強(qiáng)大的零樣本/小樣本學(xué)習(xí)能力25資料：《行為認(rèn)知與具身智能》，微軟，方正證券研究所機(jī)器人集成眾多計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)，智能能力加速發(fā)展機(jī)器人相較其他智能終端，所涉及的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)范圍更廣、更深。機(jī)器人涉及計(jì)算機(jī)視覺、語音識(shí)別、生物識(shí)別、自然語言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、人機(jī)交互等前沿技術(shù)，隨著智能算力、算法的的不斷迭代提升，發(fā)展呈現(xiàn)加速態(tài)勢(shì)。機(jī)器人基礎(chǔ)軟件主要包括AI操作系統(tǒng)以及中間件，中游的開發(fā)及管理平臺(tái)。大模型將不斷推動(dòng)機(jī)器人開發(fā)、操作、管理簡(jiǎn)化，推動(dòng)機(jī)器人走向更廣闊的通用市場(chǎng)。機(jī)器人技術(shù)能力的主要三個(gè)方面識(shí)別：將圖像、視頻、語音計(jì)算機(jī)技術(shù)涉及個(gè)體及群體具身智能迭代的眾多方面具身實(shí)體智能感知與交互輸入轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)語言。輸出：與使用者自然交互軟件工程體系結(jié)構(gòu)具身系統(tǒng)具身常識(shí)具身認(rèn)知機(jī)器人學(xué)芯片設(shè)計(jì)群體具身智能機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。理解人類的意圖和情感。根據(jù)信息反饋?zhàn)龀鰶Q策。自然語言處理計(jì)算機(jī)圖形學(xué)具身進(jìn)化認(rèn)知與決策具身感知機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)（強(qiáng)化學(xué)習(xí)，模仿學(xué)習(xí)）自然語言處理（因果，可解釋性）物理學(xué)（仿真）計(jì)算機(jī)視覺語音識(shí)別力覺，觸覺傳感機(jī)器學(xué)習(xí)社會(huì)學(xué)習(xí)心理學(xué)穩(wěn)定控制、步態(tài)規(guī)劃、基于搜索、隨機(jī)采樣、滿足動(dòng)力學(xué)約束的路徑規(guī)劃，安全交互柔性控制算法（具身對(duì)話）運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制生物醫(yī)學(xué)認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)，腦科學(xué)，社會(huì)學(xué)其他傳感器26資料：

36氪，機(jī)器之心，方正證券研究所整理多模態(tài)大模型是提升機(jī)器人感知與交互的關(guān)鍵機(jī)器視覺深度學(xué)習(xí)需要解決的問題多模態(tài)大模型是人形機(jī)器人感知及交互能力提升的關(guān)鍵。專用機(jī)器人對(duì)感知及交互的能力要求較低。人形機(jī)器人需要對(duì)通用物體識(shí)別，以及處理大量非結(jié)構(gòu)化命令，涵蓋視覺、聽覺、觸覺、運(yùn)動(dòng)等。多模態(tài)模型可以使得機(jī)器人能夠更好地理解自然語言指令，生成自然語言描述、圖像及視頻等。認(rèn)知處理多模態(tài)數(shù)據(jù)聯(lián)合認(rèn)知幾何認(rèn)知語義認(rèn)知具身性多模態(tài)模型任務(wù)示例易操作性主動(dòng)視覺追蹤空間概念時(shí)間概念學(xué)習(xí)27資料：《行為認(rèn)知與具身智能》，《TheLimitsandPotentialsofDeepLearningforRobotics》，方正證券研究所多模態(tài)大模型是提升機(jī)器人感知與交互的關(guān)鍵ChatGPT推動(dòng)機(jī)器人由工程師參與循環(huán)演進(jìn)為用戶參與循環(huán)。ChatGPT通過對(duì)人類的自然語言指令進(jìn)行拆解，輸出為計(jì)算機(jī)指令。同時(shí)，可以不斷根據(jù)操作反饋進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)。2023年3月，Google發(fā)布PaLM-E模型，不需要對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)一步提升了泛化能力；2023年7月，Google發(fā)布視覺-語言-動(dòng)作（VLA）的機(jī)器人模型

RT-2，實(shí)現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)及機(jī)器人數(shù)據(jù)中不斷學(xué)習(xí)。國(guó)內(nèi)通用大模型亦在快速迭代，疊加國(guó)外開源模型以及實(shí)踐，產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)期加速。ChatGPT推動(dòng)機(jī)器人由工程師參與循環(huán)演進(jìn)為用戶參與循環(huán)ChatGPT應(yīng)用到機(jī)器人中的目標(biāo)：當(dāng)前的機(jī)器人運(yùn)轉(zhuǎn)模式：工程師參與循環(huán)用戶參與循環(huán)按割草機(jī)模式檢查貨架指令，API+目標(biāo)目標(biāo)將彩色塊排列成微軟的標(biāo)志LLM去廚房找個(gè)可以熱午餐的地方部署，改進(jìn)部署，改進(jìn)28資料：《ChatGPTforRobotics:DesignPrinciplesandModelAbilities》，方正證券研究所視覺技術(shù)為機(jī)器人感知最重要部分，算法能力為關(guān)鍵視覺技術(shù)在人形機(jī)器人感知中最為關(guān)鍵。視覺信息占人類獲取的信息的約80%，為信息獲取的最重要途徑之一，進(jìn)而通過大腦對(duì)物體大小、明暗、顏色、動(dòng)靜做出判斷。3D視覺技術(shù)更加成熟。結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法，已較多在物流分揀、自動(dòng)駕駛、無人機(jī)、三位重建、人臉識(shí)別等領(lǐng)域應(yīng)用。雙目視覺方案算法復(fù)雜程度最高，為人形機(jī)器人最傾向的方案。雙目視覺技術(shù)以及結(jié)構(gòu)光技術(shù)由于掃描速度以及抗干擾能力較弱，因此在工業(yè)中的拆垛、碼垛定位，以及人臉識(shí)別、靜態(tài)尺寸測(cè)量等方面有較廣的應(yīng)用。激光三角測(cè)量法主要用于工業(yè)的高速動(dòng)態(tài)流水線場(chǎng)景，飛行時(shí)間（ToF）測(cè)量法主要用于視覺導(dǎo)航、動(dòng)態(tài)跟蹤等。雙目視覺為人形機(jī)器人主流采取的方案。機(jī)器視覺識(shí)別涉及更大量的處理、判斷及控制算法主流3D視覺探測(cè)方法對(duì)比測(cè)量方法算法復(fù)雜度掃碼速度抗干擾能力成熟度雙目視覺結(jié)構(gòu)光測(cè)量

激光三角測(cè)量

飛行時(shí)間光源判斷和控制高中中高中高慢差中高低快高高中低快中高低控制指令圖像采集卡圖像處理相機(jī)標(biāo)定坐標(biāo)系（X,

Y,Z）圖像分割算法識(shí)別對(duì)象鏡頭硬件成本計(jì)算機(jī)算法29資料：

《3D技術(shù)在機(jī)器視覺檢測(cè)中的應(yīng)用》

，方正證券研究所機(jī)器視覺國(guó)內(nèi)市場(chǎng)2024年預(yù)期20%以上增長(zhǎng)，品牌銷售繼續(xù)提升機(jī)器視覺領(lǐng)域主要有四類參與者。1）國(guó)外龍頭技術(shù)實(shí)力積累較深，發(fā)展歷史悠久，主要為康耐視、基恩士等。2）鴻蒙生態(tài)。3）商湯、云叢、、等企業(yè)百度等綜合性科技企業(yè)，優(yōu)勢(shì)在于其生態(tài)以及云邊端的解決方案能力，特別是在軟件算法有較多的研發(fā)。4）傳統(tǒng)硬件龍頭發(fā)力軟硬一體能力。國(guó)內(nèi)機(jī)器人OEM對(duì)外采購(gòu)視覺算法軟件比例相對(duì)較小，品牌銷售占比穩(wěn)定提升。2022年中國(guó)機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模170.65億元，同比增長(zhǎng)23.51%，至2027年預(yù)計(jì)超560億元，品牌銷售的占比有望超45%?？的鸵暤腣isionPro和MVTec的Halcon占據(jù)機(jī)器視覺軟件銷量前兩位，?？禉C(jī)器人位居第三。整體看，中國(guó)市場(chǎng)大部分視覺應(yīng)用廠商都是自主研發(fā)軟件或開源平臺(tái)的二次開發(fā)為主，對(duì)外采購(gòu)品牌軟件的占比相對(duì)較小。機(jī)器視覺領(lǐng)域主要有四類參與者中國(guó)機(jī)器視覺軟件市場(chǎng)需求及品牌占比（右）、百度，云邊端提供行業(yè)解決方案及消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品康耐視、基恩士等，計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域老牌龍頭①國(guó)際機(jī)器視覺企業(yè)②綜合性科技企業(yè)③技術(shù)性科技企業(yè)④智能化轉(zhuǎn)型的硬件廠商AI四小龍、格靈深瞳、佳都科技等，

?？低?、大華股份、凌云光等，細(xì)分領(lǐng)域技術(shù)專業(yè)性較強(qiáng)以硬件為基礎(chǔ)，提供軟硬一體方案30資料：GGII，方正證券研究所機(jī)器人廠商算法能力各具優(yōu)勢(shì)，認(rèn)知核心算法采用自研與智車類似，感知及控制算法需要與硬件廠商建立緊密合作。機(jī)器人OEM廠商的感知及運(yùn)控方案較為多元，軟件算法為自研與外采相結(jié)合，在開發(fā)過程中需要與硬件廠商進(jìn)行較為緊密的合作。從機(jī)器人自由度來看，特斯拉Optimus運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法較為復(fù)雜。認(rèn)知與決策算法為各廠商中長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)核心差異所在，多采取自研。特斯拉采取與汽車一脈相承的FSD神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。認(rèn)知模塊相當(dāng)于人類的大腦，為各廠商體現(xiàn)其智能化水平的核心。典型人形機(jī)器人技術(shù)方案對(duì)比特斯拉0ptimus波士頓動(dòng)力小米優(yōu)必選名稱OptimusAtlasCyberOneWalkerX發(fā)布時(shí)間2022年2018年2022年2021年Mi

sense視覺模組，自研

四目立體視覺，聲波、力三維重建算法，聽覺傳感

矩、慣導(dǎo)傳感器，原生魚眼+左右攝像頭，力矩傳感器，集成IMU，力傳感器，TOF深感知智能與交互位置傳感器度相機(jī)，多平面分割算法器，顯示模組表達(dá)情緒28+機(jī)器人情緒體系FSD芯片，自研神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)認(rèn)知算法Inteli78665U處理器，自研認(rèn)知算法認(rèn)知與決策M(jìn)PC控制器，自研認(rèn)知算法

N/A50自由度，最大速度8km/h，電

28自由度，最大速度9km/h，21自由度，最大速度驅(qū)(旋轉(zhuǎn)+直線+手部執(zhí)行器)，重

液壓，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)環(huán)境帶來的

3.6km/h，電驅(qū)，自研人形41自由度，最大速度3km/h，電驅(qū)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制心控制算法影響雙足控制算法31資料：各公司官網(wǎng)，機(jī)器之心公眾號(hào)，方正證券研究所04產(chǎn)業(yè)+技術(shù)協(xié)同，汽車產(chǎn)業(yè)鏈助人形機(jī)器人加快成長(zhǎng)行業(yè)邏輯相似，汽車產(chǎn)業(yè)鏈助力機(jī)器人成長(zhǎng)?

新能源汽車和機(jī)器人設(shè)計(jì)制造具有眾多相似之處：1）市場(chǎng)規(guī)模層面：人形機(jī)器人與汽車一樣市場(chǎng)空間廣闊，未來人形機(jī)器人有望成為和汽車一樣對(duì)企業(yè)和家庭重要產(chǎn)品，未來人形機(jī)器人或像汽車一樣成為家庭標(biāo)配。2）零部件層面：人形機(jī)器人與智能汽車一樣需要搭載傳感器、人工智能芯片和電池等相關(guān)配置，且該類先進(jìn)配置在新能源汽車快速發(fā)展中已得到快速提高，汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展助力人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展。3）產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)層面：人形機(jī)器人零部件與汽車零部件企業(yè)類似，具備成本高、門檻高、對(duì)研發(fā)及大規(guī)模量產(chǎn)能力高等要求，汽車產(chǎn)業(yè)鏈助力機(jī)器人產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)。汽車與人形機(jī)器人開發(fā)具有高度相關(guān)性特斯拉人形機(jī)器人構(gòu)成33資料：特斯拉AIDAY2022，方正證券研究所借力汽車自動(dòng)駕駛邏輯，人形機(jī)器人快速迭代?

特斯拉人形機(jī)器人和自動(dòng)駕駛的感知系統(tǒng)硬件類似：人形機(jī)器人采用純視覺感知方案，共配置有3

顆攝像頭，分別是左右眼各一個(gè)以及一顆魚眼廣角，特斯拉人形機(jī)器人和自動(dòng)駕駛均采用以視覺為主的感知方式，感知系統(tǒng)硬件類似。?

特斯拉人形機(jī)器人和自動(dòng)駕駛算法邏輯基本一致：自動(dòng)駕駛和人形機(jī)器人其本質(zhì)都是基于“輸入-處理-輸出”模式下服務(wù)于人類的智能化系統(tǒng)。人形機(jī)器人依賴于自動(dòng)駕駛FSD算法，人形機(jī)器人提取圖像特征后進(jìn)行3D重建，對(duì)于空間中的物體通過占用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行識(shí)別輸出。對(duì)比汽車自動(dòng)駕駛中占用網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)槭覂?nèi)環(huán)境小目標(biāo)比較多，因此機(jī)器人場(chǎng)景的單元格更加稠密。特斯拉人形機(jī)器人視覺感知及汽車感知特斯拉人形機(jī)器人視覺導(dǎo)航系統(tǒng)34資料：特斯拉AIDAY2022，方正證券研究所機(jī)器人市場(chǎng)大空間+高價(jià)值，開啟特斯拉第二成長(zhǎng)曲線?

人形機(jī)器人需求巨大，開啟特斯拉第二增長(zhǎng)曲線：2021年8月在特斯拉AI日上，馬斯克公布了特斯拉人形機(jī)器人項(xiàng)目，馬斯克對(duì)機(jī)器人的市場(chǎng)定位是替代人類去做一些有危險(xiǎn)或重復(fù)枯燥的勞動(dòng)。馬斯克曾表示人形機(jī)器人市場(chǎng)需求可能會(huì)達(dá)到100億至200億臺(tái)，并預(yù)測(cè)Optimus將占到特斯拉長(zhǎng)期價(jià)值的大部分。人形機(jī)器人快速進(jìn)化，特斯拉第二代人形機(jī)器人OptimusGen2于2023年12月發(fā)布，OptimusGen2采用了特斯拉自主設(shè)計(jì)和制造的執(zhí)行器和傳感器。?

人形機(jī)器人構(gòu)成復(fù)雜價(jià)值量高，相關(guān)概念加持零部件產(chǎn)業(yè)鏈估值提升：人形機(jī)器人主要由智能感知、執(zhí)行靈巧手燈部件構(gòu)成，單個(gè)機(jī)器人價(jià)值量合計(jì)或超15萬元。隨著人工智能和先進(jìn)技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正成為全球各大科技巨頭爭(zhēng)相布局領(lǐng)域，機(jī)器人板塊估值快速抬升，2023年至今機(jī)器人指數(shù)PE顯著高于汽車零部件板塊PE。人形機(jī)器人主要構(gòu)成機(jī)器人板塊PE高于汽車零部件板塊PE2021年特斯拉人形機(jī)