2024年人形機(jī)器人專題報(bào)告：AI驅(qū)動(dòng)-未來(lái)已來(lái)

2024年人形機(jī)器人專題報(bào)告：AI驅(qū)動(dòng)_未來(lái)已來(lái)人形機(jī)器人：AI巨頭入局，產(chǎn)業(yè)化提速特斯拉：“具身智能”先行者，Optimus持續(xù)迭代特斯拉是“具身智能”浪潮的先行者，特斯拉公司CEO埃隆·馬斯克認(rèn)為，未來(lái)地球上的機(jī)器人數(shù)量終會(huì)超過(guò)人類。特斯拉人形機(jī)器人開(kāi)發(fā)進(jìn)展迅速：2022年10月：人形機(jī)器人首次亮相，需要人攙扶，無(wú)法正常工作；2023年3月：人形機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)直立行走，且能實(shí)現(xiàn)裝配任務(wù)，手指關(guān)節(jié)可抓取電動(dòng)工具、螺絲等；2023年5月：人形機(jī)器人在車間靈活行走、抓取物體，并展示了電機(jī)扭矩控制技術(shù)（不打碎雞蛋）;2023年9月：人形機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)自主分類物品、做瑜伽等復(fù)雜任務(wù)，且完全基于端到端離線神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)；2023年12月：人形機(jī)器人行走更加輕盈，可做深蹲，手部關(guān)節(jié)更加靈巧；2024年2月：人形機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)的絲滑轉(zhuǎn)彎、靈活行走。英偉達(dá)：內(nèi)生+外延布局大腦+本體，AI巨頭賦能人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)英偉達(dá)：全球第一家市值突破萬(wàn)億美元的芯片公司、全球第一家由華人創(chuàng)立的萬(wàn)億美元市值公司、第七家市值越過(guò)1萬(wàn)億美元的美國(guó)公司。英偉達(dá)的機(jī)器人布局可以追溯到十年前，2016年8月，在OpenAI成立不到一年之際，英偉達(dá)把全球第一臺(tái)AI超算——DGX-1捐給了OpenAI。當(dāng)時(shí)的OpenAI還只是一家名不見(jiàn)經(jīng)傳的初創(chuàng)公司，當(dāng)時(shí)的馬斯克還是OpenAI的創(chuàng)始人，也是OpenAI最早的支持者。英偉達(dá)在機(jī)器人市場(chǎng)的真正布局始于2018年。在這一年英偉達(dá)宣布推出包含全新硬件、軟件和虛擬世界機(jī)器人模擬器的NVIDIAIsaac，同時(shí)還推出專為機(jī)器人設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)平臺(tái)JetsonXavier和相關(guān)的機(jī)器人軟件工具包。其后的幾年，英偉達(dá)從底層芯片到計(jì)算平臺(tái)到訓(xùn)練與驗(yàn)證進(jìn)行全方位布局。2024年，英偉達(dá)入股FigureAI，F(xiàn)igureAI是一家致力于打造自主通用人形機(jī)器人的初創(chuàng)公司，旨在與人類進(jìn)行交互并執(zhí)行多種任務(wù)，可以自動(dòng)執(zhí)行一系列動(dòng)作，包括行走、搬運(yùn)、操作物體等，應(yīng)用場(chǎng)景包括倉(cāng)庫(kù)管理、物流配送、醫(yī)療保健等領(lǐng)域。人形機(jī)器人軟硬件架構(gòu)：具身智腦，AI賦能軟件架構(gòu)：多層級(jí)任務(wù)拆解，引入大模型智能化程度大幅提升人形機(jī)器人的軟件技術(shù)架構(gòu)與人類大腦相似。云端超腦理解任務(wù)、完成推理；大腦進(jìn)行抽象思維、形成策略；小腦形成運(yùn)動(dòng)控制指令；腦干負(fù)責(zé)硬件部件的底層任務(wù)。AI為人形機(jī)器人提供了智能化的核心功能，而人形機(jī)器人則為AI提供了一個(gè)具身化的平臺(tái)。在全球AI浪潮下，科技巨頭通過(guò)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟形式走向合作，形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。ChatGPT為人形機(jī)器人提供了強(qiáng)大的語(yǔ)言理解和生成能力，豐富了機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景和提高了用戶體驗(yàn)。硬件架構(gòu)：關(guān)注高壁壘、高價(jià)值量環(huán)節(jié)，國(guó)產(chǎn)化降本空間大市場(chǎng)空間：行星滾柱絲杠、六維力矩傳感器、無(wú)框力矩電機(jī)等核心零部件價(jià)值量占比在10%以上；力/力矩傳感器和柔性觸覺(jué)傳感器原有全球市場(chǎng)空間較大，分別為589億元和110億元，其他核心零部件原有市場(chǎng)空間大多在50億元及以下，預(yù)計(jì)人形機(jī)器人市場(chǎng)放量將帶來(lái)較大彈性；從市場(chǎng)成熟度來(lái)看，行星滾柱絲杠、六維力矩傳感器、觸覺(jué)傳感器、軟件系統(tǒng)等核心環(huán)節(jié)的市場(chǎng)仍在發(fā)展早期、有較大技術(shù)/工藝迭代空間。競(jìng)爭(zhēng)格局：行星滾柱絲杠、六維力矩傳感器、觸覺(jué)傳感器、空心杯電機(jī)、軟件系統(tǒng)是當(dāng)前國(guó)產(chǎn)化提升空間較大的核心環(huán)節(jié)，同時(shí)也是技術(shù)壁壘較高的零部件。人形機(jī)器人市場(chǎng)空間：場(chǎng)景豐富，潛力凸顯人形機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景可根據(jù)市場(chǎng)容量、技術(shù)要求分為四個(gè)象限人形機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景可根據(jù)需求側(cè)的市場(chǎng)容量和供給側(cè)的技術(shù)要求，分為四個(gè)象限。產(chǎn)業(yè)化初期工廠作業(yè)、倉(cāng)管搬運(yùn)、導(dǎo)購(gòu)服務(wù)、科研教育等市場(chǎng)容量大、技術(shù)難度較低的應(yīng)用場(chǎng)景，有望在供給端和技術(shù)端齊發(fā)力下，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)突破。在勞動(dòng)力短缺、人工成本昂貴背景下，人形機(jī)器人時(shí)薪性價(jià)比高海外人工成本昂貴，人形機(jī)器人時(shí)薪比海外人工低很多，理論上可以24h工作。1）工廠、物流：以美國(guó)福特汽車工廠工人薪酬為例，每名汽車工人平均每周薪資接近1300美元，即260美元/天，換算成時(shí)薪約32.5美元/h。若用于工廠、物流的人形機(jī)器人定價(jià)5萬(wàn)美元，成本1.7美元/h，若定價(jià)2萬(wàn)美元，成本0.7美元/h。2）保姆、康養(yǎng)：根據(jù)C數(shù)據(jù)，美國(guó)全職保姆（40小時(shí)/周），可以照看1到2個(gè)孩子，時(shí)薪大約13.6美元/h，每周約為545美元。若用于保姆、康養(yǎng)的人形機(jī)器人定價(jià)15萬(wàn)美元，成本5.1美元/h，若定價(jià)3萬(wàn)美元，成本1.0美元/h。美國(guó)制造業(yè)工人短缺，且用工成本攀升，加速人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化以美國(guó)為例，人形機(jī)器人有助于緩解美國(guó)制造業(yè)工人結(jié)構(gòu)性短缺，且用工成本攀升的難題。1）美國(guó)制造業(yè)面臨結(jié)構(gòu)性勞動(dòng)力短缺，受就業(yè)觀念、移民政策等因素影響，美國(guó)汽車工廠、半導(dǎo)體工廠、建筑行業(yè)等面臨“用工荒”；2）美國(guó)工會(huì)力量強(qiáng)大，工會(huì)爭(zhēng)取的高工資、福利對(duì)于制造業(yè)企業(yè)用工成本、生產(chǎn)效率造成較大壓力。特斯拉弗里蒙特、德克薩斯、柏林、上海工廠就業(yè)人數(shù)合計(jì)用工人數(shù)約7萬(wàn)人，對(duì)于人形機(jī)器人的需求，在產(chǎn)業(yè)化初期、中期、遠(yuǎn)期有望分別達(dá)0.7、3.5、6.3萬(wàn)臺(tái)。美國(guó)家政服務(wù)業(yè)勞動(dòng)力緊缺且昂貴，對(duì)人形機(jī)器人需求大2020年1月-2022年11月，美國(guó)服務(wù)業(yè)職位空缺數(shù)的增量和增幅大多高于非服務(wù)業(yè)。根據(jù)澎湃商學(xué)院，從細(xì)分行業(yè)看，制造業(yè)的職位空缺數(shù)較前水平增加了近1倍，成為增幅最大的細(xì)分行業(yè)。專業(yè)和商業(yè)服務(wù)、教育和保健服務(wù)業(yè)、休閑住宿業(yè)等接觸性服務(wù)業(yè)的職位空缺數(shù)的增量較大，且增幅均超過(guò)總體職位空缺數(shù)的增幅，實(shí)現(xiàn)了超額增加，對(duì)總體拉動(dòng)率近60%。美國(guó)“三明治一代”因?yàn)檎疹櫪先嗽斐傻慕?jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)極大。根據(jù)ShareAmerica，在美國(guó)，有一個(gè)越來(lái)越大、被稱之為“三明治一代”（SandwichGeneration）的人群，就是那些不但自己要工作，家中還有小孩和老人需要照顧的家庭。因?yàn)榧抑杏欣先诵枰疹櫍谡麄€(gè)照顧期間給子女造成的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)平均高達(dá)65.9萬(wàn)美元，對(duì)于普通的工薪階層而言，那