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文檔簡介
具身智能:突破人機邊界,AI產(chǎn)業(yè)的下一站2024年5月15日投資要點
具身智能+人形機器人或?qū)⒊蔀锳I終極形態(tài):人工智能的進步正在成為機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵引擎。生成式人工智能的爆發(fā),催生了初代“AI+機器人”的人形機器人。
政策推進人形機器人發(fā)展:國家層面頻繁發(fā)布關于機器人的相關政策,特別關注人形機器人這一未來產(chǎn)業(yè)的關鍵領域。相關政府部門調(diào)整戰(zhàn)略方向,出臺一系列政策推動和引領中國人形機器人產(chǎn)業(yè)向高質(zhì)量方向發(fā)展。
市場空間廣闊:隨著人形機器人功能邁向多樣化和普適化,產(chǎn)業(yè)分工日趨成熟,成本持續(xù)下探,潛在應用場景有望涵蓋制造業(yè)、家庭服務等多個領域,市場機遇廣闊。中國電子學會數(shù)據(jù)顯示,到2030年,中國人形機器人市場規(guī)模有望達約8700億元。
投資建議:實現(xiàn)具身智能需要多個學科的交叉能力,當前具身智能產(chǎn)業(yè)鏈中機器人制造、機器視覺、多模態(tài)大模型、物理世界算法(計算機圖形學)等相關環(huán)節(jié)投資機會值得重點關注。建議關注:索辰科技、中控技術、維宏股份、萬集科技、大華股份、??低?、宇瞳光學、拓爾思、熵基科技、中科創(chuàng)達、神思電子、井松智能、蘭劍智能等。
風險提示:人形機器人技術發(fā)展不及預期;人形機器人投資不及預期;核心零件國產(chǎn)化不及預期;市場需求不及預期等。2一二人形機器人是具身智能的最佳實踐政策持續(xù)加碼,市場空間廣闊目錄三四五海內(nèi)外人形機器人相繼推出產(chǎn)業(yè)鏈及相關上市公司投資建議及風險提示3一具身智能人形機器人介紹1.1人形機器人介紹1.2具身智能介紹1.3具身智能+人形機器人或?qū)⒊蔀锳I終極形態(tài)41.1.1
人形機器人介紹
人形機器人最基本的特征是具有人類的外形特征和行動能力,除具備人形和模擬人類動作外還兼具智慧化和可交互性等特點,擁有更好的通用性。人形機器人主要包含三大核心技術模塊:環(huán)境感知模塊、運動控制模塊和人機交互模塊。圖表1:工業(yè)機器人、服務機器人與人形機器人的區(qū)別圖表2:三大核心技術模塊資料:未來智庫,中郵證券研究所資料:2024人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈白皮書,中郵證券研究所51.1.2
機器人分類
機器人是一種自動化的機器,所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力,如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力,
是一種具有高度靈活性的自動化機器。國際機器人聯(lián)合會(IFR)從應用環(huán)境出發(fā)將機器人也分為兩類:制造環(huán)境下的工業(yè)機器人和非制造環(huán)境下的服務機器人。圖表3:機器人分類資料:電子發(fā)燒友,國際機器人聯(lián)合會,中郵證券研究所61.1.3
人形機器人發(fā)展階段
進入21世紀,隨著第三次工業(yè)革命,以原子能技術、航天技術、電子計算機技術的應用為代表,還包括人工合成材料、分子生物學和遺傳工程等高新技術的突破和發(fā)展,人形機器人的行業(yè)迎來飛速發(fā)展。
業(yè)內(nèi)認為,人形機器人的發(fā)展歷程主要分為三個階段:第一階段,是以早稻田大學仿人機器人為代表的早期發(fā)展階段;第二階段,是以本田仿人機器人為代表的系統(tǒng)高度集成發(fā)展階段;第三階段,是以波士頓動力仿人機器人為代表的高動態(tài)運動發(fā)展階段。圖表4:人形機器人發(fā)展階段資料:鋼鐵俠科技,中郵證券研究所71.2
具身智能
所謂具身,Embodied,指的是依附于真實世界的物理實體,類似于人或者動物需要一個肉體,去認識世界、探索世界,并通過與環(huán)境的交互去影響世界;所謂智能,指的是需要具備感知、認知、推理、決策、持續(xù)迭代的能力。
但事實上,人形機器人只是具身智能的一種形態(tài),也可能是終極形態(tài),但除此之外,比如能在家庭中行駛并與人簡單交互的寵物機器人、比如
L4
自動駕駛,本質(zhì)上都同時具備具身和智能兩種屬性。圖表5:具身智能圖表6:具身智能舉例資料:順為資本,中郵證券研究所資料:順為資本,中郵證券研究所81.2
具身智能
具身智能最大的特質(zhì)是自主感知物理世界,用擬人化的思維路徑去學習,從而做出人類期待的行為反饋,而不是被動的執(zhí)行。簡單來說,具身智能即AI能夠跟我們生活的環(huán)境進行交互,從而展現(xiàn)出智能行為,一次次迭代成長,自主學習并發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的行動策略。
英偉達CEO黃仁勛
2023年
5月提出“人工智能的下一個浪潮是具身智能”。根據(jù)黃仁勛的描述,新型人工智能--“具身人工智能”,即能夠理解、推理并與物理世界互動的智能系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)的工業(yè)機器人、協(xié)作機器人等,具身智能機器人有著智能化程度高、工作場景限制小、能夠自主規(guī)劃復雜工作的特點,成為國內(nèi)外科技巨頭和科研機構的兵家必爭之地。圖表7:具身智能的三個模塊資料:機器之心,中郵證券研究所91.3
具身智能+人形機器人或?qū)⒊蔀锳l終極形態(tài)
人工智能的進步正在成為機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵引擎。生成式人工智能的爆發(fā),催生了初代“AI+機器人”的人形機器人。在人工智能技術的加持下,機器人不再是單純地執(zhí)行預定程序的機械設備,而是具有了自主學習和決策能力的智能機器人。從單純的執(zhí)行預設程序,到擁有自主學習和決策的能力,從面向?qū)I(yè)工程師的工具,到面向廣大用戶的日常伴侶,未來的人形機器人已經(jīng)站在了新的起跑線上。
近期,英偉達宣布成立新的研究部門—“GEAR”全稱為通用具身智能體研究(GeneralistEmbodiedAgentResearch),
專注通用具身智能體研究。圖表8:機器人發(fā)展趨勢資料:2024年人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈白皮書,中郵證券研究所10二政策持續(xù)加碼,市場空間廣闊2.1政策梳理2.2市場空間廣闊,軟件價值量較高2.3應用場景廣泛,已有落地案例112.1
政策梳理
中國政府敏銳地捕捉到人形機器人的發(fā)展機遇,從政策層面全力支持未來產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。國家層面頻繁發(fā)布關于機器人的相關政策,特別關注人形機器人這一未來產(chǎn)業(yè)的關鍵領域。相關政府部門調(diào)整戰(zhàn)略方向,出臺一系列政策推動和引領中國人形機器人產(chǎn)業(yè)向高質(zhì)量方向發(fā)展。在政策的引導和頭部企業(yè)的積極參與下,機器人技術的更新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展正迎來熱潮。圖表9:相關政策梳理時間政策名稱發(fā)行部門政策內(nèi)容工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、財政部等三部委聯(lián)合印發(fā)《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》強調(diào)機器人產(chǎn)業(yè)對于推動科技創(chuàng)新、高端制造發(fā)展的重要性。規(guī)劃旨在優(yōu)化我國機器人產(chǎn)業(yè),實現(xiàn)機器人質(zhì)量可靠性、市場占有率和龍頭企業(yè)競爭力的大幅提升。2016/4科技部發(fā)布了2017年度智能機器人等重點專項項目申報指南。指南要求各單位按照國發(fā)〔2014〕64號方案組織申報,涵蓋智能機器人、現(xiàn)代服務業(yè)共性關鍵技術研發(fā)及應用示范、重大自然災害監(jiān)測預警與防范等重點領域。智能機器人等重點專項2017年度項目申報指南2017/8科技部為全面貫徹落實黨的十九大精神,深入學習貫徹國特色社會主義思想,加快發(fā)展先進制造業(yè),推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合,突破制造業(yè)重點領域關鍵技術實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,增強制造業(yè)核心競爭力,在《增強制造業(yè)核心競爭力三年行動計劃(2015-2017年)》的實施取得顯著成效的基礎上,結合新時代制造業(yè)發(fā)展形勢、任務和要求,制定本行動計劃。提出了智能機器人關鍵技術產(chǎn)業(yè)化,要求機器人的研發(fā)、制造、應用已成為衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造水平的重要標志。隨著智能控制、導航定位、多傳感信息耦合等新技術快速發(fā)展,機器人產(chǎn)品智能化趨勢愈加明顯,具有感知、識別、決策、執(zhí)行等功能的智能機器人已成為產(chǎn)業(yè)競爭角力的新戰(zhàn)場?!对鰪娭圃鞓I(yè)核心競爭力三年行動計劃(2018-2020年)》2017/11《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃》旨在推動AI與實體經(jīng)濟融合。計劃目標包括規(guī)?;l(fā)展AI產(chǎn)品、增強核心基礎能力、深化智能制造、建立產(chǎn)業(yè)支撐體系。力爭到2020年,AI標志性產(chǎn)品取得突破,產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境優(yōu)化。2017/12工信部國家
發(fā)布了《產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整指導目錄(2019年本)》,旨在引導投資方向和管理投資項目,包括鼓勵、限制和淘汰三類產(chǎn)業(yè)和項目。該目錄經(jīng)廣泛征求意見和政策評估后,自2020年1月1日起實施,替代了之前的版本。新目錄有助于推動產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級,促進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展?!懂a(chǎn)業(yè)結構調(diào)整指導目錄》2019/10/30國家資料:中央人民政府網(wǎng)站,,科技部,工信部,應急管理部,中郵證券研究所122.1
政策梳理圖表9:相關政策梳理時間政策名稱發(fā)行部門政策內(nèi)容中國政府發(fā)布《制造業(yè)設計能力提升專項行動計劃(2019-2022年)》,旨在提升制造業(yè)設計能力,推動轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展。計劃涵蓋工業(yè)設計基礎研究、公共服務能力提升、人才培養(yǎng)等方面,目標在4年內(nèi)改善設計問題,完善研究體系,提升公共服務能力,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,推動制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展《制造業(yè)設計能力提升專項
行動計劃(2019-2022年)》工業(yè)和信息化部
國家發(fā)展和改革委員會等13個部門2019/10/11工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會等15個部門《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》該規(guī)劃于2021年12月21日印發(fā),旨在指導“十四五”期間機器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,涵蓋機器人技術、產(chǎn)業(yè)應用、法律法規(guī)、人才等方面,為機器人產(chǎn)業(yè)的規(guī)范化和可持續(xù)發(fā)展提供重要參考。2021/12/212023/1/18該行動旨在推動機器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,改變?nèi)祟惿a(chǎn)和生活方式,以增強自主機器人市場競爭力。目標到2025年,制造業(yè)機器人密度較2020年翻番,服務機器人、特種機器人行業(yè)應用深度和廣度顯著提升。重點領域包括機器人新產(chǎn)品研制、技術創(chuàng)新、場景應用和模式推廣?!丁皺C器人+”應用行動實
工業(yè)和信息化部、教施方案》
育部、等17個部門強調(diào)人形機器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進技術,重塑全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。目標到2025年,人形機器人創(chuàng)新體系初步建立,關鍵技術取得突破,實現(xiàn)批量生產(chǎn),并在特種、制造、民生服務等場景得到示范應用。到2027年,人形機器人技術創(chuàng)新能力顯著提升,形成安全可靠的產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈體系,構建具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)生態(tài)?!度诵螜C器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》2023/10/202023/12/29工業(yè)和信息化部。目標是到2025年研發(fā)一批先進應急機器人,并建立一批重點場景應急機器人實戰(zhàn)測試和示范應用應急管理部、工業(yè)和
基地。主要任務包括加強應急機器人急需技術攻關,提高機器人載荷功能及模塊化水平,提升機器關于加快應急機器人發(fā)展的指導意見信息化部人控制及智能化水平。這些指導方針反映了應急管理裝備現(xiàn)代化發(fā)展趨勢,是衡量我國應急管理體系與能力現(xiàn)代化的重要標志。工業(yè)和信息化部、教工業(yè)和信息化部等七部門關于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見育部、科技部、交通
到2025年,我國未來產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)培育、安全治理等全面發(fā)展,部分領域達到國際先進水平運輸部、文化和旅游
,產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)步提升,初步形成符合我國實際的未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。到2027年,未來產(chǎn)業(yè)綜合實力部、國務院國資委、
顯著提升,部分領域?qū)崿F(xiàn)全球引領。2024/1/182024/3中國科學院公開征求對工業(yè)機器人行業(yè)規(guī)范條
理實施辦法(征求意見稿)的意見旨在規(guī)范工業(yè)機器人行業(yè)管理,引導企業(yè)良性競爭,推動工業(yè)機器人行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。該規(guī)范條件要求從事工業(yè)機器人企業(yè)的申報標準。工信部13資,,科技部,工信部,應急管理部,中郵證券研究所2.1
政策梳理圖表10:地方政策梳理省市發(fā)布時間政策名稱內(nèi)容聚焦通用大模型、智能算力芯片、智能傳感器、智能機器人、智能網(wǎng)聯(lián)汽車等領域,實施人工智能科技重大專項扶持計劃,重點支持打造基于國內(nèi)外芯片和算法的開源通用大模型:支持重點企業(yè)持續(xù)研發(fā)和迭代商用通用大模型:開展通用型具身智能機器人的研發(fā)和應用。實施核心技術攻關載體扶持計劃,支持科研機構與企業(yè)共建
5家以上人工智能聯(lián)合實驗室,加快組建廣東省人形機器人制造業(yè)創(chuàng)新中心。發(fā)揮粵港澳大灣區(qū)制造業(yè)優(yōu)勢,開展人形機器人規(guī)?;瘧谩渡钲谑屑涌焱苿尤斯ぶ悄芨哔|(zhì)2023年5月
量發(fā)展高水平應用行動方案(2023-2024年支持在機器學習自動化、大數(shù)據(jù)智能、通用基礎模型、無監(jiān)督跨模態(tài)大模型、人機混合群體智能、知識理解與推理、協(xié)同控制與優(yōu)化決策、可解釋人工智能等領域開展技術攻關。發(fā)展三維成像定位、智能精準安全操控、人機協(xié)作接口等關鍵技術,推動清潔防護、醫(yī)療、教育等服務機器人普及。廣東《廣東省新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2022-2025年)》2022年12月《深圳市人民政府關于發(fā)展壯大
重點發(fā)展工業(yè)機器人、服務機器人、特種機器人、無人機(船)等領域,突破減速器、控制器、伺服系統(tǒng)等關鍵零部件和集成應用技術,2022年6月
戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群和培育發(fā)展
擴展智能機器人在電子信息制造、汽車、航空航天等高端制造應用場景,依托福田、南山、寶安、深汕等區(qū)及前海建設集聚區(qū),打造未來產(chǎn)業(yè)的意見》智能機器人產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新、高端制造、集成應用示范區(qū)《上海市推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展三年行動計劃(2023-2025年)》2023年6月2023年3月瞄準人工智能技術前沿,構建通用大模型,面向垂直領域發(fā)展產(chǎn)業(yè)生態(tài),建設國際算法創(chuàng)新基地,加快人形機器人創(chuàng)新發(fā)展?!渡虾J兄悄軝C器人標桿企業(yè)與
各區(qū)產(chǎn)業(yè)主管部門支持推動以機器人為代表的智能終端產(chǎn)業(yè)發(fā)展,培育一流營商發(fā)展環(huán)境。力爭到
2025年,上海市將打造10家行業(yè)應用場景推薦目錄》
一流的機器人頭部品牌、100個標桿示范的機器人應用場景、1000億元機器人關聯(lián)產(chǎn)業(yè)規(guī)模。上海研發(fā)高端精密減速器、控制器、伺服電機等基礎部件,突破機器人輕量化設計、多軸驅(qū)控一體化、信息感知與導航、機器人操作系統(tǒng)、《上海市建設具有全球影響力的
人機交互與自主編程等共性關鍵技術;研發(fā)醫(yī)療康養(yǎng)、助老助殘、公共服務、智慧教育等服務機器人,結合行業(yè)開展應用示范。研發(fā)科技創(chuàng)新中心"十四五”規(guī)劃》
智能協(xié)作機器人創(chuàng)新構型設計、超高功率密度模塊化驅(qū)控一體化單元、高精度高柔順高響應控制、自主安全防護等本體技術。研究多模態(tài)多傳感數(shù)據(jù)處理及融合技術、人一機器人一環(huán)境三元交互及最優(yōu)化理論,實現(xiàn)人一機器人一環(huán)境的深度融合與共融。2023年3月2023年8月2023年6月《北京市促進機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)
由機器人骨干企業(yè)牽頭,整合國內(nèi)外一流創(chuàng)新資源,組建人形機器人創(chuàng)新中心,開展關鍵共性技術研究。支持機器人企業(yè)與“智能機展的若干措施》
器人與系統(tǒng)高精尖創(chuàng)新中心“聯(lián)合開展產(chǎn)業(yè)化攻關,目標到
2025年,培育100種高技術高附加值機器人產(chǎn)品、100種具有全國推廣價值的應用場景萬人機器人擁有量達到世界領先水平,《北京市機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行
形成創(chuàng)新要素集聚、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活躍的發(fā)展生態(tài)。機器人核心產(chǎn)業(yè)收入達到
300億元以上。加緊布局人形機器人,對標國際領先人形北京動方案(20232025年》機器人產(chǎn)品,支持企業(yè)和高校院所開展人形機器人整機產(chǎn)品、關鍵零部件攻關和工程化,加快建設北京市人形機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心,爭創(chuàng)國家制造業(yè)創(chuàng)新中心。資料:各地政府官網(wǎng),中郵證券研究所142.2
市場空間廣闊
人口結構老齡化趨勢加劇,使人形機器人發(fā)展緊迫感加劇。在中國等發(fā)展中國家,機器人可有效提高生產(chǎn)效率,促進經(jīng)濟的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結構的升級及轉(zhuǎn)型。因此未來而機器人發(fā)展空間巨大。
2023年,全球人工智能(AI)機器人市場規(guī)模達到143.0億美元,預計到2032年將達到824.7億美元左右,2023年至2032年復合年增長率為21.50%。圖表11:AI機器人產(chǎn)業(yè)未來市場規(guī)模預測(十億美元)資料:PrecedenceResearch,中郵證券研究所152.2
軟件市場規(guī)模高于硬件
具身智能機器人市場分為軟件、硬件和服務。軟件部分細分為人工智能解決方案和人工智能平臺。硬件部分細分為存儲設備、處理器和網(wǎng)絡設備。根據(jù)PrecedenceResearch預測,軟件市場規(guī)模高于硬件。
我國人形機器人發(fā)展整體水平處全球前列,但在核心數(shù)據(jù)、底層技術等方面與國際一流水平仍有差距。我們有自己的優(yōu)勢:首先,我國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展迅速,產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈完備齊全;其次,我國人形機器人消費市場潛力巨大,可供開拓;最后,我國人形機器人可應用場景較多,包括養(yǎng)老、居家服務、衣食住行等。中國未來一定會深度參與人形機器人市場。圖表12:AI機器人按產(chǎn)品劃分市場收入(百萬美元)202220232024軟件硬件4512.62814.44689.85375.73356.55567.96430.64019.86638.1服務資料:PrecedenceResearch,中郵證券研究所162.2
機器學習市場規(guī)模將大幅增長
根據(jù)技術的不同,具身智能機器人市場分為計算機視覺、機器學習、上下文感知和自然語言處理
(NLP)。
根據(jù)PrecedenceResearch,預計未來具身智能機器人市場中的機器學習部分將大幅增長。機器學習程序中包含大量信息,以確保AI算法可以準確執(zhí)行。圖表13:AI機器人按技術劃分市場收入
(百萬美元)202220232024機器學習4082.82115.13134.12684.84866.72519.93732.93180.55825.33014.84464.93783.4計算機視覺情景意識自然語言處理資料:PrecedenceResearch,中郵證券研究所172.3.1
目前應用案例
根據(jù)優(yōu)必選官方微信,工業(yè)版人形機器人WalkerS實訓視頻中WalkerS在蔚來工廠參與了門鎖質(zhì)檢、車燈蓋板檢測、安全帶檢測、貼標等工作。以在汽車前后門鎖的質(zhì)檢為例,WalkerS搭載了定制化AI質(zhì)檢管理系統(tǒng),可以對汽車門鎖進行實時圖像采集與傳輸,門鎖狀態(tài)無誤,WalkerS則會在系統(tǒng)上標注“OK"圖表14:工業(yè)版人形機器人Walks正在貼標資料:優(yōu)必選,中郵證券研究所182.3.1
目前應用案例
2024年3月16消息,德國車企梅賽德斯-奔馳(Mercedes-Benz)宣布與通用仿人機器人開發(fā)商Apptronik達成重要協(xié)議,將引入Apollo人形機器人到其工廠,主要從事搬運、裝配零部件等繁重的低技能勞動。
2023年10月,亞馬遜宣布在其位于西雅圖南部的物流中心中嘗試性引入Digit人形機器人進行應用測試,期待利用機器人來提高倉庫內(nèi)部的操作效率,進而推動配送服務的加速與提升Digit是亞馬遜投資的新創(chuàng)公司Agility
Robotics開發(fā)的人形機器人產(chǎn)品。圖表15:Apollo人形機器人圖表16:Digit人形機器人資料:Apptronik,中郵證券研究所資料:Agility
Robotics官方視頻,中郵證券研究所192.3.2
潛在應用場景廣泛現(xiàn)在的人形機器人根據(jù)應用類型主要分為6大類:服務型人形機器人、工業(yè)型人形機器人、醫(yī)療型人形機器人、軍事型人形機器人、教育型人形機器人以及娛樂型人形機器人。圖表17:機器應用場景醫(yī)用機器人工業(yè)型機器人教育型機器人軍用機器人服務型機器人主要是用在醫(yī)院中協(xié)助醫(yī)生進行手術,人形機器人可以完成難度較大、技術要求較高的手術。通常被用于工業(yè)領域,例如生產(chǎn)線上的操作、維護和檢測等。主要是作為教學輔助工具。被廣泛應用于酒店、餐廳等場所為客人提供服務??梢杂迷趹?zhàn)場上執(zhí)行任務,俄羅斯機器人士兵“費多爾”已經(jīng)可以完成執(zhí)行駕駛汽車,雙槍射擊等任務。資料:電子發(fā)燒友,中郵證券研究所20三海內(nèi)外初代產(chǎn)品相繼推出3.1海內(nèi)外人形機器人產(chǎn)品&公司梳理3.2目前發(fā)展存在的問題213.1
海內(nèi)外公司梳理圖表18:國內(nèi)外人形機器人產(chǎn)品所處國家研發(fā)團隊名稱名稱中控技術研究成果3月20號發(fā)布的首臺人形機器人整機“領航者1號"完全為國內(nèi)自主研發(fā)。中國優(yōu)必選公司最新一代WalkerX人形機器人,能在非平整路面穩(wěn)定行走。優(yōu)必選小米CyberOne(鐵大)是小米于2022年8月11日發(fā)布的首款全尺寸人形仿生機器人。傅利葉智能國內(nèi)企業(yè)傅利葉智能現(xiàn)場發(fā)布GR-1通用人形機器人—具備快速行走、敏捷避障、穩(wěn)健上下坡、抗沖擊干擾等運動功能。“遠征A1”是智元機器人研發(fā)的一款人形機器人,且擁有完整的類人造型,產(chǎn)品介紹中的“具身智能”也代表了人工智能技術與機器人實體相結合。智元機器人樂聚機器人中國樂聚機器人于12月5日發(fā)布了一款名為“KUAVO”(夸父)的高動態(tài)全地形行走人形機器人。這款機器人是國內(nèi)首款可跳躍、可適應多地形行走的開源鴻蒙人形機器人。開普勒KEPLER在
CES2024首發(fā)的開普勒先行者
K1,這款機器人由國內(nèi)新秀開普勒
KEPLER研發(fā)。漢森機器人該公司最具代表性的機器人便是索菲亞,索菲亞2017年由沙特阿拉伯授予公民身份,開創(chuàng)歷史先河。5月13日,Unitree宇樹科技宣布推出G1人形機器人。體重約35kg、身高約127cm,擁有23~43個關節(jié)電機,關節(jié)最大扭矩120N?m;支持模仿&強化學習驅(qū)動。北京人形機器人創(chuàng)新中
4月27日,北京人形機器人創(chuàng)新中心在北京經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)發(fā)布自主研發(fā)的通用人形機器人母平臺“天工”。母平臺包括靈活的宇樹科技心傳感器與執(zhí)行器的快速安裝,本體高算力的支持,以及本體構型的開源開放。3月14日,海外人形機器人初創(chuàng)公司FigureAI發(fā)布了一段新視頻,展示了人形機器人Figure01所具備的技能:與人類和環(huán)境互動的能力,基本已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)自主識別、規(guī)劃并執(zhí)行有益的任務。FigureAI人形機器人Apollo為Apptronik于2023年8月公布,它是10多個通用機器人的設計和開發(fā)的結晶。Apollo也被評為最受關注的人形機器人產(chǎn)品之一。美國Apptronik谷歌DeepMind與斯坦福大學華人團隊合作研發(fā)的MobileAloha機器人于1月3日全球亮相。這款人形機器人具備炒菜、家務等多種功能。谷歌DeepMind資料:各公司官網(wǎng)/官微,同花順iFinD,中郵證券研究所223.1
海內(nèi)外公司梳理圖表18:國內(nèi)外人形機器人產(chǎn)品所處國家
研發(fā)團隊名稱名稱英偉達研究成果3月19日,英偉達發(fā)布人形機器人通用基礎模型ProjectGR00T。馬斯克展示了一款名為“擎天柱”(Optimus)二代的人形機器人,該機器人被設計用于替代人類從事危險、繁重、枯燥的工作。在視頻中,“擎天柱”展示了其行走和疊襯衫的能力。特斯拉波士頓動力公司的人形機器人Atlas在汽車工廠的展示引起了關注。Atlas能夠抓起比自己手臂還粗的汽車支柱,展示了其物體識別和運動控制能力。波士頓動力美國AgilityRobotics展示了其人形機器人Digit。Digit表現(xiàn)出卓越的工作能力,工作效率達到了人類速度的75%,任務完成成功率高達97%。其工作能力包括連續(xù)工作7.5小時,實現(xiàn)100%的自主性,以及實現(xiàn)99%的任務完成成功率。AgilityRoboticsUCLA機器人與機械實驗室(RoMeLa)的研究人員設計了一種命名為ARTEMIS的人形機器人,其基于通用類人機器人打造,采用了增強機動性和提高穩(wěn)定性的先進機器人技術,加利福尼亞大學洛杉磯分校MIT仿生機器人實驗室作為全球最先進的機器人研究中心之一,由韓國教授SangbaeKim擔任主任。MIT仿生機器人實驗室推出的仿生機器人HERMES可以進行重型操縱。麻省理工第二代Ameca機器人亮相于世界移動通信大會MWC2024,該機器人由GPT-4技術支持,能實時對答,并能模仿多種聲音。除了像Ameca這樣的機器人,EngineeredArts還有客戶服務機器人
Quinn、演講機器人
RoboThespian。EngineeredArts(英國)挪威的1XTechnologies最近展示了其最新的人形機器人EVE和NEO,這兩款機器人具有高度靈活性和可擴展性,可以在各種環(huán)境中執(zhí)行多種任務。1XTechnologies(挪威)豐田(日本)豐田T-HR3,一款身高1.54米,體重75公斤的仿人機器人,通過29處關節(jié)實現(xiàn)復雜的人類動作,包括遠程遙控和身體平衡控制。世界其他國家REEM-C身高160cm,重量80kg,全身44個自由度,行走速度2.5km/h,具備操作、導航與人機交互功能,是面向工業(yè)應用設計的人形機器人。PALRobotics(西班牙)SanctuaryAI成立于2018年,創(chuàng)始人Geordie。SanctuaryAI現(xiàn)已推出名為Phoenix的第六代通用雙足人形機器人。Phoenix可以被遠程操控或由人監(jiān)督,并旨在與人類一起接受培訓和工作。SanctuaryAI(加拿大)2017年,新加坡南洋理工大學的教授NadiaThalmann以自己為模型開發(fā)出人形社交機器人Nadine,它具有逼真的皮膚、頭發(fā)、面部表情和上半身動作,能夠在各種環(huán)境中工作。南洋理工大學(新加坡)資料:各公司官網(wǎng)/官微,同花順iFinD,中郵證券研究所233.2
目前發(fā)展存在的問題
人形機器人的制造,是一個艱巨的工程問題,不僅涉及到編寫機器人的程序(大腦),更涉及到如何讓它的身體掌握運動的兩個基本原則:平衡(明確身體各部位的位置)和動作控制(掌握各部位間移動的關系)。
因此,人形機器人代表了機器人技術的終極目標之一,需要跨越多個學科:運動控制、生物力學、人工智能、機器視覺、感知、學習與認知發(fā)展,以及行為研究等。圖表19:目前人形機器人存在的問題骨骼結構面部表情重量與功率比AI
與運動規(guī)劃AI
與互動人形機器人需要堅固的骨骼結構和驅(qū)動器,能夠承受數(shù)百公斤的重物,同時移動精度控制在0.1毫米以內(nèi)。為實現(xiàn)這樣的人形機器人,執(zhí)行器必須捕捉到這種動態(tài)活動范圍。實現(xiàn)說話和適當?shù)拿娌勘砬?,使其更加“像人”。需要面部精密制動器,產(chǎn)生正確的面部動作,并且移動得足夠快,足夠準確,才能讓這些動作看起來逼真。機器人需要大量能量。為了獲得足夠的動力,需要增加更多重量,但這最終可能導致機器人不堪重負。我們需要更輕、更強的驅(qū)動器以及一種能夠讓人形機器人運行一整天(10
小時)并能快速充電的能源。機器人需要整合傳感器輸入,創(chuàng)建環(huán)境模型并確定目標,還要決定怎么實現(xiàn)這些目標,規(guī)劃運動方式,并判斷和周圍的人、物體互動的方式。在做好決策之后,機器人會向電機控制器發(fā)送命令,確定怎么移動執(zhí)行器和驅(qū)動四肢。人形機器人需要能聽懂口頭指令,與人交談、互動。資料:崔哥看世界,中郵證券研究所24四產(chǎn)業(yè)鏈相關公司4.1產(chǎn)業(yè)鏈分析4.2計算機行業(yè)上市公司梳理254.1.1
機器人產(chǎn)業(yè)鏈概覽
機器人產(chǎn)業(yè)鏈由系統(tǒng)研發(fā)、零配件生產(chǎn)、機器人本體制造、系統(tǒng)集成、售后服務五個部分組成,以本體企業(yè)為核心,連接上下游系統(tǒng)研發(fā)商、零部件生產(chǎn)商系統(tǒng)集成商、投資商、服務商,形成巨大投資前景的生態(tài)圈。其中上游主要包括零部件和原材料供應商,為人形機器人提供核心部件和基礎材料;中游主要包括人形機器人整機制造商,負責將上游提供的零部件和原材料組裝成完整的人形機器;下游主要包括人形機器人的應用領域,如工業(yè)制造、服務業(yè)、醫(yī)療康復、教育娛樂等。
具體來說,人形機器人可以分為3大部分6個子系統(tǒng)。3大部分是機械部分、傳感部分和控制部分;6個子系統(tǒng)是機械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)和環(huán)境交互系統(tǒng)。圖表20:機器人產(chǎn)業(yè)鏈概覽資料:行行查,中郵證券研究所264.1.2
感知層和認知層是工業(yè)機器人向具身智能機器人邁進的門檻
機械系統(tǒng):機械系統(tǒng)是機器人的物理結構部分,包括機器人的骨架、關節(jié)、手臂、抓手等。
驅(qū)動系統(tǒng):又稱伺服系統(tǒng),是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)。
控制系統(tǒng):控制系統(tǒng)是機器人的大腦,負責處理來自感知系統(tǒng)的輸入信息,并根據(jù)預定的程序和算法,指揮機械系統(tǒng)執(zhí)行相應的動作。
感知系統(tǒng):感知系統(tǒng)是機器人獲取外部信息的途徑,包括各種傳感器,如視覺傳感器(攝像頭)、觸覺傳感器、聲音傳感器等。
人機交互系統(tǒng):人機交互系統(tǒng)是機器人與人類用戶之間溝通的橋梁。它包括用戶界面、語音識別、手勢識別等技術,使得用戶可以通過自然的方式與機器人交流,下達指令或接收反饋。
環(huán)境交互系統(tǒng):環(huán)境交互系統(tǒng)是機器人與其所處環(huán)境之間的互動機制。這包括機器人對環(huán)境變化的適應能力,如避障、路徑規(guī)劃、物體操縱等。圖表21:整體架構由感知層、交互層、運動層組成資料:樂晴智庫,中郵證券研究所274.1.3
控制系統(tǒng)是機器人的神經(jīng)系統(tǒng)
控制系統(tǒng)是機器人的神經(jīng)系統(tǒng),用于控制其運動。目前人形機器人生產(chǎn)規(guī)模較小,進入量產(chǎn)后,各家控制器采用自產(chǎn)或外購模式尚不明朗??刂葡到y(tǒng)主要參與者包括兩類:
1.主流的大型機器人廠商,自主研發(fā)控制器和控制算法,包括ABB、KUKA、發(fā)那科國內(nèi)的埃斯頓等。
2.專業(yè)的控制系統(tǒng)廠商,單獨售賣控制器,提供可擴展和二次開發(fā)的硬件和軟件平臺,包括KEBA、貝加萊、倍福。圖表22:工業(yè)機器人控制器主要參與者資料:樂晴智庫,中郵證券研究所284.1.4
感知層+機器視覺——機器人的“眼睛”
機器視覺的本質(zhì)是為機器植入“眼睛”,利用環(huán)境和物體對光的反射來獲取及感知信息,需要具備對外界環(huán)境的識別能力,實現(xiàn)導航、避障、交互等功能,需要使用傳感器識別物體、測距等。
機器視覺是AI深度學習的一種應用與技術方向,無論是人形機器人還是智能駕駛都是機器視覺的落地方向。圖表23:機器視覺產(chǎn)業(yè)圖譜資料:頭豹研究院,中郵證券研究所294.1.5交互系統(tǒng)——多模態(tài)大模型
大模型和具身智能已成為了推動人工智能未來發(fā)展的關鍵力量。大模型,依托于大規(guī)模數(shù)據(jù)和強大算力,已經(jīng)開啟了人工智能的新紀元,為理解復雜數(shù)據(jù)提供了前所未有的能力。而具身智能,強調(diào)智能體在真實物理環(huán)境中的身體存在,通過與環(huán)境的直接交互學習,顯著提高了機器對物理世界的理解和適應能力。這兩大技術領域的結合,預示著一個更加智能化、互動化的未來。
具身智能作為人工智能重要應用,需要多復合型的模型能力。除了諸如視覺、自然語言處理等單領域模型的縱深發(fā)展,多模態(tài)大模型的加持或?qū)⒊蔀橄乱徊街匾膽梅较颉?/p>
AI大模型浪潮下,全球巨頭均發(fā)力探索AI大模型與具身智能的融合。目前,諸多大廠已在具身智能領域進行布局,谷歌發(fā)布史上最大通才模型PaLM-E;微軟探索如何將
ChatGPT擴展到機器人領域;阿里巴巴-千問大模型正在實驗接入工業(yè)機器人等。圖表24:基礎多模態(tài)大模型包括30資料:機器人大講堂,中郵證券研究所4.2
計算機行業(yè)上市公司梳理圖表25:計算機行業(yè)上市公司梳理股票代碼公司簡稱相關業(yè)務及事件提供專為機器人設計的仿真解決方案,無論是基于模型(ModelBased)還是人工智(AILearningBased)的技術路線,機器人運動控制算法的開發(fā)都需要仿真的支持。公司還能夠進一步提供力覺-運動的閉環(huán)控制方案。通過力和力矩傳感器,系統(tǒng)可以實時感知到外部力的變化,并據(jù)此調(diào)整機器人的姿態(tài)和動作;這種反饋機制使機器人能夠快速適應不同的工作場景和任務要求,從而實現(xiàn)更加精細和靈活的操作。688507.SH索辰科技計算機圖形學中控技術是創(chuàng)新中心的最大股東,浙江人形機器人創(chuàng)新中心重點聚焦人形機器人智能感控技術研究和整機系統(tǒng)研發(fā),將打造成集人形機器人技術研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)輻射于一體的綜合性創(chuàng)新平臺。688777.SH中控技術300508.SZ300552.SZ維宏股份
目前主要下游客戶做單機自動化時,客戶配置機器人本體,提供機器人控制系統(tǒng),以上下料、碼垛為主。萬集科技
機器人激光公司子公司華??萍嫉囊苿訖C器人可實現(xiàn)自主導航、集群高效的現(xiàn)代倉儲物流應用,機器視覺產(chǎn)品應用于工業(yè)生產(chǎn)、物流場景的讀碼、定位、測量、缺陷檢測等,以實現(xiàn)生產(chǎn)過程“機器換人”的數(shù)字化升級改造。002236.SZ大華股份感知層/機器視覺002415.SZ300790.SZ??低?/p>
??禉C器人面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧物流、智能制造等領域提供機器視覺和
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