2022年10月，特斯拉發(fā)布Optimus人形機(jī)器人原型機(jī)，11月，OpenAI的全新聊天機(jī)器人模型ChatGPT問世，AIGC與人形機(jī)器人的融合，給具身AI帶來無限想象。2023年，特斯拉Optimus技術(shù)不斷迭代：4月發(fā)布Gen 1-Demo1視頻，9月發(fā)布Gen 1-Demo2視頻，12月發(fā)布Gen 2視頻，每一次的進(jìn)步都引發(fā)了市場的強(qiáng)烈關(guān)注。2024年，我們堅持“硬件設(shè)計創(chuàng)新+中國制造降本”的核心產(chǎn)業(yè)邏輯，關(guān)注“3+3”核心零部件的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，我們總結(jié)了2024年人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)投資的九大要點，迎接人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化元年。
2024年，人形機(jī)器人迎來產(chǎn)業(yè)化元年
按照統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，截至2022年，中國每萬名工人機(jī)器人保有量接近400臺，距離全球機(jī)器人密度最高的韓國（萬名工人機(jī)器人保有量1000臺），機(jī)器人的市場空間似乎不大了。這里說的，是被當(dāng)作專用設(shè)備來使用的工業(yè)機(jī)器人。2023年7月6日，馬斯克在2023世界人工智能大會提出：“未來的某個時刻，機(jī)器人和人類的比例或?qū)⒊^1：1”。這里馬斯克所說的機(jī)器人，指的是AI機(jī)器人（具身智能）。AI機(jī)器人是有身體并支持物理交互的智能體，未來AI機(jī)器人的形態(tài)不僅包括人形，還包括輪式機(jī)器人、力控機(jī)器人、視覺機(jī)器人、焊接機(jī)器人、打磨機(jī)器人，家庭服務(wù)機(jī)器人等等，人形機(jī)器人是AI機(jī)器人重要形態(tài)之一。將來，AI機(jī)器不僅會替代大量人工，也會替代部分專用設(shè)備。未來AI機(jī)器人進(jìn)入家庭，將帶來需求的大爆發(fā)。2023年，人形機(jī)器人Digit進(jìn)入亞馬遜工廠驗證，2024年，特斯拉人形機(jī)器人，優(yōu)必選、智元機(jī)器人有望分別進(jìn)入特斯拉工廠和BYD工廠進(jìn)行商業(yè)化驗證，人形機(jī)器人迎來產(chǎn)業(yè)化元年。
產(chǎn)業(yè)化兩大條件：“技術(shù)可行，成本可達(dá)”
制造成本過高是制約AI機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素之一嗎？我們認(rèn)為，有產(chǎn)量，成本就能下降，規(guī)模和成本成反比。關(guān)鍵的問題是：為什么要生產(chǎn)這么多AI機(jī)器人？通過硬件技術(shù)創(chuàng)新，生產(chǎn)出滿足下游真實需求的Ai機(jī)器人產(chǎn)品是關(guān)鍵。滿足下游真實需求的AI機(jī)器人產(chǎn)品必須具備：“靈活高效的身體（高能量密度硬件）+聰明的大腦（算法）”，兩大條件，實現(xiàn)的技術(shù)瓶頸包括：大模型數(shù)據(jù)獲取、硬件的控制算法、硬件設(shè)計創(chuàng)新三方面。
三大技術(shù)瓶頸：數(shù)據(jù)獲取、運控算法、硬件創(chuàng)新
人形機(jī)器人無論是進(jìn)入工廠還是進(jìn)入家庭，要解決三個方面的技術(shù)瓶頸問題：1）大模型數(shù)據(jù)獲取的速度和成本：機(jī)器人大模型需要的數(shù)據(jù)來自于真實需求和場景，數(shù)據(jù)采集成本高、速度慢，因此數(shù)據(jù)的采集是第一個難點。2）硬件控制的統(tǒng)一性和準(zhǔn)確性：人形機(jī)器人執(zhí)行具體任務(wù)時，需要解決準(zhǔn)確性和實時性，AI在機(jī)器人的任務(wù)/運動規(guī)劃、對硬件控制的統(tǒng)一性和準(zhǔn)確性上，存在挑戰(zhàn)。3）靈活高效的身體需要高功率密度的硬件，在一定體積、一定成本條件下輸出最高功率的硬件產(chǎn)品，也是技術(shù)需要探索的方向。此外，人形機(jī)器人進(jìn)入家庭后產(chǎn)生的社會倫理，法律法規(guī)等問題，也需要解決。
2024年，人形機(jī)器人迎來產(chǎn)業(yè)化元年
硬件技術(shù)創(chuàng)新，成本控制是當(dāng)前人形機(jī)器人賽道的核心邏輯，中國擁有成熟的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，中國制造是降成本的主要方式之一。從成本構(gòu)成來看，自動化控制三大件（驅(qū)控和執(zhí)行部件）占比接近1/3，各類傳感器占比1/3，軟件占比接近1/3。綜合考慮“單機(jī)價值量+國產(chǎn)替代+技術(shù)壁壘”三大因素，我們總結(jié)出人形機(jī)器人重點“3+3”核心零部件：第一個3指的是自動化控制三大件：電機(jī)電控+執(zhí)行器（諧波減速器、行星滾柱絲杠）；第二個3指的是傳感器三大件：力覺傳感器、觸覺傳感器、視覺傳感器。這些硬件領(lǐng)域的技術(shù)突破和創(chuàng)新，進(jìn)口替代降本的進(jìn)展，是人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的重要關(guān)注點。
零部件：聚焦“3+3”核心零部件的技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)口替代
“3+3”核心零部件技術(shù)壁壘由高到低，我們認(rèn)為分別是：多維力覺/觸覺傳感器/視覺傳感器、行星滾柱絲杠、諧波減速器、無框力矩和空心杯電機(jī)。傳感器是個平臺技術(shù)類的產(chǎn)品，技術(shù)壁壘主要體現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)設(shè)計、標(biāo)定算法、解耦算法；觸覺傳感器的技術(shù)壁壘體現(xiàn)在：柔性材料、工藝（MEMS工藝是方向）、解耦算法。行星滾柱絲杠和諧波減速器主要的壁壘體現(xiàn)在：材料、加工工藝、關(guān)鍵設(shè)備上。電機(jī)類的產(chǎn)品，主要壁壘在磁路工藝設(shè)計和繞線工藝上。技術(shù)壁高低決定了國產(chǎn)替代的快慢，我們認(rèn)為國產(chǎn)替代由快到慢分別是：無框力矩電機(jī)/空心杯電機(jī)、諧波減速器、視覺傳感器、行星滾柱絲杠、力覺/觸覺傳感器。2024年，具備國產(chǎn)替代的零部件，包括電機(jī)和諧波減速器，需要關(guān)注產(chǎn)業(yè)化落地的進(jìn)展，還在技術(shù)研發(fā)進(jìn)口替代過程中的零部件，包括行星滾珠絲杠、力覺/觸覺傳感器，需要重點關(guān)注技術(shù)進(jìn)展。