2024年機器人行業(yè)專題報告：人形機器人與科技新革命1.人形機器人：具備現(xiàn)實意義的顛覆性產品，有望開啟下一個十年產業(yè)大周期回首21世紀，人類數(shù)次以顛覆性技術的極致，給世界以仰望的震撼，智能手機、新能源車都是人類直面嚴峻現(xiàn)實后的堅定回答，而人形機器人則有望成為下一個顛覆性產品。21世紀的第一個十年，從手機到智能手機：智能手機是一部改變了人類生活方式的劃時代產品。1.智能手機改變了我們的通信方式：傳統(tǒng)的手機只能用來打電話和發(fā)短信，而智能手機不僅擁有更強大的通訊功能，還可以通過社交媒體、即時通訊軟件等與全球各地的人們保持聯(lián)系。2.智能手機成為了我們的娛樂工具：智能手機一機在手，無論是拍照、聽音樂還是玩游戲，都可以輕松實現(xiàn)。3.智能手機也成為了我們獲取信息的利器：我們不僅可以通過書籍、報紙、電視等渠道來獲取最新的資訊，也可以通過智能手機隨時隨地連接互聯(lián)網即時獲取各種信息。不僅可以瀏覽新聞、閱讀電子書，還可以通過搜索引擎查找任何我們感興趣的內容。這極大地提高了我們獲取信息的便捷性和效率。智能手機達到了全球互聯(lián)，有效破除了信息壁壘，知識智慧實現(xiàn)全球實時共振，激發(fā)和加快了全人類的科技革新。21世紀的第二個十年，從燃油車到新能源汽車：人類在發(fā)展過程中主要面對的矛盾就是有限資源與無限需求矛盾，而能源問題則是人類社會面臨的重大問題之一。第一次能源革命是需求驅動。人類歷史上第一次重大能源技術創(chuàng)新與“火”有關，大概在40萬年前，人類掌握了火的使用，以人工取火代替了自然取火。以“火”的使用為標志事件，人類可以通過燃燒木材、秸稈等柴薪來利用儲存在有機物中累積的太陽能，自此開啟了植物能源時代。植物能源時代對能源的利用僅局限在取暖和烹飪等用途，18世紀中葉，英國工業(yè)革命的興起加速了人類對能源的需求。傳統(tǒng)的生物質能源難以滿足工業(yè)化生產的需求，因此需要尋找新的能源來源。第二次能源革命是能源供給危機驅動。第二次能源革命始于18世紀的英國，以蒸汽機的發(fā)明和應用為標志事件，人類開啟了化石能源時代的第一個階段——煤炭時代。人類對能源的利用此時從地表轉向地下，煤炭成為了主要的能源來源。英國煤炭資源豐富，因此成為了工業(yè)革命的中心。其他國家也開始大規(guī)模地開采煤炭。蒸汽機的發(fā)明使得煤炭等化石能源可以轉化為動力，推動了工業(yè)革命的發(fā)展。19世紀下半期，電和內燃機的發(fā)明為標志事件，開啟了化石能源時代的第二個階段——石油時代。內燃機的發(fā)明與應用引發(fā)了對石油的需求，與煤炭相比，同質量同體積的石油產生的能量是煤炭的2倍，且石油相比于煤炭極易氣化可以實現(xiàn)連續(xù)化燃燒。石油資源的開發(fā)，尤其是汽車的生產使用，使得液體能源的需求進一步加強，液體能源逐步接替固體煤炭成為主要能源。此后，電力的發(fā)明改變了人類利用能源的方式，開發(fā)了化石能源的延伸使用，生產出了二次能源?？偟膩碚f，第二次能源革命是一個由傳統(tǒng)的生物質能源向化石能源轉型的過程，這個過程使得工業(yè)化生產得到了更好的滿足，也推動了人類社會的現(xiàn)代化。第三次能源革命是環(huán)境氣候問題驅動。使用了200多年的化石能源不僅面臨戰(zhàn)略性枯竭，也給環(huán)境帶來了較多的負面影響。隨著20世紀70年代，石油價格暴漲，能源安全和供應穩(wěn)定性問題成為各國政府和能源公司面臨的重要挑戰(zhàn)。石油價格的暴漲是由于1973年以色列與埃及、敘利亞等阿拉伯國家發(fā)生沖突，石油輸出國組織（OPEC）的石油輸出國對西方國家實行了石油禁運，導致石油價格大幅上漲。這場危機引起了全球范圍內對能源供應安全性和多元化的關注。在此背景之下，新能源汽車逐漸嶄露頭角，以其清潔、高效、智能的特點吸引了消費者們的關注，并引領著汽車技術的創(chuàng)新和發(fā)展。生命傳承生生不息，新能源車的問世是人類應對能源危機的綠色答案。21世紀的第三個十年，從機器人到人形機器人：當前，快速的人口老齡化是世界百年未有之大變局，而人形機器人正是最優(yōu)解。人口老齡化是平均預期壽命不斷延長、出生率和死亡率持續(xù)走低等多方面因素綜合作用的結果，具有普遍性、必然性。從人口老齡化的進程看，自19世紀60年代法國最早步入老齡化以來，發(fā)達國家一直領跑老齡化進程。20世紀六七十年代以來，發(fā)達國家已全部進入老齡化行列，一些發(fā)展中國家也陸續(xù)走向人口老齡化。目前，除非洲國家以外的幾乎所有國家，都在經歷老齡化的過程。歐洲是人口老齡化形勢最為嚴峻的地區(qū)，預測顯示，2050年歐盟65歲及以上人口比例將達到28.5％，其中，意大利和德國將上升至33.8％和29.4％，法國為25.6％。在亞洲，日本和韓國的老齡化問題也日趨嚴重。根據(jù)聯(lián)合國預測，到2099年，全球192個國家和地區(qū)的人口結構都將變成老年型。人口老齡化給很多國家的經濟社會發(fā)展帶來極大影響，引發(fā)財政失衡、勞動力短缺等問題，一些國家的高福利制度也受到考驗。我國自1999年進入人口老齡化社會以來，老年人口的數(shù)量和人口老齡化的程度一直在快速發(fā)展，“七普”數(shù)據(jù)顯示，我國60歲以上人口2.64億，占18.7％，其中65歲以上人口1.9億，占13.5％。預計到2048年前后將超越發(fā)達國家人口老齡化的平均水平，跨入全球人口老齡化水平最高的國家行列。從老年人口的特征看，我國人口老齡化有與其他國家共性的趨勢，如家庭小型化、高齡少子化等；也有許多獨特性，如老年人口基數(shù)大、在全球占比高，人口老齡化的速度快、區(qū)域不均衡，高齡老人和失能老人多，空巢化和獨居化加劇，等等。作為世界上老年人口最多的國家，我國積極應對人口老齡化工作具有重要意義，不僅直接關系我國自身的改革發(fā)展穩(wěn)定大局，也是解決全球老齡問題的關鍵，事關人類發(fā)展。我們又一次站在了人類歷史發(fā)展的重要節(jié)點上。面對人口老齡化難題，結合當前最前沿的AI、通訊、硬件等技術，高智能化的人形機器人可以成為一種有效的輔助工具，來幫助照料、陪伴老年人以及補充勞動力缺口等等，這是人形機器人問世的現(xiàn)實意義。人形機器人是跨時代的產品，有望開啟下一個十年產業(yè)大周期。從全球范圍看，人形機器人已有商業(yè)應用場景預期落地，例如巡邏、物流倉儲；商業(yè)化進程領先的人形機器人產品則有EVE和Digit。在政策、資本以及技術多維度賦能下，人形機器人市場的潛力有望被加速釋放。未來的商業(yè)應用場景有望滲透進入服務業(yè)、制造業(yè)等領域。馬斯克曾表示其設計特斯拉機器人的遠景目標是讓其服務于千家萬戶比如做飯、修剪草坪、照顧老人等。目前較有潛力的人形機器人發(fā)展方向主要面向制造業(yè)、航天探索、生活服務業(yè)、高校科研等，預計2025年人形機器人將有望實現(xiàn)制造業(yè)場景應用的突破，小批量應用于電子、汽車等生產制造環(huán)境。根據(jù)2023年5月GGII發(fā)布的報告預測，預計到2026年全球人形機器人在服務機器人中的滲透率有望達到3.5%，市場規(guī)模超20億美元，到2030年全球市場規(guī)模有望突破200億美元。參考中國服務機器人市場約占全球市場25%的數(shù)值測算，2030年中國人形機器人市場規(guī)模將達50億美元。長期看，人形機器人或可達到數(shù)十億量級的規(guī)模。2024年1月，馬斯克在社交媒體上，同意了人工智能研究實驗室Midjourney創(chuàng)始人戴維·霍爾茨的預測?；魻柎脑A測，到2040年代，地球上將有10億個人形機器人，到2060年代，整個太陽系將有1000億個（其中大部分是外星）機器人。2023年11月，F(xiàn)igure創(chuàng)始人BrettAdcock曾在訪談中表示，在接下來的幾十年里，我們真正面臨的挑戰(zhàn)將是如何擴大人形機器人的生產規(guī)模，以及如何將足夠數(shù)量的人形機器人供應到市場。長期來看，每個人、每個家庭都會想要一個人形機器人，就像現(xiàn)在的汽車或手機一樣。并且在勞動力市場上也會有數(shù)十億個人形機器人，去做那些對人類來說危險、單調和乏味的工作。人形機器人也將應用于航空事業(yè)，例如在太空中建立人類居住點、照看老人等各類工作場景。如果給我們足夠長的時間去進行大規(guī)模制造，我們可以制造出數(shù)十億個人形機器人。2024年，我們迎來人形機器人商業(yè)化元年。人形機器人是人類科技的又一次極限挑戰(zhàn)，也是人類未來文明走向的又一次探索。2.海外巨頭引領，國產跟進，商業(yè)奇點已來2.1特斯拉和英偉達等海外巨頭引領人形機器人每次科技革命必將催生偉大的企業(yè)。2007年蘋果發(fā)布初代iPhone智能手機后，市值大幅增長，2007年1月3日到2024年3月12日期間市值翻了35倍。而2016年特斯拉發(fā)布model3后，市值也有所上漲，2016年2月1日到2024年3月12日期間市值翻了22倍。從銷量數(shù)據(jù)看，全球智能手機銷量自2009年開始一路上漲，到2018年見頂，市場趨于飽和。而全球新能源汽車銷量自2020年開始激增，電池能量密度的改進帶來電車續(xù)航能力的提升功不可沒，現(xiàn)新能源汽車銷量仍處在上升區(qū)間。正如蘋果公司之于智能手機，特斯拉之于新能源車，人形機器人時代的偉大企業(yè)正呱呱落地。海外看，特斯拉人形機器人進展迅速，在兩年不到的時間內實現(xiàn)了快速迭代，完成了開發(fā)平臺建造、Optimus產品亮相以及電機扭矩控制、環(huán)境探測與記憶、雙手復雜任務等能力的實現(xiàn)。2021年首屆特斯拉AIDAY上其首席執(zhí)行官馬斯克首次公布特斯拉機器人TeslaOptimus概念圖。2022年特斯拉AIDAY上特斯拉公布了Optimus原型機的首秀，實現(xiàn)了自主行走，轉身，揮手等動作。2023年5月的股東大會提到特斯拉自研超算Dojo為Optimus提供算力支持，可加快訓練速度并降低訓練成本，加快人形機器人的產業(yè)化落地。截至2023年8月，至少有五個特斯拉Optimus機器人原型已經建成并能夠行走，使用的電機、控制器和電子設備均由特斯拉設計和制造。馬斯克預計Optimus將大規(guī)模量產至“百萬”量級，預計其單臺成本或將低于2萬美元。英偉達下場開發(fā)自有大模型，成立GEAR：打造虛擬與現(xiàn)實世界中的全能智能體。2024年2月23日，英偉達成立新的研究部門——“GEAR”，全稱為通用具身智能體研究（GeneralistEmbodiedAgentResearch）。這個新部門由AI高級研究科學家，AI代理計劃的負責人jimfan和YukeZhu教授領導。2024年將是機器人技術之年、游戲AI之年以及機器人模擬技術之年。英偉達堅信，在未來，每一個能夠移動的機器都將實現(xiàn)自主化，機器人和模擬智能體將會像iPhone一樣無所不在。GEAR研究團隊專注于四大關鍵領域：1.多模態(tài)基礎模型：開發(fā)基于大規(guī)?；ヂ?lián)網數(shù)據(jù)源訓練的LLMs（大型語言模型），用于規(guī)劃與推理，視覺-語言模型以及世界模型，旨在打通不同模態(tài)信息間的壁壘；2.通用型機器人研究：研發(fā)能夠適應復雜環(huán)境、實現(xiàn)穩(wěn)健移動與靈巧操作的機器人模型與系統(tǒng)，以提升其在各類實際場景下的普適性與效能3.虛擬世界中的基礎智能體：創(chuàng)建能夠在多種游戲與模擬環(huán)境中自主探索并持續(xù)自我提升能力的大型動作模型，為虛擬世界的智能交互設定新標準4.模擬與合成數(shù)據(jù)技術：構建大規(guī)模學習所需的仿真基礎設施及合成數(shù)據(jù)流水線，為智能體的學習過程提供有力支持。美國人形機器人初創(chuàng)公司FigureAI于今年2月29日宣布，獲得了來自微軟、英偉達、OpenAI以及亞馬遜創(chuàng)始人貝佐斯等投資人約6.75億美元的新一輪融資。這是該公司繼去年上半年獲得首輪7000萬美元外部融資之后宣布的最新融資動態(tài)，這也使得該公司的估值達到26億美元左右。FigureAI表示，將利用這筆新的融資資金加速其人形機器人的開發(fā)，以投入商業(yè)用途。FigureAI已經成為馬斯克的人形機器人之外最受投資人關注的AI初創(chuàng)企業(yè)之一。英特爾的風險基金以及“木頭姐”CathieWood的ArkInvest、AlignVentures和現(xiàn)有投資者ParkwayVentureCapital也參與了FigureAI的投資。FigureAI成立于2022年，該公司已經開發(fā)了一款名為Figure01的通用機器人，其外觀和動作與人類相似，目標是能夠用來執(zhí)行替代人類的危險或者無聊的工作，例如在制造、運輸和物流、倉儲和零售等行業(yè)。這些領域被認為是“勞動力短缺最為嚴重的領域”。FigureAI還表示，將與OpenAI合作，為人形機器人開發(fā)下一代人工智能模型，最終目標是讓Figure01能夠自主執(zhí)行“日常任務”。而要實現(xiàn)這一目標，需要開發(fā)更強大的人工智能系統(tǒng)。此外，F(xiàn)igureAI將使用微軟的Azure云服務進行人工智能基礎設施、培訓和存儲等方面的部署。根據(jù)今年2月27號FigureAI發(fā)布的一段視頻，F(xiàn)igure01通過繩索連接，用兩條腿行走，它的手有五根手指，可以執(zhí)行類似拿起一個塑料板條箱的任務，然后再走幾步，將箱子放在傳送帶上。今年1月18日，F(xiàn)igureAI曾公布，將把Figure01送入寶馬位于美國南卡羅萊納州的斯巴坦堡工廠做試點“實習”，主要代替人類工作者從事一些較危險的任務。1XTechnologies成立于2014年，是一家位于挪威的專注于開發(fā)具有高度靈活性和可擴展性的人形機器人制造商，其主要有兩款人形機器人產品：EVE和NEO。EVE是1X的旗艦產品，已達成商業(yè)化，用于安保。2020年，1X發(fā)布了EVE輪式人形機器人，身高186厘米，體重86千克，最高時速為14.4公里每小時，擁有15千克承載及6小時的續(xù)航能力。EVE配備攝像頭和傳感器，可以感知周圍環(huán)境并與之互動。EVE的移動性、靈巧性和平衡性使其能夠駕馭復雜的環(huán)境并有效地操縱物體，主要應用于物流、零售和守衛(wèi)巡邏領域。2022年，1X首次達成商業(yè)合作，簽署了至少140臺EVE機器人的分銷合同，為美國商業(yè)場所提供安保服務；而在公司網站上顯示，其還為醫(yī)院等機構提供了約250EVE臺機器人，用于商業(yè)建筑的夜間警衛(wèi)。NEO為公司新一代產品，還在研發(fā)中，特點為輕量化和無齒輪設計。根據(jù)1X官網，NEO身高167厘米，體重30千克，步行速度為4公里每小時，跑步速度為12公里每小時，擁有20kg的承載能力及2-4小時的續(xù)航能力。NEO將采用“無齒輪”設計理念，采用自研的無齒輪電機，大大降低整機重量，提高敏捷性。作為通用人形機器人，NEO可以處理物流、制造、操作機械等工業(yè)任務，同時提供清潔、整理家務以及日常陪伴等生活服務。1X獲OpenAI融資支持，達成合作推動雙向賦能。2023年3月，1X獲得了一輪由OpenAI創(chuàng)業(yè)基金領投的2350萬美元融資，成為了OpenAI投資的第一家硬件公司。同時，雙方將在AI技術與機器人雙向融合方面達成合作，一方面，1X的機器人為OpenAI的AI系統(tǒng)提供了絕佳的物理測試環(huán)境，從而增強其泛化能力和魯棒性；另一方面，OpenAI的技術將全面提升機器人的智能程度，通過大模型的應用，有望創(chuàng)造出真正的“RobotGPT”，使1X機器人的學習理解能力更上一個臺階。2.2國產人形機器人也正迎來商業(yè)奇點2024年政府工作報告提出“加快發(fā)展新質生產力”，特別節(jié)目《中國向新而行》走進相關公司，報道人形機器人成發(fā)展新質生產力熱門領域。人形機器人具備AI+高端制造雙屬性，有望開拓高端制造新模式、新業(yè)態(tài)，提升我國科技和制造綜合實力。長期來看，在我國人口紅利減退、勞動力成本上升、各行業(yè)加速推進人工替代的時代背景下，人形機器人必定不會僅局限于一個特定領域，而是應用于制造業(yè)、社會服務、家庭服務、養(yǎng)老等的眾多場景，相比傳統(tǒng)機器人具備對綜合性任務的兼容度。2023年國內藍圖開啟，人形機器人有望成為顛覆性產品。2023年11月2日，工信部印發(fā)《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》，明確指出：人形機器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進技術，有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品，將深刻變革人類生產生活方式，重塑全球產業(yè)發(fā)展格局。技術可復用，華為、比亞迪、寧德時代、小鵬等紛紛布局，2023年國內車企入局機器人趨勢漸顯。2023年10月24日，小鵬發(fā)布了首款人形機器PX5。何小鵬認為：自動駕駛本質上是機器人科學，智能汽車公司最終也會和機器人公司在技術、產品、生態(tài)等等方面融合。小鵬現(xiàn)在做的，就是首先將機器人感知、交互系統(tǒng)，同小鵬汽車已經積累的XNGP、XOS拉通，在底層的操作系統(tǒng)、感知能力等實現(xiàn)一定程度的核心技術復用。作為新興產業(yè)的戰(zhàn)略領導者和門戶看守者，國內人形機器人企業(yè)正在茁壯成長，未來或出現(xiàn)蘋果、特斯拉這般帶動整條產業(yè)鏈一同成長的龍頭企業(yè)，中國也正迎來國產人形機器人的商業(yè)奇點。優(yōu)必選科技成立于2012年3月，總部位于深圳，從伺服舵機研發(fā)起步，逐步推出了消費級人形機器人、教育智能編程機器人、商用服務機器人、智能巡檢機器人等產品。2023年12月29日，優(yōu)必選在香港交易所主板掛牌上市，成為中國“人形機器人第一股”。優(yōu)必選是國內最早開始研究人形機器人的企業(yè)之一，于2016年開始研發(fā)人形機器人Walker系列，2018年成功推出第一代大型雙足仿人服務機器人Walker，成為中國首家實現(xiàn)人形機器人商業(yè)化的企業(yè)。隨后，該產品經歷了幾次重要的技術迭代，在2019年推出第二代Walker，并在春節(jié)晚會上進行了表演。2021年推出了WalkerX，該機器人身高130cm，體重63kg，擁有41個高性能伺服關節(jié)構成的靈巧四肢，并搭載了多維力覺、多目立體視覺、全向聽覺和慣性、測距等全方位的感知系統(tǒng)，行走速度提升到3km/h。擁有復雜地形自適應平穩(wěn)快速行走、動態(tài)足腿控制自平衡抗干擾、自主操作家電、全身柔順控制、U-SLAM視覺導航、多模態(tài)情感交互、智能家居控制6大特性。優(yōu)必選伺服驅動器技術領先。優(yōu)必選成功開發(fā)了機器人操作系統(tǒng)應用框架（ROSA），是全球少數(shù)完成小扭矩到大扭矩（扭矩從0.2N·m到200N·m）伺服驅動器批量生產的公司之一。傅利葉智能成立于15年，總部位于上海張江機器人谷，是國內康復醫(yī)療機器人領域的領軍企業(yè)，迄今為止已經成功推出了30多個系列產品，并服務于全球2000多家醫(yī)療機構。傅里葉智能早期專注于醫(yī)療康復外骨骼機器人，并實現(xiàn)了規(guī)?；瘧茫瑫r將其在醫(yī)療康復機器人取得的商業(yè)成果與技術積累轉向通用人形機器人。公司在2019年啟動通用人形機器人項目，2023年7月發(fā)布首款通用雙足機器人產品GR-1，并于9月開啟預售，商業(yè)化進展快速。GR-1身高165cm，體重55kg，全身自由度54個，采用一體化自研關節(jié)模組作為執(zhí)行器，以及直腿行走方案，模擬人類直膝行走的自然步態(tài)，其步速可達5km/h，具備快速行走、敏捷避障、穩(wěn)健上下坡、抗沖擊干擾等功能，預計將應用于在工業(yè)、康復、居家、科研等多種應用場景。智元機器人成立于2023年2月，創(chuàng)始團隊包括華為“天才少年”稚暉君、彭志輝等業(yè)界資深人士，擁有較強的技術背景和產業(yè)資源。創(chuàng)立僅僅半年，智元機器人就于2023年8月發(fā)布了人形機器人遠征A1，A1身高175cm，體重55kg，全身49+個自由度，步行速度可達7km/h，整機承重80kg，單臂最大負載5kg。膝蓋采用反關節(jié)設計，膝蓋向后彎曲可以擁有更大的空間，以應對更多的任務場景。A1上搭載的PowerFlow關節(jié)電機為自研開發(fā)，使用了準直驅關節(jié)方案，實現(xiàn)了低齒槽轉矩設計，搭配10速比以內的高力矩透明度行星減速器、共扼同軸雙編碼器、一體液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)以及自研的矢量控制驅動器，峰值扭矩超過350N·M，而重量僅為1.6kg。搭載RGBD相機、激光雷達，IMU以及麥克風陣列。靈巧手指尖集成了基于視覺的指間傳感器，可以分辨被操做物體的顏色、形狀甚至材質，并且基于算法可以實現(xiàn)近似壓力傳感器的效果。同時遠征A1搭載了TeraFlops的高算力芯片，具備多模態(tài)感知、少樣本學習、任務閉環(huán)等能力。遠征A1預計將于24年實現(xiàn)商業(yè)化落地，售價將控制在20萬元以內，將首先應用于3C制造，汽車制造等領域，隨后逐步走向家庭，協(xié)助工人、科研人員和家庭成員完成各種任務。伴隨全球和國產人形機器人的亮相，全球共振下人形機器人的商業(yè)奇點已然來臨。3.小市值公司有望成長為大市值巨頭，國產廠商或將迎來高光時刻國內頂層設計明確發(fā)展目標，2025年實現(xiàn)整機批量生產，2027年要形成安全可靠的產業(yè)鏈供應鏈體系。工信部印發(fā)《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》明確指出發(fā)展目標：1）到2025年，人形機器人創(chuàng)新體系初步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關鍵技術取得突破，確保核心部組件安全有效供給。整機產品達到國際先進水平，并實現(xiàn)批量生產，在特種、制造、民生服務等場景得到示范應用，探索形成有效的治理機制和手段。培育2-3家有全球影響力的生態(tài)型企業(yè)和一批專精特新中小企業(yè)，打造2-3個產業(yè)發(fā)展集聚區(qū)，孕育開拓一批新業(yè)務、新模式、新業(yè)態(tài)。2）到2027年，人形機器人技術創(chuàng)新能力顯著提升，形成安全可靠的產業(yè)鏈供應鏈體系，構建具有國際競爭力的產業(yè)生態(tài)，綜合實力達到世界先進水平。產業(yè)加速實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展，應用場景更加豐富，相關產品深度融入實體經濟，成為重要的經濟增長新引擎。軟件決定人形機器人高度，算法需與硬件匹配。人形機器人本質是AI系統(tǒng)落地物理世界的最佳載體，算法是核心，需與硬件匹配。機器人的輸出包含了虛擬與物理兩種能力。雖然人形機器人從本體硬件上看，存在抗壓硬度與靈敏度不足的問題，但更核心問題在于是算法對運動能力的控制，包括本體平衡、行走的步態(tài)、手部抓取等規(guī)劃與控制。這需要成熟的感知系統(tǒng)基礎、強大的算法分解任務和規(guī)劃動作、大模型不斷仿真訓練以及超強的算力支撐，同時要求算法與硬件相匹配。這要求機器人企業(yè)需自研算法，并持續(xù)更新迭代。硬件方面看，人形機器人產業(yè)鏈主要包括上游的核心零部件，例如無框力矩電機、空心杯電機、傳感器、專用芯片等；中游為機器人本體制造，包括設計、制造、測試三大環(huán)節(jié)；下游為人形機器人應用領域，包括工業(yè)制造、倉儲物流、醫(yī)療服務、商業(yè)服務、家庭使用等。根據(jù)TeslaAIDay的預測數(shù)據(jù)，以特斯拉Optimus為例，2023年人形機器人核心零部件價值量排名前三的是無框力矩電機、減速器和力傳感器;2030年無框力矩電機價值量占比下降，力傳感器、減速器價值量占比上升，且力傳感器將超過減速器，排名第二，三者合計占比仍超過50%。從單機價值量占比來看，無框力矩電機、減速器和力傳感器價值量占比較高；從降本空間來看，空心杯電機、無框力矩電機等降本空間較大；而從空間來看，行星滾柱絲杠、空心杯電機、慣導imu等國產化率較低，空間大。高頻政策強調下人形機器人發(fā)展有望加速，技術升級、產品發(fā)布及產業(yè)鏈驗證有望持續(xù)出現(xiàn)，機器換人和趨勢下的機器人產業(yè)鏈機遇值得期待。從細分零部件來看，人形機器人執(zhí)行器關鍵零部件如絲杠、減速器、電機等高端領域的產品國產化率較低，特別是行星滾柱絲杠、空心杯電機、六維力矩傳感器等產品在下游市場規(guī)模不算太大的背景下，此前國內大規(guī)模布局的企業(yè)較少，規(guī)?；蛔?。面對2030年全球上千億元的人形機器人大賽道，無論公司體量幾何，一旦抓住機遇，其市值必將乘風而起，得到巨大提升。4.AI革命賦能人形機器人，具身智能是終極目標4.1大模型帶來人形通用機器人曙光，為人形機器人提供“大腦”人形機器人是軟硬件能力高集成的實體，商業(yè)化的核心突破點在于“AI大腦”。可以說，當前的AI大腦在邏輯思維和行為智慧決策層面還需要一段成長空間，其驅動力很大程度上來自于算法的升級與高水平的智能化。具身智能是人形機器人想要實現(xiàn)的最終方向。具身智能是指一種智能系統(tǒng)或機器能夠通過感知和交互與環(huán)境（物理世界）產生實時互動的能力。具身智能包括三個模塊：具身感知（Perception）、具身想象（Imagination）和具身執(zhí)行（Execution），AI+機器人正是“具身智能”當前的落點。在機器人領域，有一個“莫拉維克悖論”——人類所獨有的高階智慧能力只需要非常少的計算能力，但無意識的技能和直覺（如辨識人臉、舉起鉛筆、在房間內走動、轉筆等能力）卻需要極大的運算能力，即越簡單的事情越難，越難的事情越簡單。具身智能機器人未來要能夠像人一樣與環(huán)境交互、感知、決策、完成任務，其感知層和認知層的能力是非常高的。顯然，當下的人形機器人距離這一狀態(tài)還有非常巨大的差距。人形機器人傳感器數(shù)量、品類、執(zhí)行機構復雜程度遠高于工業(yè)機器人，對控制器實時算力、集成度要求極高。大模型為人形機器人的發(fā)展帶來了新的突破。以往由于算法模型的局限，機器人難以實現(xiàn)通用化能力，只能通過對于某一個特定領域訓練對應的基礎模型，達到能夠滿足特定用途的機器人AI算法，比如工廠車間大量采用的機器人臂、家用掃地機器人等。軟件層面的局限性限制了機器人的應用場景狹窄、可通用性較差，無法充分發(fā)揮硬件層面的性能。而大模型的出現(xiàn)，補全了讓機器人能力實現(xiàn)躍升的技術基礎。大模型的向量應用提供了大腦給機器人，使機器人具備更高的事物處理能力。大模型的Chat應用把自然語言理解提供給了機器人，機器人首次可以用接近人的語言水平，和真實人類聊天，進行基于自然語言的互動。此外，大模型的編程輔助可以肉眼可見的減少軟件工程師的工作量，產出軟件的成本會逐年下降。大模型的泛化能力讓研究者看到人形通用機器人的曙光。以往的AI模型訓練完成后，就只能用于其被設計出來的場景中，難以進行拓展，無法實現(xiàn)通用性。而大模型具備強大的泛化能力，讓人形機器人離通用這一目標更進一步。泛化（Generalization）可以理解為一種遷移學習的能力，把從過去的經驗中學習到的表示、知識和策略應用到新的領域。人類就具有“舉一反三”的能力，學習一個新概念后立即就能理解它在其他情況下的相關用法。以往的AI泛化能力很低，應用場景比較局限，泛化能力的出現(xiàn)讓大模型能夠在沒有被訓練過的場景中也能表現(xiàn)出色，是AI實現(xiàn)通用性的基礎。人形機器人所面臨的應用場景與人類的日常生活接近，需要面對多種多樣、不重復、沒見過的任務，模型的泛化能力就成為了其能否真正實現(xiàn)通用的核心要素。多模態(tài)數(shù)據(jù)包含更多信息，端到端的算法訓練框架提升模型泛化能力。圖像、視頻等多模態(tài)的數(shù)據(jù)擁有著比文字要多許多的信息，采用多模態(tài)數(shù)據(jù)的大模型有助于實現(xiàn)更高細粒度的語義理解、對話意圖識別以及更精確的情感分析。綜合使用多種數(shù)據(jù)模式的信息，可以顯著提升模型的性能。因此，端到端的訓練方式會在機器人模型領域有更多優(yōu)勢。傳統(tǒng)的AI模型訓練需要經歷對原始數(shù)據(jù)的特征工程或者數(shù)據(jù)處理階段，而端到端訓練是指直接以原始數(shù)據(jù)作為輸入，輸出最終結果的方法。端到端的訓練框架通過縮減人工預處理和后續(xù)處理，盡可能使模型從原始的多模態(tài)數(shù)據(jù)輸入到最終輸出，給模型更多可以根據(jù)數(shù)據(jù)自動調節(jié)的空間，增加模型的整體契合度，提升其泛化能力。特斯拉的FSD算法就是純端到端的自動駕駛算法，并將這樣的訓練思路也延續(xù)到了其人形機器人Optimus上，特斯拉表示Optimus的神經網絡訓練是“完全端到端的”，即可實現(xiàn)視頻信號輸入，控制信號輸出。Figure01和OpenAI結合，人形機器人和人類自然交流曙光初現(xiàn)。3月13日，F(xiàn)igure發(fā)布了一條旗下最新機器人產品Figure01的演示視頻，視頻中，工作人員向機器人詢問“我能吃點東西嗎”，機器人遲疑了幾秒，然后熟練地將蘋果遞給了工作人員。除此之外，F(xiàn)igure01還充分展示了和人類以及環(huán)境交互的能力。它會說會看，還能給人類遞食物、撿垃圾、收拾碗筷等。視頻本身沒有經過任何倍速，就已經達到了比較流暢的機器人演示效果。Figure01借助了OpenAI的模型能力，為它提供高級的視覺和語言智能，也讓人們看到了未來人形機器人和人類自然交流的曙光。OpenAI為Figure01提供關鍵的語言識別、計劃和任務執(zhí)行能力。Figure01的關鍵是軟件，而軟件中讓人驚艷的能力又主要來源于OpenAI。FigureAI用機器人攝像頭采集的視頻信息，加上麥克風捕獲的語音中的文本轉錄到由OpenAI提供的多模態(tài)大模型中，OpenAI的大模型作為大腦，提供視覺推理和語言理解（其中可能包括Sora和GPT-4的能力）；Figure01神經網絡作為小腦，根據(jù)OpenAI的大模型的判斷做出一系列快速、低級、靈巧的機器人動作。當前人形機器人智能等級基本處于L3級。根據(jù)2022年國家機器人檢測與評定中心等單位聯(lián)合發(fā)布的機器人智能等級劃分標準，以解放人體、自主完成任務為目標，綜合考量機器人的感知、認知、決策和執(zhí)行能力，將機器人的智能程度劃分為L1（基礎型）、L2（半交互型）、L3（交互型）、L4（自主型）、L5（自適應型）等5個等級?，F(xiàn)階段看，由大模型作為核心“大腦”的Figure01、TeslaOptimus等通用人形機器人基本已經能實現(xiàn)較為自然的人機交互，無需任何控制裝置，僅用自然語言發(fā)出指令即可實現(xiàn)指令下達，整體基本達到L3級水平，但距離真正類人的交互還有一段距離。4.2英偉達發(fā)布全球首款人形機器人基礎模型，下一個增長點3月19日的GTC大會上，英偉達發(fā)布了全球首款人形機器人通用基礎模型ProjectGR00T，旨在進一步推動其在機器人和具身智能方面的突破。英偉達的2023年的迅猛增長主要來自GPU與算力，而其下一個增長點則可能體現(xiàn)在對機器人開發(fā)的賦能上。基于GR00T人形器人基礎模型，可以實現(xiàn)通過語言、視頻和人類演示，來理解自然語言，模仿人類動作，進而快速學習協(xié)調性、靈活性以及其他的技能，進而能夠融入現(xiàn)實世界并與人類進行互動。英偉達構建了包括AI、Omniverse、ISAAC三大平臺，三大平臺均與機器人產業(yè)高度關聯(lián)。其中AI主要對應DGX系列產品，用于訓練和推理人工智能系統(tǒng)；Omniverse主要對應OVX系列產品，用于驅動數(shù)字孿生的計算系統(tǒng)；ISAACRobotic平臺對應AGX系列，用于驅動人工智能機器人的仿真、訓練和推理。英偉達升級了ISSAC平臺，允許開發(fā)者利用該平臺模擬機器人學習技能、與物理世界模擬互動。現(xiàn)在的ISSAC平臺旨在為開發(fā)者構建一套全面的端對端解決方案，以支持人工智能機器人的開發(fā)、模擬測試與部署工作，可支撐數(shù)千臺機器人同步進行訓練和仿真操作。ISAACLab整合了用于輔助提升機械臂的靈敏度與精確度的加速庫平臺ISAACMANIPULATOR，以及用于提升服務機器人感知能力的ISAACPERCEPTOR軟件庫，有超過130萬機器人的開發(fā)者在使用英偉達的機器人平臺。目前英偉達已攜手比亞迪，開始在基于ISAAC平臺的基礎上開展倉庫自動化機器人的研發(fā)合作。在英偉達的推動下，通用人形機器人有望更快地進入引入工業(yè)和消費應用領域。英偉達大力推動機器人產業(yè)發(fā)展，在機器人仿真、訓練、開發(fā)生態(tài)上有完整布局，在英偉達強大的GPU算力、完善的AI軟件服務、Omniverse數(shù)字孿生仿真、ISSAC機器人開發(fā)平臺的持續(xù)發(fā)力下，通用人形機器人有望以更快的速度向前發(fā)展，期待其在工業(yè)級和消費級領域的快速落地。5.科技奇點或將成為風險從克隆到人形機器人，人類對于生命起源奧秘的追問從未止步。但是，克隆技術帶來了對人類倫理道德的巨大沖擊。高智能化的人形機器人克服了倫理問題，然而在人類取得這一進步的同時，也將面臨科技奇點帶來的風險。人類祖先發(fā)現(xiàn)，最茁壯的植株的種子培植出的谷物也更優(yōu)良。這是人類開始按照人的意圖控制生命的開端，這也是克隆技術最終目標的最初體現(xiàn)。1952年，克隆蝌蚪。小小的蝌蚪改寫了生物技術發(fā)展史，成為世界上第一種被克隆的動物。美國科學家羅伯特·布里格斯和托瑪斯·金用一只蝌蚪的細胞創(chuàng)造了與原版完全一樣的復制品。1972年，基因復制?？寺〖夹g精細到以單個基因復制為單位?？茖W家將某種特定基因單離出來，將它與某有機體(最初是一種酵母)結合，有機體將新基因融入自己的DNA結構后再繁殖，產生出理想基因的復制品。1978年，第一例試管嬰兒出生。整個世界吵嚷著想要目睹人類第一個體外受精嬰兒路易斯的“廬山真面目”。英國醫(yī)生用丈夫的精子在一個試管內使卵子受精，然后將胚胎植入健康母親的子宮內。1996年，世界第一例從成年動物細胞克隆出的哺乳動物綿羊多利誕生。這個秘密直到1997年2月才向世人公布。蘇格蘭胚胎學家伊恩·威爾姆特和同事用一只成年母羊乳房內取出的細胞克隆出多利。1998年，克隆批量化。美國夏威夷大學的科學家用成年細胞克隆出50多只老鼠，并接著培育出3代遺傳特征完全一致的實驗鼠。與此同時，其它幾個私立研究機構也用不同的方法成功克隆出小牛。其中最引人注目的是，日本人用一個成年母牛的細胞培育出8只遺傳特征完全一樣的小牛，成功率高達80%。2000年，人類近親被克隆。美國俄勒岡的研究者用與克隆多利羊截然不同的方法克隆出猴子，科學家將一個僅包含8個細胞的早期胚胎分裂為4份，再將它們分別培育出新胚胎，惟一成活的只有Tetra。與多利不同的是，tetra既有母親也有父親，但它只是人工4胞胎中的一個。此外，幫助培育出多利羊的生物技術公司宣布克隆出5只小豬仔。該公司宣稱，克隆豬終將成為人類移植器官的“加工廠”。2001年，克隆人出現(xiàn)。當年3月，美國生殖科學家帕納伊奧提斯·扎沃斯和一個國際研究小組宣布，數(shù)百對夫婦已自愿報名參加培育克隆嬰孩的實驗。該小組宣稱最早至2003年便可幫助不孕夫婦培育克隆嬰兒。當年1月，英國成為全球第一個有效地使克隆人類胚胎合法化的國家。政府通過一項富爭議性的法案，目的在于允許對人類胚胎內的根細胞進行科學實驗。該法案要求克隆體必須在誕生后14日內被毀滅。培育克隆嬰兒仍屬非法行為。展望未來，當人工智能的智慧超越人類的智慧，我們將迎來人形機器人的科技奇點，而這或將成為人形機器人行業(yè)的風險?；赝悄苁謾C與新能源汽車的發(fā)展歷史，他們都受制于技術邊界。無論是智能手機還是新能源汽車，其代際的更新都與技術的發(fā)展密切相關。具體而言，每一代智能手機的推出都伴隨著處理器、存儲、相機和屏幕等關鍵技術的突破，而電池、電機及電控系統(tǒng)技術則決定了新能源汽車的核心性能。作為下一個顛覆性產品，人形機器人兼具AI+高端智能雙重屬性，技術邊界即將被突破。2022年底，ChatGPT橫空出世，迅即以席卷之勢，在全球掀起驚濤駭浪，標志著人工智能技術達到一個嶄新的高度。ChatGPT是由美國人工智能研究實驗室OpenAI研發(fā)的聊天機器人程序。ChatGPT在推出5天后，注冊用戶數(shù)過百萬；在推出后僅兩個月，就獲得1億名月活躍用戶，成為歷史上增長速度最快的消費者應用程序。ChatGPT猶如大航海時代的蒸汽機，或者信息時代的操作系統(tǒng)，儼然比肩人類科技史上諸多具有標志意義和節(jié)點效應的重大科技進展。人類社會已進入生成式人工智能（GenerativeAI）階段，正向著通用人工智能（ArtificialGeneralIntelligence,AGI）時代邁進。以ChatGPT為代表的大模型快速迭代，人工智能技術正以前所未有的速度大踏步前進。OpenAI首席執(zhí)行官SamAltman，提出了“一個新版本摩爾定律”，我們把它叫做阿爾特曼定律：“宇宙中的智能數(shù)量將在每18個月后翻一番?！边@個新摩爾定律是新時代新興技術的普遍規(guī)律，是為“萬物摩爾定律”（Moore'sLawforEverything）。萬物摩爾定律，正成為智能時代的新引擎。英偉達（Nvidia）首席執(zhí)行官黃仁勛早年提出取代摩爾定律的“黃氏定律”：GPU將推動AI性能實現(xiàn)逐年翻倍。2023年他更是聲稱，Nvidia的GPU在過去10年中將AI處理性能提高了不低于100萬倍，并將在未來10年內將再次令AI性能強大100萬倍。“摩爾定律在其最好的日子里，可以在十年內實現(xiàn)100倍的增長”，黃解釋道?！霸诮酉聛淼?0年里，我希望通過新芯片、新互連、新系統(tǒng)、新操作系統(tǒng)、新分布式計算算法和新AI算法，并與開發(fā)人員合作開發(fā)新