從工業革命以來,每一個時代都有它的標誌性產品,第四次工業革命是智能化的改革。人類正加速進入以人形機器人爲標誌的智能化時代,科技巨頭集中發佈人形機器人、國際老牌人形機器人團隊也紛紛入局。
一、人形機器人發展現狀及前景
目前,AI技術在機器人領域的應用聚焦於提升物流配送與清潔服務機器人的智能化水平。其主要是因爲以上行業面臨着人力成本高昂、效率低下和服務質量難以保證等挑戰。
通過集成AI技術,如路徑規劃、避障和貨物識別,物流配送機器人能夠顯著提高性能,實現快速包裹識別與分揀;而在清潔服務領域,AI使機器人能夠智能識別環境並高效執行清潔任務,自動調整作業模式以適應不同環境。
此外,企業通過建立以數據爲核心的智能管理系統,實現實時監控和預測性維護,有效降低了運營成本並提高了服務機器人的可靠性。
未來,工業和公共服務場景人形機器人將最快實現大規模商業化。
在工業場景中,一是由於人形機器人可以替代人工執行危險或重複性高的任務,從長遠來看能夠爲企業節省成本並提高生產效率;二是工業場景通常具有較爲封閉和可控的工作環境,這有利於人形機器人的安全操作和高效部署;三是工業場景對於人形機器人的需求非常明確,如物料搬運、裝配、檢測等任務,這些任務的特點使得人形機器人的設計和功能可以有針對性地進行優化。像特斯拉等生產商正將人形機器人引入工廠環境中,讓它們執行諸如扭矩擰緊、柔性裝配以及物料搬運等任務。
在公共服務場景中,一是需求廣泛,如餐飲、酒店、養老、醫院等,這些地方往往需要大量的人力來提供服務和支持,而人形機器人可以替代或輔助人類員工完成一些重複性和勞動密集型的任務;二是標準化程度較高,相比工業環境中的高度定製化需求,公共服務場景中的任務往往更加標準化,這意味着可以通過批量生產和編程來降低成本並提高效率;三是技術成熟度,當前的人形機器人技術已經可以在相對簡單的環境中執行特定任務,而公共服務場景往往不需要過於複雜的操作,這爲人形機器人的早期商業化提供了可能。
例如,在2020年的迪拜世博會上,優必選的人形機器人Walker在中國館提供了爲期6個月的服務,共進行了超過1000場次的接待導覽,總服務時長超過了1200小時,這是人形機器人首次在商業領域中的成功應用案例。在2022年,Walker X被出口到沙特阿拉伯,爲當地提供智能服務。
二、人形機器人行業市場規模
中國智能機器人市場正在迅速增長,且AI技術的深度融合正加速推動該行業向更高的自動化和智能化水平轉型。
2023年,中國智能服務機器人的市場規模達660億元,預計到2028年將達1,832億元。十年後預計人形機器人普遍進入量產環節。隨着人形機器人的技術成熟度不斷提高且成本下降,在複雜且開放的C端場景中,人形機器人的環境適應性和人機交互能力將會得到顯著提升。
在未來五年內,人形機器人的成本有望下降至20萬之內,至2030年將有望下降至10萬元內。
在人形機器人的核心零部件中,精密減速機的成本佔比約爲36%,佔比最高。目前全球精密減速器市場主要被日本企業所主導,但近年來,國產精密減速器的市場佔有率正在逐步提升,從而未來人形機器人成本將明顯降低。
例如家用領域的需求將增加,人形機器人在家庭中的應用主要集中在陪伴和服務兩個方面,且具有較高的個性化和定製化特點。
此外,在當前社會老齡化加劇、出生率下降以及勞動力成本上升的大背景下,人形機器人在多個領域展現出巨大的應用潛力。
三、智能機器人行業發展趨勢
未來,人形機器人將成爲智能機器人的主要產品形態,不僅擁有更加複雜的功能,並廣泛應用於各行各業,還將通過具身智能實現與物理世界的深度交互和自主學習。藉助多模態人工智能技術的集成,如計算機視覺、自然語言處理及運動控制,這些機器人能夠自主完成一系列複雜的任務,無需繁瑣的編程過程,從而極大地拓寬了它們的應用範圍並提升了整體效能。
作爲人工智能技術的重要載體,人形機器人正爲人類提供更爲直觀且貼近生活的AI體驗。相較於其他類型的機器人,它們在人體工程學設計上更符合人類需求,可以更加自然地融入日常生活和工作場景。隨着技術不斷進步,預計人形機器人將在家庭服務、醫療輔助、教育互動等多個領域發揮越來越重要的作用。
通過提供全面解決方案,智能機器人企業不僅能更好地服務於客戶,還有望開拓出更多創新的應用場景。截至目前,智能機器人的商業模型主要集中在硬件銷售上,企業通過出售機器人本身來獲取利潤。然而,隨着人工智能技術的快速發展和應用場景的多樣化,客戶不再僅僅滿足於購買一個孤立的產品,而是尋求能夠解決特定問題或優化整個工作流程的綜合方案。
因此,越來越多的智能機器人公司開始提供包括軟件開發、系統集成、維護支持以及數據分析等在內的全方位服務,以滿足客戶的多元化需求。
四、中國人形機器人產業鏈優勢
在覈心組成部分中,中國在六維力傳感器方面處於領先位置,在靈巧手方面發展迅速,在驅動器或滾珠絲槓方面與國際領先企業之間的差距之間縮短。
以傳感器爲例,全球六維力傳感器市場主要由歐美、日韓和中國三個地區構成,近年來中國的參與企業數量逐漸增加。
以滾珠絲槓爲例,2022年中國大陸企業在中端滾珠絲槓市場的份額達到30%,而在高端市場的份額也達到5%。
以驅動器(電機)爲例,國內企業如步科股份已經推出了與國際接軌的FMC系列電機產品,不僅實現了產品尺寸的標準化,而且在成本上具有明顯的優勢。
另一家公司吳志機電則專注於無框力矩電機的研發,其產品能夠實現≤1%的轉矩波動和3.5倍的過載能力,這爲人形機器人的高性能運作提供了強大的動力支持。隨着中國人形機器人產業鏈的不斷完善和提升,將有助於人形機器人成本降低和性能提升,從而加速其商業化進程。
在人工智能領域中,截至2023年6月,中國人工智能核心產業規模已經達到5000億,人工智能企業數量超過4400家,僅次於美國,全球排名第二。與美國相比,中國人工智能被廣泛應用於包括智慧城市、智能製造、智慧農業和AI for science在內的20個細分領域。
從人工智能企業技術層次分佈看,應用層企業數量最多佔比爲 61.47%,其次是技術層企業佔比爲 28.60%,基礎層企業佔比爲9.93%。其中包括了百度、阿里巴巴、騰訊等大型互聯網企業,商湯科技、曠視科技、依圖科技、雲從科技等專注於AI技術的企業,華爲、移動、電信等信息與通信技術企業。
五、中美機器人企業對比
中國和美國的機器人企業各有千秋,美國企業在先進設計和核心技術方面領先,而中國企業則在大規模生產和市場應用上取得了快速進展。
例如,波士頓動力以其先進的機器人設計和人工智能技術而聞名,並廣泛應用於工業自動化、醫療健康、服務及軍事等多個領域;達芬奇手術機器人在微創醫療中的傑出表;以及特斯拉的Optimus備受關注。
相比之下的海外企業,其商業化進程略快於國內。特斯拉則預計在2025年至2027年間開始對外量產;Figure 02已進入寶馬工廠進行測試;而挪威的1X technologies的輪足人形機器人已初步實現商業化,並用於提供安保服務。
目前,中國國產的人形機器人與特斯拉Optimus相比仍存在一定的差距。特斯拉Optimus的一個顯著優勢在於融合了自己的全自動駕駛(FSD)系統。
然而,在智能技術方面,中美之間的差距正在逐漸縮小。與此同時,中國的人形機器人產業在供應鏈整合、量產能力和應用場景落地等方面展現出明顯的優勢,特別是在大規模生產、成本控制和應用開發方面。
例如,優必選(UBTECH)在人形機器人領域取得了突破,其產品Walker系列產品展現了複雜的運動控制和AI交互能力。
目前,中國較大的人形機器人製造商有優必選、開普勒、達闥科技、傅利葉等。
其中,開普勒人形機器人,特別是其先行者K1型號,是中國國產人形機器人領域的一項重要突破。這款機器人的發佈標誌着中國在高端機器人技術方面的重要進展。
而傅利葉智能的優勢業務最初集中在康復機器人領域,基於其在覈心技術方面的積累,近年來也開始涉足人形機器人賽道。傅利葉已經發布了包括通用人形機器人GR-1、GR-Pro、GR-1 Lite等在內的系列產品。
此外,如小鵬等汽車廠商、小米等互聯網科技企業也紛紛入局人形機器人賽道,促進了技術進步和市場的成熟,同時也加速了人形機器人向更廣泛應用場景滲透的趨勢。
六、中國人形機器人競爭格局
全面且卓越的技術能力以及實現量產是評估人形機器人企業核心競爭力的關鍵要素。在中國,優必選、傅利葉、宇樹和智元等廠商在商業化進程中表現突出。
其中,優必選已經實現了量產並進入了東風柳汽、吉利汽車等家車廠的實訓。傅利葉於2023年開始發售產品,其GR-1產品實現小批量交付。智元預計在2024年實現商業化落地,而達閥計劃在2025年實現量產。
相比之下,其他大多數企業的機型仍處於研發階段。此外,優必選是全球少數幾家掌握人形機器人全棧技術能力的公司之一,並且在人形機器人有效專利數量方面位居全球首位。優必選是世界首個完成從0.2Nm扭矩到 200Nm扭矩伺服驅動器批量生產的公司,其自主研發的人形機器人Walker是中國首個商業化雙足真人尺寸人形機器人。
截至2023年底,優必選在全棧技術方面擁有超過2,100項機器人及人工智能相關專利,其中包括400多項海外專利,發明專利佔比超過50%,並且在人形機器人有效專利數量上位居全球第一。綜合來看,優必選在人形機器人行業中的處於領先地位。
文章來源:活報告公衆號
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