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行業分析 | 關于“人形機器人”，你想知道的都在這里

2022-09-13來源：廣發基金

　　自從波士頓動力公司發布旗下人形機器人跑酷視頻之后，人形機器人便迅速闖進了大眾視野。8月小米新品發布會上，雷軍“截胡”馬斯克，率先發布了一款全尺寸的人形仿生機器人CyberOne（鐵大）。此前，馬斯克曾在推特上表示，特斯拉將可能在第二個AI DAY上（9月30日）推出Optimus（擎天柱）原型機。

　　幾大巨頭爭相布局，人形機器人這一新興概念也引發了國內外市場的廣泛關注。什么是人形機器人？它擁有怎樣的技術優勢？行業的現狀與前景如何？下面，讓我們一起來尋找答案。

　　【問】什么是人形機器人？它將可能在哪些場景中被應用？

　　人形機器人鮮有標準定義，按照目前已經推出的產品來看，人形機器人本質上是一種服務機器人，但突出仿生、即仿“人形”的設計。通過這些設計來提升機器人的應用場景和靈活性，讓機器人在“解放人類勞動力”上有更多可能性。

　　馬斯克對特斯拉機器人未來的應用場景有非常豐富的構想：它將可以用來“消除危險、重復性和無聊的工作”，執行工業生產和家庭服務中的各種任務，包括組裝汽車零部件、采購雜貨等，并最終“將體力勞動變成一種選擇”。

　　從應用場景上看，傳統工業機器人/服務機器人多應用于相對標準化的場景，例如汽車行業的零部件裝配、焊接，3C制造行業的點膠、緊固，或服務機器人應用的清潔、送物取物等等。而人形機器人通過“仿人”，達到更高的自由度，靈活性很強。

　　根據市場容量和產業化難度兩個維度，我們可以將機器人的應用場景分為以下幾類：

　　（1）市場大、難度低的場景，例如掃地清潔（掃地機器人）、兒童教育、互動聊天、智能客服等，這些領域現在已經在一定程度上實現了商業化，比較成熟。

　　（2）市場大、難度較高的場景：如物流運輸、看護照料、建筑施工等，是目前最有發展潛力的領域。

　　（3）產業化難度極高、倫理問題較復雜的場景，目前還看不到產業化的機會。

　　【問】人形機器人涉及的產業鏈是怎樣的？

　　如果對人形機器人產業鏈進行拆解，大致可以分為上游零部件、中游本體制造、下游實際應用三個環節。

　　其中，上游的軟件算法和核心芯片、中游的本體制造等環節，估計仍主要由特斯拉等整機廠占主導地位——類似于其在新能源汽車業務中扮演的角色，中國公司有較大的參與空間的地方，可能是上游其他非核心的零部件環節。

　　目前人形機器人產業并沒有達到規模量產的階段，據研究機構估計，如果參考工業機器人的成本結構，人形機器人的成本可以拆分為動力總成系統（占比60%）、智能感應系統（占20%）、結構件及其他（占20%）三大部分——對比于新能源汽車等類似的工業產品，人形機器人的最大特征是動力總成系統占比較高，這與其極高的自由度、較多的關節數量有關。

　　我國制造業基礎較好，特別是在動力總成相關的電池技術、電機、驅動控制、減速器等環節已積累了非常成熟的配套體系，預計未來將能夠較好地支撐人形機器人的規模化生產應用。

　　【問】人形機器人的前景如何？有哪些可關注的投資機會？

　　在服務機器人這一領域，據Statista統計,2022年亞洲、美國、歐洲的家庭場景服務機器人銷售額預計將分別達到28億美元、24億美元、17億美元；2022年美國、歐洲的商業服務機器人銷售額將分別達到91億美元、60億美元。

　　由于人形機器人的單價更高（目前的原型機造價基本在80萬人民幣及以上，特斯拉的量產價值目標為30萬人民幣），其潛在的市場空間也更大，按相對保守的口徑測算：

　　到2025年，假設特斯拉出貨30萬臺，全球市占率30%，即全球100萬臺，單臺售價30萬元，則對應市場空間3000億，其中動力總成系統市場空間1800億（占60%）。

　　長期來看，假設全球人形機器人年產1000萬臺，單臺售價20萬元，則對應市場空間2萬億，其中動力總成系統市場空間1.2萬億（占60%）。

　　可見，人形機器人潛在的市場空間是比較大的。不過，產業目前仍在萌芽初期，以上對于市場空間的預判也包含了較多假設，因此具有一定的不確定性。

　　從投資的角度來看，建議投資者關注動力系統中伺服、減速器等核心環節，并關注特斯拉復用其汽車供應鏈公司帶來的機會。

　　伺服系統：伺服是自動化運動控制的核心部件。伺服系統主要由伺服電機（含編碼器）、伺服驅動器構成。根據目前部分成熟的人形機器人技術方案，機器人的核心關節可能由伺服電機、伺服電缸等部件驅動，伺服系統有望成為機器人驅動系統中的核心零部件。

　　諧波減速器：精密減速器是一種精密的動力傳達機構，連接了伺服電機和執行機構。其中諧波減速機主要在需要輕量化+保證精度+不需要大負載的場景下應用，人形機器人因其形態類人，相比工業機器人，預計會傾向于使用諧波減速機——這也將為產業鏈帶來較大的增量空間。

　　特斯拉供應鏈機會：特斯拉電動汽車產業鏈供應商國產占比較高，根據人民網資訊，2021年底特斯拉上海超級工廠國產化率已達到90%左右，除自動駕駛算法和芯片外，其他基本零部件基本都是國產。人形機器人的生產制造與新能源汽車相似，除核心芯片&軟件外，硬件（尤其是動力總成系統）預計會與相關供應商合作。國產廠商因成本等優勢，有望切入特斯拉Optimus供應鏈。

　　【問】人形機器人商業化可能會遇到怎樣的應用瓶頸？

　　盡管眾多廠商近期推出人形機器人產品或人形機器人的量產計劃，但目前人形機器人并未真正形成商業化應用，其瓶頸在于：

　　技術層面：尚有不少問題尚未解決，技術能力尚待提升，例如：1）人工智能&控制方面，人形機器人面對的應用場景更加復雜，目前較難做到非常高的自主性；2）驅動技術方面，如下肢關節的高功率密度輸出、手指等小關節的輕量化、對抓取物品的狀態感知等，都有較大的提升空間；3）其他方面，例如如何低成本地實現主要驅動系統的熱管理、如何保障周圍行人安全等。

　　成本層面：目前人形機器人的開發成本極高，如2013年波士頓動力的Atlas開發成本約200萬美元，2019年Agility Robotics的Digit售價25萬美元，2022年小米集團開發的CyberOne原型機成本60-70萬元人民幣——這些已有產品的價格都相對較高。往后，預計售價要在低于50萬人民幣后，人形機器人可能才能在商業應用領域初步具備經濟性。

　　長期來看，隨著人形機器人逐步實現商業化批量應用，其帶來的倫理問題也不容忽視；但如果在中短期來看，倫理問題暫時還不會對人形機器人產業的發展帶來限制。

（作者：廣發基金研究發展部柴嘉輝）

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