行業(yè)分析 | 關(guān)于“人形機(jī)器人”,你想知道的都在這里
2022-09-13來(lái)源:廣發(fā)基金
自從波士頓動(dòng)力公司發(fā)布旗下人形機(jī)器人跑酷視頻之后,人形機(jī)器人便迅速闖進(jìn)了大眾視野。8月小米新品發(fā)布會(huì)上,雷軍“截胡”馬斯克,率先發(fā)布了一款全尺寸的人形仿生機(jī)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(gè)AI DAY上(9月30日)推出Optimus(擎天柱)原型機(jī)。
幾大巨頭爭(zhēng)相布局,人形機(jī)器人這一新興概念也引發(fā)了國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的廣泛關(guān)注。什么是人形機(jī)器人?它擁有怎樣的技術(shù)優(yōu)勢(shì)?行業(yè)的現(xiàn)狀與前景如何?下面,讓我們一起來(lái)尋找答案。
【問(wèn)】什么是人形機(jī)器人?它將可能在哪些場(chǎng)景中被應(yīng)用?
人形機(jī)器人鮮有標(biāo)準(zhǔn)定義,按照目前已經(jīng)推出的產(chǎn)品來(lái)看,人形機(jī)器人本質(zhì)上是一種服務(wù)機(jī)器人,但突出仿生、即仿“人形”的設(shè)計(jì)。通過(guò)這些設(shè)計(jì)來(lái)提升機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景和靈活性,讓機(jī)器人在“解放人類(lèi)勞動(dòng)力”上有更多可能性。
馬斯克對(duì)特斯拉機(jī)器人未來(lái)的應(yīng)用場(chǎng)景有非常豐富的構(gòu)想:它將可以用來(lái)“消除危險(xiǎn)、重復(fù)性和無(wú)聊的工作”,執(zhí)行工業(yè)生產(chǎn)和家庭服務(wù)中的各種任務(wù),包括組裝汽車(chē)零部件、采購(gòu)雜貨等,并最終“將體力勞動(dòng)變成一種選擇”。

從應(yīng)用場(chǎng)景上看,傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人/服務(wù)機(jī)器人多應(yīng)用于相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的場(chǎng)景,例如汽車(chē)行業(yè)的零部件裝配、焊接,3C制造行業(yè)的點(diǎn)膠、緊固,或服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用的清潔、送物取物等等。而人形機(jī)器人通過(guò)“仿人”,達(dá)到更高的自由度,靈活性很強(qiáng)。
根據(jù)市場(chǎng)容量和產(chǎn)業(yè)化難度兩個(gè)維度,我們可以將機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景分為以下幾類(lèi):
(1)市場(chǎng)大、難度低的場(chǎng)景,例如掃地清潔(掃地機(jī)器人)、兒童教育、互動(dòng)聊天、智能客服等,這些領(lǐng)域現(xiàn)在已經(jīng)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化,比較成熟。
(2)市場(chǎng)大、難度較高的場(chǎng)景:如物流運(yùn)輸、看護(hù)照料、建筑施工等,是目前最有發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域。
(3)產(chǎn)業(yè)化難度極高、倫理問(wèn)題較復(fù)雜的場(chǎng)景,目前還看不到產(chǎn)業(yè)化的機(jī)會(huì)。

【問(wèn)】人形機(jī)器人涉及的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)窃鯓拥模?/strong>
如果對(duì)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行拆解,大致可以分為上游零部件、中游本體制造、下游實(shí)際應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。
其中,上游的軟件算法和核心芯片、中游的本體制造等環(huán)節(jié),估計(jì)仍主要由特斯拉等整機(jī)廠占主導(dǎo)地位——類(lèi)似于其在新能源汽車(chē)業(yè)務(wù)中扮演的角色,中國(guó)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(huán)節(jié)。

目前人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)并沒(méi)有達(dá)到規(guī)模量產(chǎn)的階段,據(jù)研究機(jī)構(gòu)估計(jì),如果參考工業(yè)機(jī)器人的成本結(jié)構(gòu),人形機(jī)器人的成本可以拆分為動(dòng)力總成系統(tǒng)(占比60%)、智能感應(yīng)系統(tǒng)(占20%)、結(jié)構(gòu)件及其他(占20%)三大部分——對(duì)比于新能源汽車(chē)等類(lèi)似的工業(yè)產(chǎn)品,人形機(jī)器人的最大特征是動(dòng)力總成系統(tǒng)占比較高,這與其極高的自由度、較多的關(guān)節(jié)數(shù)量有關(guān)。
我國(guó)制造業(yè)基礎(chǔ)較好,特別是在動(dòng)力總成相關(guān)的電池技術(shù)、電機(jī)、驅(qū)動(dòng)控制、減速器等環(huán)節(jié)已積累了非常成熟的配套體系,預(yù)計(jì)未來(lái)將能夠較好地支撐人形機(jī)器人的規(guī)模化生產(chǎn)應(yīng)用。
【問(wèn)】人形機(jī)器人的前景如何?有哪些可關(guān)注的投資機(jī)會(huì)?
在服務(wù)機(jī)器人這一領(lǐng)域,據(jù)Statista統(tǒng)計(jì),2022年亞洲、美國(guó)、歐洲的家庭場(chǎng)景服務(wù)機(jī)器人銷(xiāo)售額預(yù)計(jì)將分別達(dá)到28億美元、24億美元、17億美元;2022年美國(guó)、歐洲的商業(yè)服務(wù)機(jī)器人銷(xiāo)售額將分別達(dá)到91億美元、60億美元。
由于人形機(jī)器人的單價(jià)更高(目前的原型機(jī)造價(jià)基本在80萬(wàn)人民幣及以上,特斯拉的量產(chǎn)價(jià)值目標(biāo)為30萬(wàn)人民幣),其潛在的市場(chǎng)空間也更大,按相對(duì)保守的口徑測(cè)算:
到2025年,假設(shè)特斯拉出貨30萬(wàn)臺(tái),全球市占率30%,即全球100萬(wàn)臺(tái),單臺(tái)售價(jià)30萬(wàn)元,則對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間3000億,其中動(dòng)力總成系統(tǒng)市場(chǎng)空間1800億(占60%)。
長(zhǎng)期來(lái)看,假設(shè)全球人形機(jī)器人年產(chǎn)1000萬(wàn)臺(tái),單臺(tái)售價(jià)20萬(wàn)元,則對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間2萬(wàn)億,其中動(dòng)力總成系統(tǒng)市場(chǎng)空間1.2萬(wàn)億(占60%)。
可見(jiàn),人形機(jī)器人潛在的市場(chǎng)空間是比較大的。不過(guò),產(chǎn)業(yè)目前仍在萌芽初期,以上對(duì)于市場(chǎng)空間的預(yù)判也包含了較多假設(shè),因此具有一定的不確定性。
從投資的角度來(lái)看,建議投資者關(guān)注動(dòng)力系統(tǒng)中伺服、減速器等核心環(huán)節(jié),并關(guān)注特斯拉復(fù)用其汽車(chē)供應(yīng)鏈公司帶來(lái)的機(jī)會(huì)。
伺服系統(tǒng):伺服是自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制的核心部件。伺服系統(tǒng)主要由伺服電機(jī)(含編碼器)、伺服驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成。根據(jù)目前部分成熟的人形機(jī)器人技術(shù)方案,機(jī)器人的核心關(guān)節(jié)可能由伺服電機(jī)、伺服電缸等部件驅(qū)動(dòng),伺服系統(tǒng)有望成為機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的核心零部件。
諧波減速器:精密減速器是一種精密的動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu),連接了伺服電機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其中諧波減速機(jī)主要在需要輕量化+保證精度+不需要大負(fù)載的場(chǎng)景下應(yīng)用,人形機(jī)器人因其形態(tài)類(lèi)人,相比工業(yè)機(jī)器人,預(yù)計(jì)會(huì)傾向于使用諧波減速機(jī)——這也將為產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)較大的增量空間。
特斯拉供應(yīng)鏈機(jī)會(huì):特斯拉電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)商國(guó)產(chǎn)占比較高,根據(jù)人民網(wǎng)資訊,2021年底特斯拉上海超級(jí)工廠國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)到90%左右,除自動(dòng)駕駛算法和芯片外,其他基本零部件基本都是國(guó)產(chǎn)。人形機(jī)器人的生產(chǎn)制造與新能源汽車(chē)相似,除核心芯片&軟件外,硬件(尤其是動(dòng)力總成系統(tǒng))預(yù)計(jì)會(huì)與相關(guān)供應(yīng)商合作。國(guó)產(chǎn)廠商因成本等優(yōu)勢(shì),有望切入特斯拉Optimus供應(yīng)鏈。
【問(wèn)】人形機(jī)器人商業(yè)化可能會(huì)遇到怎樣的應(yīng)用瓶頸?
盡管眾多廠商近期推出人形機(jī)器人產(chǎn)品或人形機(jī)器人的量產(chǎn)計(jì)劃,但目前人形機(jī)器人并未真正形成商業(yè)化應(yīng)用,其瓶頸在于:
技術(shù)層面:尚有不少問(wèn)題尚未解決,技術(shù)能力尚待提升,例如:1)人工智能&控制方面,人形機(jī)器人面對(duì)的應(yīng)用場(chǎng)景更加復(fù)雜,目前較難做到非常高的自主性;2)驅(qū)動(dòng)技術(shù)方面,如下肢關(guān)節(jié)的高功率密度輸出、手指等小關(guān)節(jié)的輕量化、對(duì)抓取物品的狀態(tài)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(shí)現(xiàn)主要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的熱管理、如何保障周?chē)腥税踩取?/p>
成本層面:目前人形機(jī)器人的開(kāi)發(fā)成本極高,如2013年波士頓動(dòng)力的Atlas開(kāi)發(fā)成本約200萬(wàn)美元,2019年Agility Robotics的Digit售價(jià)25萬(wàn)美元,2022年小米集團(tuán)開(kāi)發(fā)的CyberOne原型機(jī)成本60-70萬(wàn)元人民幣——這些已有產(chǎn)品的價(jià)格都相對(duì)較高。往后,預(yù)計(jì)售價(jià)要在低于50萬(wàn)人民幣后,人形機(jī)器人可能才能在商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域初步具備經(jīng)濟(jì)性。
長(zhǎng)期來(lái)看,隨著人形機(jī)器人逐步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化批量應(yīng)用,其帶來(lái)的倫理問(wèn)題也不容忽視;但如果在中短期來(lái)看,倫理問(wèn)題暫時(shí)還不會(huì)對(duì)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)限制。
(作者:廣發(fā)基金研究發(fā)展部 柴嘉輝)
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