半个多月前,工信部联合科学技术部等七部门印发了《关于推动未来产业创新发展的实施意见》,再次提到人形机器人产业的发展。
相较于这次的《实施意见》,工信部在去年11月份发布的《人形机器人创新发展指导意见》更具内容。《指导意见》强调,针对人形机器人的专用传感器,需要突破高精度视听力嗅等传感关键技术,以提升环境综合感知能力,特别指出要发展高功率密度执行器、专用人形机器人芯片和高能效专用动力组件。这里基本上就给人形机器人发展指明了方向,需要攻破的核心技术就是这些。
2024年,我们关注的四大赛道之一——人形机器人。
去年ChatGPT的横空出现,掀起一整年的GPT热潮,因而,2023年被称为“AI元年”。2024年被很多媒体称为“人形机器人元年”,尽管我们对这一说法持保留意见,但不否认人形机器人行业今年或有里程碑事件的发生。
谈人形机器人必须说到马斯克和他的Optimus(柱哥)。上个月底马斯克在社交平台上发布了一段特斯拉人形机器人“柱哥”叠衬衫的炫技视频,从视频上看,“柱哥”手臂和手腕的灵活度相较于上一代有了显著的改进,更加流畅。
马斯克透露,Optimus最早可以在2025年实现交付,并补充说,Optimus被严重低估,其需求会超过电动汽车,将达到100亿到200亿台。
不得不说,马斯克真的是个狂人,把当年吹过的牛皮一步步变成现实,同时也是个资本高手,深知市场玩的就是“预期”,他自信地预测Optimus将占到特斯拉长期价值的大部分,这又给投资者吃了“定心丸”(最近特斯拉电动车销量下滑)。
近几年。人形机器人企业获得了各路资本的关注,根据高盛前不久的预测,在理想情况下,2035年人形机器人市场规模或将达到1540亿美元,真正的未来产业热门赛道。
2024年的第一个月,微软和OpenAI就领投了一家人形机器人初创公司Figure AI,据悉,此轮的融资金额高达5亿美元,微软投资9500万美元,OpenAI投资500万美元。
这种投资热度丝毫不减过去两三年。
我们初略统计了2023年在机器人行业的投融资事件,249起,96.63亿元,其中融资金额超过1亿元的有39起,占比15.66%。按融资金额排序,前十起的融资金额总计约53亿元,占比54.91%,超过五成。

数据来源:来觅数据
理解人形机器人之前,我们还是要了解一下人形机器人与机器狗、上个世纪本田的机器人有什么区别。所谓“人形”,则是一个有“脑子”的机器人,有感情的机器。相比普通的工业机器人和服务机器人,人形机器人在结构设计、硬件构成、控制算法、核心性能要求以及零部件的选择上都有更高的标准,对机械、传感和控制部分有着同样的高精度要求。
这一切都离不开执行器,执行器是人形机器人最核心、通用的部件,可以简单地类比成新能源汽车的动力电池,重要性就不言而喻了。新能源汽车的市场规模带动了相关动力电池企业的发展,可以预料的是,未来五到十年,生产人形机器人执行器的厂商将会迎来发展。
一般来说,执行器主要包括传动装置、电机、感知系统和控制装置四大主材以及制动器与轴承等辅材。比如特斯拉Optimus身体有28个执行器,能够实现28个自由度,手部有11个执行器,能实现11个自由度。执行器的多少决定了人形机器人的能力有多先进。

具体而言:
传动装置,指将电机旋转运动转换为所需方向、速率的运动,包括谐波减速器、行星滚柱丝杠与蜗轮蜗杆等装置;
电机,指执行器动力输入来源,包括无框力矩电机和空心杯电机;
感知系统,指人形机器人对自身和周围环境的感知,包括编码器和力矩传感器;
控制装置,指人形机器人的控制系统,主要是伺服驱动器负责电机减速。
现在市面上先进的两款人形机器人分别是特斯拉的Optimus和波士顿动力的Altas。
价格上,Optimus的官方价格据说在2万美元左右,Altas的售价则是200万美元,没错,就是200万美元。特斯拉的成本控制在于其可以实现执行器的规模化量产,这大大降低了制造成本;此外,Altas的高价主要在于它采用的是液压驱动,虽然液压驱动比电压驱动功率更大,但有很多弊端,比如噪音、污染维修难度大等,这些极大地推高了成本。
性能上,如果单纯从运动性能上来讲,Altas是无敌的,旋转跳跃通通不在话下,但要看综合能力的话,运动、感知、灵活性、学习能力……Optimus也不一定会输。主要是Optimus可以实现商业化,不过Altas也没想商业化(至少现在),他们是学术的。
和主流观点一致,人形机器人最初的落地场景将是工业领域,代替人类从事重复、危险的劳动,然后再进入其他领域,比如居家照料老人。最近,热衷特斯拉股票的“木头姐”在《Big Ideas》中大胆预测人形机器人将于2030年进入家庭。
在进入家庭之前,首先进入的还是制造业。从全球看,美日是目前人形机器人水平最高的,中国也还行,不过由于短期内3-5年我国当前的劳动人口规模仍然较大,所以有机构预测,2035年美日市场将贡献主要增量,销售占比分别为40.8%和45.0%,中国只有0.22%。短期需求弱于美日,但长期而言,人口问题突出、制造业升级将给人形机器人的需求带来巨大想象。
同时我们还要面对人形机器人发展过程中遇到的挑战。除了常说的人形机器人五大世界难题,平衡能力、续航能力、智能性、安全性和经济性,我想主要关注这两方面。
其一,**勿让人形机器人失去“大脑”。**如果只是简单地跑个步、夹个东西,完成没有必要搞什么人形机器人,解决社会生产能力,提高企业的生产率,成为人们生活的朋友,需要有学习能力和感知能力。当初特斯拉工厂用的部分机器人岗位后,反而效率降低,所以企业在应用人形机器人的时候要从自身的需求出发。
其二,**注重成本与量产的实现。**人形机器人最终是要服务于社会的,商业化就要控制成本,执行器所用的结构设计越少越有可能实现量产。





