
2022年10月,特斯拉发布Optimus人形机器人原型机,11月,OpenAI的全新聊天机器人模型ChatGPT问世,AIGC与人形机器人的融合,给具身AI带来无限想象。2023年,特斯拉Optimus技术不断迭代:4月发布Gen 1-Demo1视频,9月发布Gen 1-Demo2视频,12月发布Gen 2视频,每一次的进步都引发了市场的强烈关注。2024年,我们坚持“硬件设计创新+中国制造降本”的核心产业逻辑,关注“3+3”核心零部件的产业发展趋势,我们总结了2024年人形机器人产业投资的九大要点,迎接人形机器人产业化元年。
按照统计局数据,截至2022年,中国每万名工人机器人保有量接近400台,距离全球机器人密度最高的韩国(万名工人机器人保有量1000台),机器人的市场空间似乎不大了。这里说的,是被当作专用设备来使用的工业机器人。2023年7月6日,马斯克在2023世界人工智能大会提出:“未来的某个时刻,机器人和人类的比例或将超过1:1”。这里马斯克所说的机器人,指的是AI机器人(具身智能)。AI机器人是有身体并支持物理交互的智能体,未来AI机器人的形态不仅包括人形,还包括轮式机器人、力控机器人、视觉机器人、焊接机器人、打磨机器人,家庭服务机器人等等,人形机器人是AI机器人重要形态之一。将来,AI机器不仅会替代大量人工,也会替代部分专用设备。未来AI机器人进入家庭,将带来需求的大爆发。2023年,人形机器人Digit进入亚马逊工厂验证,2024年,特斯拉人形机器人,优必选、智元机器人有望分别进入特斯拉工厂和BYD工厂进行商业化验证,人形机器人迎来产业化元年。
制造成本过高是制约AI机器人产业发展的重要因素之一吗?我们认为,有产量,成本就能下降,规模和成本成反比。关键的问题是:为什么要生产这么多AI机器人?通过硬件技术创新,生产出满足下游真实需求的Ai机器人产品是关键。满足下游真实需求的AI机器人产品必须具备:“灵活高效的身体(高能量密度硬件)+聪明的大脑(算法)”,两大条件,实现的技术瓶颈包括:大模型数据获取、硬件的控制算法、硬件设计创新三方面。
人形机器人无论是进入工厂还是进入家庭,要解决三个方面的技术瓶颈问题:1)大模型数据获取的速度和成本:机器人大模型需要的数据来自于真实需求和场景,数据采集成本高、速度慢,因此数据的采集是第一个难点。2)硬件控制的统一性和准确性:人形机器人执行具体任务时,需要解决准确性和实时性,AI在机器人的任务/运动规划、对硬件控制的统一性和准确性上,存在挑战。3)灵活高效的身体需要高功率密度的硬件,在一定体积、一定成本条件下输出最高功率的硬件产品,也是技术需要探索的方向。此外,人形机器人进入家庭后产生的社会伦理,法律法规等问题,也需要解决。
硬件技术创新,成本控制是当前人形机器人赛道的核心逻辑,中国拥有成熟的制造业产业链,中国制造是降成本的主要方式之一。从成本构成来看,自动化控制三大件(驱控和执行部件)占比接近1/3,各类传感器占比1/3,软件占比接近1/3。综合考虑“单机价值量+国产替代+技术壁垒”三大因素,我们总结出人形机器人重点“3+3”核心零部件:第一个3指的是自动化控制三大件:电机电控+执行器(谐波减速器、行星滚柱丝杠);第二个3指的是传感器三大件:力觉传感器、触觉传感器、视觉传感器。这些硬件领域的技术突破和创新,进口替代降本的进展,是人形机器人产业化的重要关注点。