對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，人形機(jī)器人究竟意味著什么？

在“算力教父”黃仁勛看來(lái)，隨著生成式AI時(shí)代來(lái)臨，未來(lái)所有工廠都將變成以軟件來(lái)定義，且機(jī)器人化，它們所造的車(chē)也將是機(jī)器人。由機(jī)器人化設(shè)計(jì)的機(jī)器人，來(lái)打造機(jī)器人。換言之，社會(huì)生產(chǎn)或?qū)⒏叨茸詣?dòng)化、智能化，人類(lèi)將迎來(lái)“解放”。

人形機(jī)器人簇?fù)碚弑姡絹?lái)越多的科技巨頭入場(chǎng)角逐。近日，半導(dǎo)體大廠三星電子也著手制定人形機(jī)器人發(fā)展戰(zhàn)略，將公司的下一個(gè)發(fā)展破題點(diǎn)押注在機(jī)器人賽道上，高度重視并全力拓展機(jī)器人業(yè)務(wù)。

(資料圖片)

前有波士頓動(dòng)力、本田等一眾老玩家，后有特斯拉、三星等“新星”，人形機(jī)器人浪潮席卷之下，誰(shuí)能脫穎而出？

人形機(jī)器人的昨日、今日和明日

顧名思義，人形機(jī)器人一般是指具有與人類(lèi)類(lèi)似的身體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式（雙足行走、雙手協(xié)作等）的智能機(jī)器人，相比聚焦于某一專用領(lǐng)域的工業(yè)機(jī)器人，人形機(jī)器人能夠適用于各類(lèi)現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景，從專用轉(zhuǎn)向通用。因此，人形機(jī)器人既需要極強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)控制能力，也需要具備非常強(qiáng)的感知計(jì)算能力。

回顧人形機(jī)器人的發(fā)展歷程，大致能夠分為三個(gè)階段：

1928年-1973年，行業(yè)還處于初期探索階段，市場(chǎng)主要由歐美及日本主導(dǎo)。例如美國(guó)通用電器制造商西屋電氣公司發(fā)明的“Televox”、英國(guó)W.H.理查茲和飛機(jī)工程師艾倫·雷菲爾發(fā)明的“埃里克”以及日本生物學(xué)家西村誠(chéng)發(fā)明的“學(xué)習(xí)天生”成為世界上首批人形機(jī)器人。此時(shí)對(duì)人形機(jī)器人的相關(guān)研究聚焦于人形的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)，機(jī)器人還不具備感知和決策功能。

到了1973年-2013年，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)則進(jìn)入了系統(tǒng)感知階段，人形機(jī)器人在“視覺(jué)”和“觸覺(jué)”方面有了較大的突破，日本本田的人形機(jī)器人ASIMO于2000年發(fā)布。

此后，產(chǎn)業(yè)則走向了決策階段。人形機(jī)器人擁有了更強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)和決策能力，許多為人熟知的產(chǎn)品陸續(xù)問(wèn)世，例如美國(guó)波士頓動(dòng)力的新版Atlas在2017年正式發(fā)布，其前身PETMAN人形機(jī)器人研發(fā)目的是替代人類(lèi)去測(cè)試危險(xiǎn)化學(xué)環(huán)境下的新型防護(hù)設(shè)備的可靠性。

從當(dāng)下行業(yè)格局來(lái)看，電動(dòng)車(chē)企特斯拉以O(shè)ptimus“擎天柱”引領(lǐng)人形機(jī)器人浪潮，科技大廠如OpenAI、微軟、谷歌等紛紛入局，推動(dòng)大模型與機(jī)器人的結(jié)合。除車(chē)企、科技大廠外，純機(jī)器人廠商達(dá)闥、優(yōu)必選也在持續(xù)推動(dòng)人形機(jī)器人的研發(fā)。

圖|來(lái)源于：東吳證券

新入局的三星尚未披露其完整的人形機(jī)器人商業(yè)版圖，不過(guò)BusinessKorea在相關(guān)報(bào)道中透露，三星將在10月舉辦的“三星科技日”上推出一款運(yùn)用人形機(jī)器人技術(shù)的醫(yī)療機(jī)器人。

價(jià)格層面，目前人形機(jī)器人的成本仍處于高位，如ASIMO和Atlas成本在200萬(wàn)美元水平；WalkerX、CyberOne、Ameca等成本在10萬(wàn)美元的水平。展望遠(yuǎn)期，特斯拉CEO馬斯克表示，人形機(jī)器人擎天柱的量產(chǎn)成本預(yù)計(jì)不到2萬(wàn)美元。

關(guān)節(jié)為高價(jià)值量環(huán)節(jié)

剖析人形機(jī)器人的成本，則需要拆分到各個(gè)零部件來(lái)看。以特斯拉的Optimus“擎天柱”為例，特斯拉人形機(jī)器人主要包括軀干、四肢和手部等結(jié)構(gòu)。特斯拉人形機(jī)器人的軀干中集成了電池包模組，且機(jī)器人的“大腦”同樣位于軀干中；四肢部分主要為28個(gè)執(zhí)行器，分為直線和旋轉(zhuǎn)兩類(lèi)；手部則是采用6個(gè)執(zhí)行器，擁有11個(gè)自由度（單手）。

執(zhí)行器布置方案包括14個(gè)直線執(zhí)行器和14個(gè)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器，分別分布在肩部（3個(gè)旋轉(zhuǎn)）兩個(gè)、大臂（1個(gè)直線）兩個(gè)、小臂（2個(gè)直線+1個(gè)旋轉(zhuǎn)）兩個(gè)、腰部（2個(gè)旋轉(zhuǎn)）、髖部（2個(gè)旋轉(zhuǎn)）兩個(gè)、大腿（2個(gè)直線）兩個(gè)和小腿（2個(gè)直線）兩個(gè)。

具體零部件有：

旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器方案：電機(jī)+諧波減速器+雙編碼器（位置傳感器）+扭矩傳感器+軸承；

直線執(zhí)行器方案：電機(jī)+行星滾柱絲杠+編碼器（位置傳感器）+力傳感器+軸承；

靈巧手方案：空心杯電機(jī)+蝸輪蝸桿。

從產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值量來(lái)看，國(guó)信證券測(cè)算，70%以上的硬件成本來(lái)自關(guān)節(jié)，包括旋轉(zhuǎn)、線性、手部關(guān)節(jié)，同時(shí)硬件端的難點(diǎn)也在于關(guān)節(jié)。主要涉及的零部件有無(wú)框/空心杯電機(jī)、諧波/行星減速器、滾珠/滾柱絲杠、力矩/位置傳感器、軸承等。

具體到公司層面，據(jù)國(guó)信證券梳理，主要涉及的公司有：

減速器環(huán)節(jié)：綠的諧波、雙環(huán)傳動(dòng)、中大力德；

微電機(jī)環(huán)節(jié)：鳴志電器、江蘇雷利、步科股份；

絲杠環(huán)節(jié)：恒立液壓、秦川機(jī)床；

伺服環(huán)節(jié)：匯川技術(shù)、雷賽智能、禾川科技；

旋轉(zhuǎn)/線性關(guān)節(jié)：三花智控、拓普集團(tuán)。