【ZiDongHua 之行業(yè)新資訊收錄關(guān)鍵詞：機器人 智能手機 新能源汽車】

　　

　　一

　　

　　人形機器人簡介

　　

　　圖片

　　

　　01

　　

　　概念定義

　　

　　人形機器人是一種模仿人類的外觀和行為的仿生通用機器人，具有擅長處理復(fù)雜多樣任務(wù)、易于融入人類日常活動等特點，其設(shè)計功能目標(biāo)是在工廠和商業(yè)活動中替代人進行工作，或在日常生活中幫助和服務(wù)人類。

　　

　　根據(jù)不同的使用需求和場景，人形機器人可分為基礎(chǔ)版整機和功能型整機兩大類?；A(chǔ)版整機主要面向功能深度開發(fā)和一般應(yīng)用需求，打造具有類人外觀、雙腿行走、雙臂雙手靈巧操作等基礎(chǔ)要素的通用平臺，具體包括小型人形機器人和全尺寸人形機器人等類別。功能型整機是在基礎(chǔ)版全尺寸人形機器人的基礎(chǔ)上，主要面向民生、制造、特種等特殊應(yīng)用場景，根據(jù)需求對產(chǎn)品特定能力進行強化，具體包括低成本交互型人形機器人、高精度型人形機器人、高可靠型人形機器人和高運動性能型人形機器人等類別。

　　

　　人形機器人是當(dāng)前世界機器人領(lǐng)域最活躍的焦點，有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品，將深刻變革人類生產(chǎn)生活方式，已成為全球主要國家和地區(qū)科技競爭的新高地、未來產(chǎn)業(yè)的新賽道、經(jīng)濟發(fā)展的新引擎。

　　

 

　　

　　02

　　

　　應(yīng)用設(shè)想及價值意義

　　

　　結(jié)構(gòu)及功能特點

　　

　　人形機器人是一種通用機器人。為應(yīng)對不同工作任務(wù)，相比于針對單一任務(wù)設(shè)計的專用機器人，通用機器人的關(guān)節(jié)自由度更多、整體結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，導(dǎo)致其總體運行效率和精度相對降低。因此，人形機器人更擅長于處理復(fù)雜多樣的工作任務(wù)，不擅長處理簡單重復(fù)、對運行效率要求高的工作。

　　

　　人形機器人是一種仿人機器人。顧名思義，人形機器人總體上是參照人類身體特征進行設(shè)計，其運動特性大致與人類相當(dāng)，其外觀特征也讓人類用戶更感熟悉。因此，人形機器人更擅長在人類工作生活的環(huán)境中輔助或替代人類進行工作，擅長與人類交互，不擅長原本人類難以執(zhí)行的任務(wù)。

　　

　　應(yīng)用設(shè)想

　　

　　基于其結(jié)構(gòu)及功能特點，人形機器人有望率先在工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)示范應(yīng)用，在特種領(lǐng)域?qū)⒅鸩教娲祟?，并將于成熟度較高后在民生領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

　　

　　在工業(yè)領(lǐng)域，經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展傳統(tǒng)工業(yè)機器人及智能化產(chǎn)線已具有很強的工作能力，但實際生產(chǎn)中仍有一些特殊環(huán)節(jié)依賴于人工作業(yè)，進一步使用傳統(tǒng)工業(yè)機器人應(yīng)對此類工作需要付出很高的代價，同時招工難、用工貴的問題愈發(fā)凸出，因此使用人形機器人就成為了理想方案。

　　

　　在特種領(lǐng)域，在諸如火災(zāi)救援現(xiàn)場、礦井下、核電站、化工廠等危險和極端環(huán)境中，為了保護生命安全由機器人完全替代人類進行作業(yè)是必然趨勢，同時該類任務(wù)多有環(huán)境惡劣、路況未知、操作復(fù)雜等特點，傳統(tǒng)的輪式或多足機器人可應(yīng)對的任務(wù)有限，人形機器人可以“手腳并用”移動和靈巧操作的特性具有獨特優(yōu)勢。

　　

　　在民生領(lǐng)域，人形機器人極強的通用性使其可以應(yīng)對如家務(wù)等復(fù)雜多樣的任務(wù)需求，人形機器人與人類相似的結(jié)構(gòu)使其可以完美適配人類生活環(huán)境，人形機器人與人類近似的外觀又使其可以更好完成情感陪伴等任務(wù)。

　　

　　價值意義

　　

　　帶動機器人全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。人形機器人的發(fā)展引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)加強資源互通共享，協(xié)同突破一批關(guān)鍵共性技術(shù)和基礎(chǔ)部組件產(chǎn)品，而上述成果也可在其他種類機器人領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，由此反哺帶動機器人全產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　

　　驅(qū)動經(jīng)濟增長。人形機器人發(fā)展?jié)摿Υ蟆?yīng)用前景廣，遠期全球人形機器人市場規(guī)模有望達到萬億美元量級，隨著其技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用的快速拓展，人形機器人將逐步發(fā)展為驅(qū)動經(jīng)濟增長的重要引擎。

　　

　　推動人類社會發(fā)展。一方面推動人類生活方式變革，人形機器人將是未來智能化生活的核心樞紐和重要的商業(yè)入口。另一方面推動人類全面重新分工，促進社會生產(chǎn)力躍上更高臺階，將人類從低價值和重體力的工作中解放出來，更可以解決養(yǎng)老、康復(fù)護理、家政服務(wù)等勞動力短缺行業(yè)的燃眉之急。

　　

　　03

　　

　　產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

　　

　　從產(chǎn)業(yè)鏈視角看，人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游基礎(chǔ)部組件及軟件、中游整機制造和下游系統(tǒng)集成與應(yīng)用三大環(huán)節(jié)。

　　

　　圖1：人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

　　

　　

　　

　　基礎(chǔ)部組件及軟件

　　

　　人形機器人基礎(chǔ)部組件及軟件由結(jié)構(gòu)組件、執(zhí)行器、傳感器、控制器、動力能源和軟件等二級環(huán)節(jié)組成。其中，結(jié)構(gòu)組件包括輕量化骨骼、仿人機械臂、仿人靈巧手和仿人腿足等，執(zhí)行器包括電驅(qū)動執(zhí)行器、液壓伺服執(zhí)行器和氣動伺服執(zhí)行器等，傳感器包括視覺傳感器、聽覺傳感器、力傳感器、觸覺傳感器（電子皮膚）、嗅覺傳感器和姿態(tài)傳感器等，控制器包括高算力主控制器、高性能運動控制器和智能感知規(guī)劃決策芯片等，動力能源包括高能量密度電池、智能電源管理系統(tǒng)、電池組優(yōu)化匹配系統(tǒng)和動力能源總成等，軟件包括操作系統(tǒng)、中間件、開發(fā)平臺和工具包等。

　　

　　整機制造

　　

　　人形機器人整機由基礎(chǔ)版整機和功能型整機兩個二級環(huán)節(jié)組成。其中，基礎(chǔ)版整機包括小型人形機器人、全尺寸人形機器人等，功能型整機包括低成本交互型人形機器人、高精度型人形機器人、高可靠型人形機器人和高運動性能型人形機器人等。

　　

　　系統(tǒng)集成與應(yīng)用

　　

　　人形機器人系統(tǒng)集成與應(yīng)用由特種領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、民生領(lǐng)域和其他領(lǐng)域四個二級環(huán)節(jié)組成。其中，特種領(lǐng)域應(yīng)用包括安防巡邏、危險作業(yè)、應(yīng)急救援、太空作業(yè)等，工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用包括裝配、轉(zhuǎn)運、檢測、維護等，民生領(lǐng)域應(yīng)用包括醫(yī)療康復(fù)、養(yǎng)老陪護、家政服務(wù)、娛樂表演、商業(yè)服務(wù)、教育培訓(xùn)、農(nóng)業(yè)作業(yè)、倉儲物流等，以及其他應(yīng)用領(lǐng)域。

　　

 

　　

　　04

　　

　　國外發(fā)展歷程

　　

　　日本

　　

　　早稻田大學(xué)于1967年啟動人形機器人研究，并于1972年開發(fā)出世界上第一臺真正意義上具有行走能力的全尺寸人形機器人WABOT-1，后于1984年開發(fā)出可進行對話和表演的WABOT-2。本田公司于上世紀(jì)八十年代啟動人形機器人研究，于2000年推出的Asimo可完成上下樓、奔跑和踢球等動作，后于2017年推出了針對應(yīng)急救援設(shè)計的E2-DR。豐田公司于2017年開發(fā)出的遠程控制機器人T-HR3系列可以將操作人員的動作映射到機器人上，后于2021年推出家庭保姆機器人Busboy。此外，日本還有軟銀機器人公司于2014年推出的社交機器人Pepper，東京大學(xué)于2014年推出的高速雙足機器人Achires，后于2018年推出Kengoro和Kenshire，大阪大學(xué)于2015年展示超仿真機器人Erica。

　　

　　美國

　　

　　美國波士頓動力公司成立于1992年，在經(jīng)過長期技術(shù)開發(fā)積累后于2009年推出了人形機器人PERMAN，后于2013年推出了Atlas，Atlas系列機器人在運動控制方面實現(xiàn)較大突破，其可以在復(fù)雜環(huán)境下實現(xiàn)快速穩(wěn)定的行走，同時可以做出跳躍、后空翻等動作。特斯拉公司于2021年公布了其人形機器人計劃“Tesla Bot”，并于2022年公開展示了原型機Optimus，特斯拉通過開創(chuàng)性地采取優(yōu)化硬件細節(jié)、提速軟件開發(fā)，借助現(xiàn)有資源、降低制造成本，以及打造明星項目、匯聚關(guān)鍵要素等方式，有效提升了產(chǎn)品開發(fā)效率、壓減了產(chǎn)品成本和售價，Optimus預(yù)計售價在2025-2030年之間開啟量產(chǎn)，售價約2萬美元、遠低于正在開發(fā)中的同類產(chǎn)品。美國航空航天局和通用汽車公司于2010年開始聯(lián)合研發(fā)第二代人形機器人Robonaut-2，期望其在汽車制造和航天航空領(lǐng)域都能發(fā)揮重要作用，并于2011年通過“發(fā)現(xiàn)”號航天飛機將其運往國際空間站，使其成為人類史上首個太空機器宇航員，美國航空航天局還于2023年宣布正與澳大利亞伍德賽德能源公司開展合作，通過將人形機器人Valkyrie派往石油鉆井平臺擔(dān)任操作員提升其遠程操作能力，從而提高無人駕駛和海上能源設(shè)施的安全性和效率，并為人形機器人參與未來太空任務(wù)收集有價值的數(shù)據(jù)。此外，加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校研發(fā)出高速雙足機器人ARTEMIS，麻省理工學(xué)院研發(fā)出重型操作機器人HERMES，美國加州理工學(xué)院研發(fā)出Amber，F(xiàn)igure公司推出了通用型重型操作機器人Figure 01，Apptronik公司研發(fā)出通用人形機器人Apollo，Agility Robotics公司推出了Cassie和Digit。同時，近年來美國人工智能領(lǐng)域公司也愈發(fā)重視參與人形機器人研發(fā)，例如英偉達推出了人形機器人通用基礎(chǔ)模型GR00T。

　　

　　俄羅斯

　　

　　俄羅斯“仿生人技術(shù)”科研生產(chǎn)聯(lián)合體于2011年開始研發(fā)用于應(yīng)急救援的Fedor系列人形機器人，該機器人可被遠程控制，也可自主執(zhí)行語音命令，俄羅斯于2019年將其運往國際空間站執(zhí)行任務(wù)。2021年“仿生人技術(shù)”科研生產(chǎn)聯(lián)合體稱其正在開發(fā)Teledroid人形機器人，該機器人結(jié)構(gòu)近似無腿人體軀干，將由位于空間站或飛行控制中心的穿戴特殊服裝的操作員對其進行控制，將于2025年前完成開發(fā)，同年俄羅斯國家航天集團稱其正與“能源”火箭航天集團公司合作研制太空行走人形機器人。此外，俄羅斯Promobot公司打造出一款面部仿真人形機器人，可執(zhí)行導(dǎo)購、迎賓等任務(wù)。

　　

　　歐洲其他國家

　　

　　意大利科學(xué)研究院開發(fā)的iCub系列可以實現(xiàn)抓取東西、跳舞、玩捉迷藏游戲等功能，還與比薩大學(xué)聯(lián)合研發(fā)了消防救援機器人WALK-MAN。英國Engineered Arts公司推出了具有豐富表情和動作細節(jié)的Amca，以及側(cè)重于與語言交互功能的RoboThespian。挪威1X Technologies公司推出了用于安保巡邏的四輪底盤人形機器人呢EVE，正在開發(fā)雙足人形機器人NEO。德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)開發(fā)出高速雙足機器人LOLA，卡爾斯魯厄理工學(xué)院開發(fā)出雙臂協(xié)作機器人ARMAR。西班牙Macco Robotics公司推出了人形機器人調(diào)酒師KIME，PAL Robotics公司推出了REEM-C和主要用于工業(yè)領(lǐng)域的TALOS。

　　

　　二

　　

　　產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢

　　

 

　　

　　01

　　

　　產(chǎn)業(yè)規(guī)模及預(yù)測

　　

　　2026年中國人形機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模將突破200億元。在2022年及之前較長時期，中國人形機器人產(chǎn)業(yè)持續(xù)處于基礎(chǔ)研究和技術(shù)積累階段，主導(dǎo)產(chǎn)品多為用于教育的小型人形機器人，以及少量用于實驗、展覽、演出等場景的全尺寸人形機器人。2023年，人形機器人產(chǎn)業(yè)進入爆發(fā)期，在學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界、政府、資本等多方通力協(xié)作下，人形機器人發(fā)展勢能快速釋放，“行業(yè)老兵”乘勢發(fā)展壯大甚至成功上市，同時涌現(xiàn)出一批有較強創(chuàng)新實力的初創(chuàng)企業(yè)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長至39.1億元，同比增長85.7%。在政府引導(dǎo)和投資驅(qū)動下，2024和2025年人形機器人產(chǎn)業(yè)將持續(xù)高速增長，一批領(lǐng)先產(chǎn)品將開始小規(guī)模量產(chǎn)，同時也將有更多其他行業(yè)企業(yè)跨界入局。在2026年及之后，人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動力將逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鲂枨罄瓌?，而前期市場拉動作用將相對有限，加之產(chǎn)業(yè)規(guī)模基數(shù)的增大，人形機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模增速將逐步回落。

　　

　　圖2：2021-2026年中國人形機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模及預(yù)測

　　

　　

　　功能性整機發(fā)展?jié)摿^高。當(dāng)前人形機器人產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期，基礎(chǔ)版整機在產(chǎn)業(yè)中占據(jù)主導(dǎo)地位，應(yīng)用于教育等場景的小型人形機器人發(fā)展相對成熟，2022和2023年基于功能深度開發(fā)等目的打造的全尺寸人形機器人發(fā)展逐步提速。未來，隨著基礎(chǔ)版整機的持續(xù)完善和針對特定場景開發(fā)功能模塊的不斷成熟，以及市場需求逐漸釋放，功能型整機將逐步占據(jù)主流，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/div>