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人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌龊單鲆?、產(chǎn)業(yè)端看好人型機(jī)器人商業(yè)化,投資端看好核心零部件TeslaBot技術(shù)革新進(jìn)行時(shí),有望引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)風(fēng)口特斯拉人形機(jī)器人TeslaBot技術(shù)革新進(jìn)行時(shí)。自21年8月特斯拉首次發(fā)布人形機(jī)器人概念機(jī)以來,不到2年時(shí)間,特斯拉已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多次技術(shù)進(jìn)步。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了直立行走、搬運(yùn)物體、灑水等復(fù)雜任務(wù),是機(jī)器人在AI訓(xùn)練、環(huán)境感知、精確控制等方面底層技術(shù)革新的結(jié)果。技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)業(yè)化速度角度,看好TeslaBot實(shí)現(xiàn)機(jī)器人夢(mèng)想。放眼全球,特斯拉并非首個(gè)生產(chǎn)人形機(jī)器人的廠商,但其他廠商均受制于技術(shù)及成本問題尚未商業(yè)化,特斯拉結(jié)合其自動(dòng)駕駛和機(jī)器視覺的領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢(shì),預(yù)計(jì)成本將降至2萬美元/臺(tái),是目前最有可能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地的廠商。機(jī)器視覺與自動(dòng)駕駛技術(shù)遷移可復(fù)用,幫助TeslaBot建立領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。機(jī)器視覺是機(jī)器人接收外界信息的基礎(chǔ);自動(dòng)駕駛為機(jī)器人自主導(dǎo)航、避障賦能。TeslaBot搭載FSD自動(dòng)駕駛系統(tǒng)并做出適應(yīng)性修改,支持對(duì)機(jī)器人采集的視、聽、觸覺等數(shù)據(jù)類型的輸入。此外,TeslaBot搭載D1芯片,單芯片算力可達(dá)362TFLOPs,為機(jī)器人提供算力保障。人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化指日可待,萬億藍(lán)海市場蓄勢(shì)待發(fā)按照人形機(jī)器人應(yīng)用3階段發(fā)展,我們預(yù)計(jì)市場規(guī)模可達(dá)十萬億。第一階段:達(dá)到“替代重復(fù)性勞動(dòng)”的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),但尚不能執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù),且用戶對(duì)新興事物接受度不高,應(yīng)用場景較為局限。預(yù)計(jì)TeslaBot將首先應(yīng)用于特斯拉自身超級(jí)工廠內(nèi)的流水線工作。個(gè)人買家方面,預(yù)計(jì)僅有超高凈值消費(fèi)者出于收藏、體驗(yàn)等目的,將購買這一高科技產(chǎn)品。第二階段:在少數(shù)工廠中的應(yīng)用效果得到了驗(yàn)證,大眾對(duì)人形機(jī)器人接受度逐漸提高,人形機(jī)器人開始走向制造業(yè)各類工廠以及商業(yè)服務(wù)業(yè)的更多場景。人形機(jī)器人開始變得更加靈活,處理工業(yè)機(jī)器人不能處理的制造業(yè)場景,并廣泛走入餐廳、超市、商場等各類場景,以其類人的外表和更高效的生產(chǎn)力、更低廉的成本迅速取得市場優(yōu)勢(shì)。第三階段:大模型AI與人形機(jī)器人結(jié)合應(yīng)用落地,具身智能成為現(xiàn)實(shí),大眾對(duì)人形機(jī)器人接受度達(dá)到頂峰。具身智能使人形機(jī)器人像人一樣思考,像人一樣行動(dòng)。這一階段的機(jī)器人可滿足人類的最高精神需求—情感需求,因此人形機(jī)器人開始走入家庭,尤其是獨(dú)居者家庭。特斯拉引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革,看好零部件產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)會(huì)看好硬件零部件產(chǎn)業(yè)鏈投資機(jī)會(huì):硬件為特斯拉降本的關(guān)鍵所在,大概率外購。單個(gè)TeslaBot軀干包含16個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)執(zhí)行器和12個(gè)線性關(guān)節(jié)執(zhí)行器,雙手共需12個(gè)手部執(zhí)行器。旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器采用力矩電機(jī)+減速器方案、線性執(zhí)行器采用電機(jī)+行星滾柱絲杠方案,靈巧手采用空心杯電機(jī)+齒輪箱的結(jié)構(gòu)。隨著人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化落地,硬件零部件產(chǎn)品具備持續(xù)成長空間,預(yù)計(jì)中國企業(yè)將在部分產(chǎn)品上扮演重要角色。二、人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈縱析,尋找供應(yīng)鏈“隱形冠軍”FSD:搭載D1超級(jí)芯片,智能算法能力領(lǐng)跑全球特斯拉自制FSD,搭載自研芯片及自動(dòng)輔助攝像頭。優(yōu)化調(diào)整FSD,提高與人型機(jī)器人適配度??紤]到機(jī)器人與電動(dòng)車在需求及形式上的差異,特斯拉對(duì)植入人形機(jī)器人的FSD系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。Dojo系統(tǒng)算法領(lǐng)跑全球,計(jì)算效率高。Dojo由25個(gè)D1芯片組成,D1采用7nm制程工藝,搭載500億個(gè)晶體管、354個(gè)訓(xùn)練節(jié)點(diǎn),BF16、CFP8、FP32算力可達(dá)362、362、22.6TFLOPS,實(shí)現(xiàn)了超強(qiáng)算力和超高帶寬,相較于其他產(chǎn)品的計(jì)算效率提高30倍。減速器:諧波減速器為最優(yōu)方案諧波減速器為人形機(jī)器人最優(yōu)方案。諧波減速器負(fù)載小、精度高、結(jié)構(gòu)緊湊,在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域用于小負(fù)載六軸、小負(fù)載SCARA及協(xié)作機(jī)器人,在人形機(jī)器人中主要應(yīng)用于小臂、大臂等上肢旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。行星減速器抗沖擊能力強(qiáng),可應(yīng)用于人形機(jī)器人下肢旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié):由于行星減速器不容易因沖擊負(fù)載而損壞,相較于諧波更適合人形機(jī)器人下肢旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。國內(nèi)諧波減速器市場競爭格局:日系廠商為諧波減速器主要玩家,2022哈默納科市場占有率達(dá)34%;國內(nèi)廠商競爭力顯著增加,2022年綠的諧波市占率位居第二。人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中,國產(chǎn)品牌具備顯著競爭力:1)價(jià)格低,契合人形機(jī)器人降本需求;(2)硬件條件已達(dá)人形機(jī)器人要求:人形機(jī)器人對(duì)減速器的精度及負(fù)載要求均低于工業(yè)機(jī)器人,國產(chǎn)廠商可以滿足人形機(jī)器人要求。電機(jī):機(jī)器人的心臟按照用途不同電機(jī)可劃分為驅(qū)動(dòng)類電機(jī)和控制類電機(jī),其中控制電機(jī)按照控制方式的不同可分成伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)。伺服電機(jī)被稱為“工業(yè)機(jī)器人的心臟”,一般安裝在機(jī)器人的“關(guān)節(jié)”處,為工業(yè)機(jī)器人提供精準(zhǔn)的控制效果?!绝Q志電器】步進(jìn)電機(jī)全球一線品牌,切入伺服電機(jī)打開成長天花板混合步進(jìn)電機(jī)龍頭,打破海外壟斷,業(yè)績?cè)鲩L穩(wěn)健。鳴志電器在混合步進(jìn)電機(jī)領(lǐng)域?yàn)閲鴥?nèi)龍頭,打破日本壟斷,2022年全球市占率位居前三。2015-2022年公司營收/CAGR均為14%,業(yè)績?cè)鲩L穩(wěn)健。切入控制電機(jī)賽道,打開成長天花板。公司通過外延并購將產(chǎn)品拓展至伺服電機(jī)、直流無刷電機(jī)、空心杯電機(jī)等高成長性品類,打開未來成長天花板。【步科股份】移動(dòng)機(jī)器人配套電機(jī)龍頭,無框力矩電機(jī)有望進(jìn)入核心供應(yīng)鏈移動(dòng)機(jī)器人配套電機(jī)龍頭,工控領(lǐng)域?qū)嵙π酆?。步科股份產(chǎn)品涵蓋伺服系統(tǒng)、步進(jìn)系統(tǒng)、人機(jī)交互界面等驅(qū)動(dòng)控制部件及解決方案,應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人、新能源制造等重要領(lǐng)域。子公司常州精納對(duì)標(biāo)海外,無框力矩電機(jī)有望進(jìn)入核心供應(yīng)鏈。常州精納為步科股份全資子公司,主營產(chǎn)品各類電機(jī),其中無框力矩電機(jī)主要應(yīng)用于協(xié)作機(jī)器人及服務(wù)機(jī)器人,產(chǎn)品性能對(duì)標(biāo)海外龍頭,有望進(jìn)入人形機(jī)器人核心供應(yīng)鏈??招谋姍C(jī):人形機(jī)器人靈巧手核心零部件定義:空心杯電機(jī)是一種無鐵芯轉(zhuǎn)子的直流伺服電機(jī),線圈無內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu),由導(dǎo)線繞制而成。技術(shù)原理:線圈通過連接板和換向器、主軸連接在一起共同組成轉(zhuǎn)子,連接板固定導(dǎo)線和傳遞力矩,線圈在磁鐵和外殼之間的縫隙中旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)??招谋姍C(jī)具備體積小,效率高,功率密度高,可控性高,噪音小,散熱效果好等優(yōu)點(diǎn),契合人形機(jī)器人靈巧手需求。國內(nèi)相關(guān)受益標(biāo)的包括鳴志電器及鼎智科技。線性驅(qū)動(dòng)器:行星滾柱絲桿技術(shù)壁壘高,國產(chǎn)廠商具備稀缺性線性驅(qū)動(dòng)器:線性驅(qū)動(dòng)器是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的模塊化產(chǎn)品。行星滾柱絲杠:可實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換,相較于滾珠絲杠,行星滾柱絲杠性能更加優(yōu)異、壽命更長,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、原材料選擇、機(jī)加工等方面均有較高的技術(shù)壁壘。市場競爭格局:國內(nèi)市場由外資公司主導(dǎo),頭部廠商包括瑞典SKF、瑞士GSA、德國INA等,國產(chǎn)廠商拓普集團(tuán)、博特精工(未上市)等仍處于加速追趕階段。三、具身智能趨勢(shì)下,看好視覺、力學(xué)等各類傳感器具身智能趨勢(shì)下,看好視覺、力傳感器等環(huán)節(jié)具身智能指能夠感知并理解周邊環(huán)境,通過自主學(xué)習(xí)完成任務(wù)的智能體。具身智能下更重視感知層、交互層,看好傳感器及軟件。感知層和認(rèn)知層是機(jī)器人向具身智能機(jī)器人邁進(jìn)的門檻,機(jī)器視覺和多態(tài)語言大模型的快速迭代有望大幅提升機(jī)器人的感知能力和認(rèn)知能力。視覺傳感:機(jī)器人三大功能的核心基礎(chǔ)人類感知信息的三個(gè)維度:視覺>聽覺>語義。視覺傳感為機(jī)器人三大功能的核心基礎(chǔ)。視覺傳感是實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、運(yùn)動(dòng)控制甚至人機(jī)交互三大核心功能的基礎(chǔ),人類的五大感官中視覺的獲取的信息占比超55%,機(jī)器視覺能力對(duì)于感知層面至關(guān)重要。視覺傳感:機(jī)器視覺等AI解決方案助力人形機(jī)器人發(fā)展相較于雷達(dá),人形機(jī)器人更可能采用攝像頭方案,未來機(jī)器視覺、AI解決方案公司有望進(jìn)入市場。交互模塊以AI技術(shù)的應(yīng)用核心,完成對(duì)于大腦分析判斷工作的模擬實(shí)現(xiàn);視覺是人機(jī)交互三大核心功能的基礎(chǔ),未來機(jī)器視覺、AI公司前景廣闊。人形機(jī)器人視覺傳感產(chǎn)業(yè)鏈或與自動(dòng)駕駛汽車類似:廠商通過外購攝像頭結(jié)合自研軟件算法或直接尋求一套成熟解決方案。特斯拉機(jī)器人/汽車均采用自研的FSD系統(tǒng)和感知計(jì)算單元,光學(xué)鏡頭、攝像頭模組的難度高、壁全深,實(shí)力雄厚的光學(xué)公司有望率先參與人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈。車載鏡頭市場由舜宇光學(xué)領(lǐng)銜,2020年全球市占率超過30%力傳感器:重要信號(hào)轉(zhuǎn)換元件,六維力傳感器處于卡脖子環(huán)節(jié)力傳感器是將力的量值轉(zhuǎn)換為相關(guān)電信號(hào)的器件。六維力傳感器技術(shù)壁壘高,多應(yīng)用于高精密場景:六維力傳感器能夠同時(shí)測量沿三個(gè)坐標(biāo)軸方向的力和繞三個(gè)坐標(biāo)軸方向的力矩,是維度最高的力傳感器,能夠給出最全面的力覺信息,相較于低維力傳

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