
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
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
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文檔簡介
證券研究報(bào)告
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2024年01月19日人工智能行業(yè)專題:大模型帶來機(jī)器人變革行業(yè)研究·
行業(yè)專題計(jì)算機(jī)·
人工智能投資評(píng)級(jí):超配(維持評(píng)級(jí))摘要◆
AMR機(jī)器人市場空間快速增長。根據(jù)GGII數(shù)據(jù),從全球維度來看,22年全球移動(dòng)機(jī)器人市場規(guī)模約292億,預(yù)計(jì)27年增長至1874億元,對(duì)應(yīng)22-27年CAGR為45.07%;從國內(nèi)維度來看,22年中國移動(dòng)機(jī)器人市場規(guī)模約97億元,預(yù)計(jì)27年增長至462億元,對(duì)應(yīng)22-27年CAGR為36.74%,市場規(guī)??焖僭鲩L?!?/p>
軟件和算法構(gòu)筑競爭力核心壁壘。在實(shí)際應(yīng)用中,移動(dòng)機(jī)器人通常以集群的方式系統(tǒng)完成特定任務(wù);未來,成百上千臺(tái)機(jī)器人規(guī)?;鹤鳂I(yè)是發(fā)展的必然趨勢(shì),即逐步從單體智能向群體智能演進(jìn),軟件和算法成為構(gòu)筑核心競爭力的壁壘,例如統(tǒng)一環(huán)境下完成作業(yè)調(diào)度、找到全局最優(yōu)方案提升集群機(jī)器人工作總效率等。我們認(rèn)為隨著行業(yè)應(yīng)用場景的豐富和技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)品模塊化、軟件模塊化將成為AMR發(fā)展的必然趨勢(shì)?!?/p>
英偉達(dá)等海外大廠發(fā)布AMR機(jī)器人方案。英偉達(dá)專為機(jī)器人提供的集成式端到端解決方案(NVIDIA
ISAAC),用于部署全自主移動(dòng)機(jī)器人(AMR),包含ISACC
SIM、ISACC
Engine、
ISACC
GEMs和ISACC
APPs四個(gè)模塊。開發(fā)者可通過ISACC
SIM在仿真環(huán)境中完成世界和機(jī)器人的建模(包含描述傳感器的標(biāo)定信息和電機(jī)控制等),利用ISAAC
GEMs完善機(jī)器人的軟件主體,并在仿真平臺(tái)完成算法的測(cè)試、訓(xùn)練,之后通過ISACC
Engine部署到機(jī)器人本體進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測(cè)?!?/p>
多模態(tài)大模型賦能機(jī)器人。主要體現(xiàn)為多模態(tài)感知和多模態(tài)交互。1)多模態(tài)感知:通過多類型傳感器的配合,機(jī)器人處理多個(gè)模態(tài)接收的信息,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)文本、圖像、視頻、音頻等模態(tài)信息的學(xué)習(xí)和理解;2)多模態(tài)交互:用戶可以同時(shí)使用語音、手勢(shì)、文本等與機(jī)器人交互,同單模態(tài)交互相比,多模態(tài)交互具有減輕用戶認(rèn)知負(fù)擔(dān)(交互更自然)、消除任務(wù)歧義(交互更準(zhǔn)確)、降低環(huán)境干擾(交互更加魯棒)等優(yōu)勢(shì),使交互更加靈活和高效。未來,云端大模型泛化出基本能力,并把這部分“記憶”植入機(jī)器人邊緣端(通過蒸餾等方式壓縮模型大?。M(jìn)而機(jī)器人本體可以將識(shí)別到的視覺、并規(guī)劃動(dòng)作,完成反饋。、語音交互數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,◆
投資建議:機(jī)器人作為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一,是國家從制造大國發(fā)展成為制造強(qiáng)國的重要抓手,在當(dāng)今國家制造業(yè)處于人口紅利逐漸消失、產(chǎn)業(yè)迫切需要轉(zhuǎn)型升級(jí)的背景下,提升產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí)將助力企業(yè)提高制造效率,中國移動(dòng)機(jī)器人市場規(guī)模快速增長。同時(shí),疊加AI大模型(特別是多模態(tài)AI大模型)的賦能,移動(dòng)機(jī)器人的能力有望大幅提升,建議關(guān)注寶信軟件、螢石網(wǎng)絡(luò)等公司。◆
風(fēng)險(xiǎn)提示:宏觀經(jīng)濟(jì)波動(dòng),下游需求不及預(yù)期,AI倫理風(fēng)險(xiǎn),核心技術(shù)水平升級(jí)不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)。目錄AMR行業(yè)快速增長,軟件和算法是核心巨變:多模態(tài)大模型賦能機(jī)器人國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)提示01020304機(jī)器人分類與關(guān)鍵技術(shù)?移動(dòng)機(jī)器人:可以在復(fù)雜環(huán)境下工作,具有自行組織、自主運(yùn)行、自主規(guī)劃的智能機(jī)器人,主要可以分為自主移動(dòng)機(jī)器人(AMR)、關(guān)節(jié)型機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作機(jī)器人等。??市場空間:根據(jù)GGII數(shù)據(jù),從全球維度來看,22年全球移動(dòng)機(jī)器人市場規(guī)模約292億,預(yù)計(jì)27年增長至1874億元,對(duì)應(yīng)22-27年CAGR為45.07%;從國內(nèi)維度來看,22年中國移動(dòng)機(jī)器人市場規(guī)模約97億元,預(yù)計(jì)27年增長至462億元,對(duì)應(yīng)22-27年CAGR為36.74%,市場規(guī)??焖僭鲩L。移動(dòng)機(jī)器人——自主移動(dòng)機(jī)器人(AMR):是一種能夠獨(dú)立理解環(huán)境并在環(huán)境中移動(dòng)的機(jī)器人。AMR
與其前身自動(dòng)導(dǎo)引車
(AGV)
不同,后者依賴于軌道或預(yù)定義路徑,并且通常需要操作員監(jiān)督。AMR
使用一組復(fù)雜的傳感器、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算來進(jìn)行路徑規(guī)劃,以解釋和導(dǎo)航其環(huán)境,不受有線電源的束縛,具體的工作邏輯包括:a)分析收集到的信息;b)通過
3D
相機(jī)和
LiDAR
傳感器捕獲信息;c)根據(jù)他們的環(huán)境和總體使命做出推斷;d)采取行動(dòng)以實(shí)現(xiàn)最佳結(jié)果。?關(guān)鍵技術(shù)路徑:1)容器化的SDK工具集——包含感知、導(dǎo)航軟件堆棧;好用的開發(fā)環(huán)境,模擬工具;后續(xù)優(yōu)化升級(jí)containers;2)邊緣微服務(wù)器支撐——無線通信,安全設(shè)備,協(xié)作SLAM
Fleet管理。圖1:22年全球移動(dòng)機(jī)器人市場規(guī)模292億圖2:22年中國移動(dòng)機(jī)器人市場規(guī)模97億全球移動(dòng)機(jī)器人市場規(guī)模(億元)YOY中國移動(dòng)機(jī)器人市場規(guī)模(億元)YOY2000187450%48%46%44%42%40%38%36%50046260%50%40%30%20%10%0%18001600140012001000800600400200049%50%4003002001000350129845%46%41%38%37%44%36%25432%89430%18024%41%6131324139715%78292524035201820192020202120222023E
2024E
2025E
2026E
2027E20222023E2024E2025E2026E2027E資料:GGII,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料:GGII,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理AMR技術(shù)核心——原來的劃分?傳統(tǒng)機(jī)械劃分:1)基本圍繞機(jī)械的控制、反饋兩個(gè)步驟進(jìn)行分解,缺乏信息流轉(zhuǎn)脈絡(luò);2)任務(wù)定義、拆解和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)代碼生成由機(jī)器人工程師編寫代碼、調(diào)優(yōu)和部署.?現(xiàn)代機(jī)器人公司劃分:機(jī)器人公司會(huì)把的任務(wù)、動(dòng)作、關(guān)節(jié)拆解的更細(xì),關(guān)鍵在硬件層,操作系統(tǒng)單列。
AI目前應(yīng)用在任務(wù)層的分解和動(dòng)作生成,在一定程度上可以替代機(jī)器人工程師完成工作。??1)任務(wù)層:包括任務(wù)描述、任務(wù)分解與動(dòng)作生成,目前主要有人工完成,LLMs在該層應(yīng)用潛力巨大;2)控制層:控制層包括規(guī)劃(運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃、實(shí)時(shí)速度調(diào)整、路徑修正等)、控制(位置控制、力控制等)和建模(運(yùn)動(dòng)學(xué)模型、動(dòng)力學(xué)模型、幾何模型等),同時(shí)包括支持模塊和端口。??3)操作系統(tǒng)層支持庫:包括RT-Platform、RT-Runtime等,以及操作系統(tǒng)(Linux、VxWorks、RTX)和第三方支持庫。4)硬件層:包括伺服電機(jī)、相機(jī)/視覺、力傳感器等。圖3:傳統(tǒng)機(jī)械劃分機(jī)器人等級(jí)圖4:機(jī)器人公司會(huì)把的任務(wù)、動(dòng)作、關(guān)節(jié)拆解的更細(xì)資料:深藍(lán)學(xué)院,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料:ROKAE機(jī)器人,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理AMR技術(shù)核心——架構(gòu)?
AMR本體能力:具備傳感和智能路徑規(guī)劃,運(yùn)動(dòng)控制
、安全和人機(jī)交互HMI,機(jī)器視覺和智能導(dǎo)航等能力,
賦能制造業(yè)向柔性化、智能化發(fā)展。?
云端交互任務(wù)處理:AMR本體通過網(wǎng)絡(luò)(WIFI/片支持(例如英偉達(dá)H100等)。)與云端計(jì)算中心交互,在云端完成數(shù)據(jù)分析,推理,模擬等工作,需要云端AI芯?
AMR架構(gòu)組成:目前主要由控制系統(tǒng)、導(dǎo)航傳感系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)模塊、安全監(jiān)測(cè)模塊、交互模塊、通訊模塊、動(dòng)力模塊(電池等)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(機(jī)械裝置)組成,不同場景品類的機(jī)器人對(duì)配置要求不同。圖5:TMT視角下的機(jī)器人核心部件資料:Intel官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理AMR技術(shù)核心——硬件是基礎(chǔ)?
TMT零部件價(jià)值量持續(xù)提升:機(jī)器人硬件主要包括TMT零部件(控制系統(tǒng)相關(guān)硬件、導(dǎo)航傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊、通訊模塊等)、電池(動(dòng)力模塊)、機(jī)械裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu)等),隨著定位導(dǎo)航、機(jī)器視覺、規(guī)劃執(zhí)行等環(huán)節(jié)對(duì)芯片需求的增長,以及激光的應(yīng)用,機(jī)器人中TMT零部件的價(jià)值量持續(xù)提升。等新型傳感器?
智能機(jī)器人的誕生,移動(dòng)GPU嵌入AMR本體是發(fā)展趨勢(shì)。未來,AI將走出計(jì)算機(jī),進(jìn)而影響外部世界(物理世界),機(jī)器人是AI最佳載體之一;隨著智能機(jī)器人的發(fā)展,機(jī)器人傳感器、執(zhí)行器將同AI相結(jié)合,具備模擬(用于仿真的虛擬空間)、映射(實(shí)時(shí)地圖創(chuàng)建能力)、自主(獨(dú)立運(yùn)行)等能力,需要強(qiáng)大的端側(cè)算力支撐,移動(dòng)GPU嵌入AMR本體是發(fā)展趨勢(shì)。圖6:機(jī)器人硬件組成圖7:控制芯片可分為通用芯片、FPGA、AsicTMT零部件英偉達(dá)AMDIntel通用芯片控制芯片F(xiàn)PGAASIC賽靈思谷歌地平線特斯拉百度電池機(jī)械裝置……資料:浙江科聰,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料:英偉達(dá)、AMD、Intel、賽靈思、谷歌、地平線、特斯拉、百度,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理AMR技術(shù)核心——軟件、算法是核心?
軟件和算法構(gòu)筑競爭力核心壁壘:在實(shí)際應(yīng)用中,移動(dòng)機(jī)器人通常以集群的方式系統(tǒng)完成特定任務(wù);未來,成百上千臺(tái)機(jī)器人規(guī)劃化集群作業(yè)是發(fā)展的必然趨勢(shì),即逐步從單體智能向群體智能演進(jìn),軟件和算法成為構(gòu)筑核心競爭力的壁壘,例如統(tǒng)一環(huán)境下完成作業(yè)調(diào)度、找到全局最優(yōu)方案提升集群機(jī)器人工作總效率等。我們認(rèn)為隨著行業(yè)應(yīng)用場景的豐富和技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)品模塊化、軟件模塊化將成為AMR發(fā)展的必然趨勢(shì)。?
云邊端各有算法、軟件支撐:端側(cè)(即機(jī)器人本體)軟件、算法主要有ROS
2、地圖規(guī)劃算法、AI算法、樣點(diǎn)算法等,支撐路徑規(guī)劃、障礙躲避、運(yùn)動(dòng)控制等功能;云側(cè)(及邊緣)軟件、算法主要有集群管理算法、訓(xùn)練、遠(yuǎn)端推理、遠(yuǎn)端SLAM、數(shù)據(jù)分析算法等,支撐算力調(diào)度、機(jī)器人集群協(xié)作、數(shù)據(jù)分析等功能。目前,各頭部廠商擁有自己的解決方案,技術(shù)路徑隨大模型的發(fā)展,快速迭代。?
提供軟件與開發(fā)工具平臺(tái):以Intel為例,其提供相應(yīng)的開發(fā)工具和平臺(tái),使開發(fā)者可以快速、低成本地搭建、管理AMR機(jī)器人。圖8:云邊端協(xié)同軟件庫圖9:英特爾移動(dòng)機(jī)器人軟件與開發(fā)工具平臺(tái)資料:Intel官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料:Intel官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理AMR核心——英偉達(dá)?
NVIDIAISAAC:專為機(jī)器人提供的集成式端到端解決方案,用于部署全自主移動(dòng)機(jī)器人(AMR),包含ISACC
SIM、ISACC
Engine、ISACC
GEMs和ISACCAPPs四個(gè)模塊。開發(fā)者可通過ISACC
SIM在仿真環(huán)境中完成世界和機(jī)器人的建模(包含描述傳感器的標(biāo)定信息和電機(jī)控制等),利用ISAAC
GEMs完善機(jī)器人的軟件主體,并在仿真平臺(tái)完成算法的測(cè)試、訓(xùn)練,之后通過ISACC
Engine部署到機(jī)器人本體進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測(cè)。??ISAAC
SIM:機(jī)器人仿真平臺(tái),可以進(jìn)行環(huán)境和機(jī)器人的建模,算法的驗(yàn)證,強(qiáng)化學(xué)習(xí),監(jiān)督學(xué)習(xí)的模型訓(xùn)練等。ISAAC
Apps:提供基于ISAAC平臺(tái)的參考應(yīng)用程序;?
ISAAC
GEMs:預(yù)先構(gòu)建的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、算法、庫、驅(qū)動(dòng)程序和API,是機(jī)器人的算法功能模塊,例如目標(biāo)檢測(cè)、機(jī)械臂控制、二維碼檢測(cè)、激光定位、視覺定位、3D重建等;?ISAAC
Engine:提供可視化的開發(fā)套件以及Debug的工具。圖10:NVIDIA
ISAAC機(jī)器人全套解決方案圖11:英偉達(dá)JETSON
XAVIER芯片資料:英偉達(dá)官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料:英偉達(dá)官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理AMR核心——英偉達(dá)
Jetson系列產(chǎn)品?英偉達(dá)Jetson是適用于自主機(jī)器和其他嵌入式應(yīng)用的先進(jìn)平臺(tái)。該平臺(tái)包括Jetson模組、用于加速軟件的Nvidia
JetPackSDK,以及傳感器、SDK、服務(wù)和產(chǎn)品的生態(tài)系統(tǒng);Jestson與其他Nvdia平臺(tái)上使用的相同AI軟件和云原生工作流兼容,并提供客戶構(gòu)建軟件定義的自主機(jī)器所需的節(jié)能性能。?Nvidia
Jetson(模組):包括GPU、CPU、內(nèi)存、電源管理和高速接口等,不同性能、能效和外形規(guī)格的組合可滿足各行業(yè)客戶需要,其中包括JetsonOrin系列、Jetson
Xavier系列、Jetson
TX2系列和Jetson
Nano。????Jetson
Orin系列:主要包括Jetson
AGXOrin、JetsonOrinNX和JetsonOrin
Nano,算力分別為275、100、40
TOPs,體積逐步減??;Jetson
Xavier系列:主要包括Jetson
AGX
Xavier、Jetson
XavierNX,可提供擴(kuò)展的溫度范圍、防震和抗震規(guī)格,以及新的功能性安全能力;Jetson
TX2系列:Jetson
TX2NX與JetsonNano引腳和外形規(guī)格兼容,而Jetson
TX2、TX2
4GB和TX2i與最初的Jetson
TX2外形規(guī)格相同;Jetson
Nano系列:JetsonNano模組是一款小巧的AI計(jì)算機(jī),具備優(yōu)越的性能和功耗,可滿足運(yùn)行現(xiàn)代AI工作負(fù)載、并行運(yùn)行多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及同時(shí)處理來自多個(gè)高分辨率傳感器的數(shù)據(jù)的需求。圖12:英偉達(dá)Jetson不同系列產(chǎn)品定位圖13:英偉達(dá)JETSON產(chǎn)品參數(shù)JetsonTX2/TX2iJetsonNXXavierJetsonAGXXavierJetsonNXOrinJetsonAGXOrin產(chǎn)品系列JetsonNano1.33AI算力472
GFLOPS
TFLOPs/1.26TFLOPs21
TOPs32
TOPs100
TOPs275
TOPs功率5W/10W7.5W/15W10W/15W10W/15W/30W
10W/15W/25W
15W/30W/50WNVIDIAAmperearchitecturewith2048128-coreMaxwell@921MHz256-corePascal@1.3GHz1024-coreNVIDIAAmpere
GPU512-core
Volta@1.37GHzGPU384-core
VoltaNVIDIANCUDACores4-coreARMCortex-A57@2GHz,
2-coreDenver28-coreARM8-coreARM
Cortex-A78AECarmel
v8.2
v8.2
64-bit@2.26GHz
CPU2MB
L2+4MB
L312-core
ARMCortex
A78AEv8.2
64-bit4-coreARMA57@1.43GHz6-coreARMCarmel
v8.2CPU@2GHz@2GHzTensorCoresMemory--486432648GB128-bitLPDDR4,
58.3GB/s32GB
eMMC
16GB
eMMC
32GB
eMMC5.1
5.1
5.18GB128-bit
16GB
256-bit
16GB
128-bit
32GB
256-bitLPDDR4,51.2GB/s4GBLPDDR4,25.6
GB/sLPDDR4,137GB/sLPDDR5102.4GB/sSupportsexternal
NVMeLPDDR5204.8GB/s64GB
eMMC5.1StorageMicroSD資料:英偉達(dá)官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理(注:綠框內(nèi)數(shù)字指產(chǎn)資料:英偉達(dá)官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理品供應(yīng)截止年份)AMR技術(shù)核心——特斯拉的FSD+Dojo?
特斯拉AMR方案:特斯拉機(jī)器人邊緣側(cè)采用FSD芯片,訓(xùn)練側(cè)采用Dojo的超算中心(自研芯片),兩者通過終端軟件平臺(tái)交互。?
自研Dojo方案:Dojo采用ExaPOD集群部署,每個(gè)ExaPOD有10個(gè)機(jī)柜(包含3000個(gè)D1芯片);若以格點(diǎn)級(jí)布局來看,每個(gè)訓(xùn)練模組Dojo
Tile(5*5個(gè)芯片)可以達(dá)到6組GPU服務(wù)器的性能,成本卻少于單組GPU服務(wù)器,但Dojo方案的算力能效比略低于GPU方案。?
FSD芯片:特斯拉自主設(shè)計(jì)的芯片,單芯片封裝了60億個(gè)晶體管,具備12個(gè)64位ARM內(nèi)核、NPU和輕量級(jí)GPU,支持128位LPDDR4內(nèi)存,算力強(qiáng)大,可以滿足特斯拉機(jī)器人邊緣測(cè)需要。圖14:特斯拉FSD+Dojo定位圖15:特斯拉FSD(HW3.0)參數(shù)和架構(gòu)資料:特斯拉官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料:特斯拉官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理當(dāng)前機(jī)器人價(jià)值鏈劃分里面沒有智能系統(tǒng)?
機(jī)器人軟硬件相互制約、相互促進(jìn):機(jī)器人是典型的機(jī)電軟一體化產(chǎn)品,軟件與硬件是相互限制又相互促進(jìn)的矛盾體;邊緣算力硬件將會(huì)制約機(jī)器人相關(guān)應(yīng)用的發(fā)展,邊緣算力硬件的突破使得機(jī)器人可以承載更強(qiáng)大的AI,同時(shí)機(jī)器人應(yīng)用的發(fā)展會(huì)升。邊緣算力硬件的提?
缺少智能系統(tǒng):當(dāng)下的機(jī)器人智能停留在視覺(vision)階段,機(jī)器人缺乏智能系統(tǒng)(即機(jī)器人的大腦);在未來,在AI對(duì)機(jī)器人賦能的大背景下,機(jī)器人可以逐步理解物理世界,未來有可能向具身智能方向發(fā)展,智能系統(tǒng)對(duì)機(jī)器人的重要性愈發(fā)凸顯。圖16:機(jī)器人軟硬件相互制約、相互促進(jìn)圖17:機(jī)器人視覺系統(tǒng)資料:國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料:凌云公司,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理目錄AMR行業(yè)快速增長,軟件和算法是核心巨變:多模態(tài)大模型賦能機(jī)器人國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)提示01020304巨變——從大模型到多模態(tài)?
任務(wù)識(shí)別:大語言模型(LLM)賦能機(jī)器人語義理解,從傳統(tǒng)的關(guān)鍵詞語義識(shí)別,進(jìn)化到可以理解人類復(fù)雜的語音命令;同時(shí),通過預(yù)訓(xùn)練大模型將“記憶”移植到智能機(jī)器人終端,機(jī)器人具備理解任務(wù)的能力。?
任務(wù)指令生成:進(jìn)而拆分任務(wù)動(dòng)作,生成應(yīng)用層控制指令,并根據(jù)任務(wù)過程反饋修正動(dòng)作。?
多模態(tài)大模型賦能機(jī)器人:主要體現(xiàn)為多模態(tài)感知和多模態(tài)交互。??多模態(tài)感知:通過多類型傳感器的配合,機(jī)器人處理多個(gè)模態(tài)接收的信息,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)文本、圖像、視頻、音頻等模態(tài)信息的學(xué)習(xí)和理解。多模態(tài)交互:用戶可以同時(shí)使用語音、手勢(shì)、文本等與機(jī)器人交互,同單模態(tài)交互相比,多模態(tài)交互具有減輕用戶認(rèn)知負(fù)擔(dān)(交互更自然)、消除任務(wù)歧義(交互更準(zhǔn)確)、降低環(huán)境干擾(交互更加魯棒)等優(yōu)勢(shì),使交互更加靈活和高效。圖18:大模型的泛化能力給智能機(jī)器人帶來新生圖19:機(jī)器人決策和動(dòng)作的多模態(tài)感知機(jī)制資料:ROKAE,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料:陳光禎著-《智能無線機(jī)器人:人工智能算法與應(yīng)用》-機(jī)械公司出版社(2022年)-P371,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理巨變——從大模型到多模態(tài)?
目前:云-網(wǎng)-端架構(gòu)為主。由于機(jī)器人本體計(jì)算能力有限,需要通過強(qiáng)大的云端計(jì)算能力給機(jī)器人賦能。???“端”是機(jī)器人本體及本體自身的控制系統(tǒng),嵌入式AI芯片逐步替代傳統(tǒng)嵌入式芯片,機(jī)器人本體的智能性快速提升;“網(wǎng)”主要指通過Wifi、5G及其他無線通信網(wǎng)絡(luò)將機(jī)器人連接起來,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體和云端大腦的連接;“云”通過機(jī)器學(xué)習(xí),不斷進(jìn)化,進(jìn)而使前端機(jī)器人本體的智能隨之提升。?
未來:模型植入機(jī)器人本體。云端大模型泛化出基本能力,并把這部分“記憶”植入機(jī)器人邊緣端(通過蒸餾等方式壓縮模型大?。?,進(jìn)而機(jī)器人本體可以將識(shí)別到的視覺、、語音交互數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并規(guī)劃動(dòng)作,完成反饋。圖20:機(jī)器人云-網(wǎng)-端一體化設(shè)計(jì)圖21:機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃資料:陳良等主編-《智能機(jī)器人》-人民郵電出版社(2022年)-P21資料:YanjiangGuo等-《DoReMi:
Grounding
Language
Model,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理byDetecting
and
Recovering
from
Plan-ExecutionMisalignment》-Arxiv(2023)-P2,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理巨變——GoogleRT2?
RT-2:視覺-語言-動(dòng)作(VLA)模型。傳統(tǒng)模型(例如VLM、LLM)應(yīng)用到機(jī)器人中,通常僅能解決機(jī)器人High-levelPlanning的問題,即解釋命令并將其解析為單個(gè)短語,然后由單獨(dú)的Low-levelPlanning執(zhí)行,但Low-levelPlanning并不能從互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的豐富語義中受益;谷歌采用VLM模型(使用PaLi-X和PaLM-E)為基座,并將機(jī)器人動(dòng)作表示為類似語言模型中使用的離散的Token,使用機(jī)器人數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行Co-Fine-Tune,進(jìn)而得到視覺-語言-動(dòng)作(VLA)模型——RT-2。圖22:使用互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和機(jī)器人數(shù)據(jù)進(jìn)行Co-Fine-Tune圖23:RT-2模型賦能機(jī)器人執(zhí)行各項(xiàng)任務(wù)資料:Google,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料:Google,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理巨變——GoogleRT2?
符號(hào)理解、推理、人類識(shí)別等領(lǐng)域能力大幅提升。以VC-1、RT-1為基準(zhǔn),RT-2在符號(hào)理解、推理、人類識(shí)別等領(lǐng)域能力大幅提升,超越VC-1、RT-1等模型。?
泛化能力大幅提升。以R3M、VC-1、RT-1、MOO為基準(zhǔn),在未見過物體、未見過背景、未見過環(huán)境等三個(gè)維度進(jìn)行評(píng)測(cè),RT-2性能表現(xiàn)相較于RT-1有翻倍提升,泛化能力出色。圖24:符號(hào)理解、推理、人類識(shí)別等領(lǐng)域能力大幅提升圖25:泛化能力大幅提升資料:Google,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料:Google,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理目錄AMR行業(yè)快速增長,軟件和算法是核心巨變:多模態(tài)大模型賦能機(jī)器人國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)提示01020304國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)?
國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè):機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上游包括核心零部件、配套零部件和軟件系統(tǒng)開發(fā),中游為機(jī)器人本體的生產(chǎn)及系統(tǒng)集成,目前主要集中在工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域,下游主要包括工業(yè)應(yīng)用(汽車制造、家電制造、航空航天等)和服務(wù)應(yīng)用(餐飲服務(wù)、酒店服務(wù)、醫(yī)療服務(wù)、物流服務(wù)等);近兩年一些做算法的軟件公司借助海外大模型的風(fēng),開始自研垂直小模型,并供給下游終端廠。?
創(chuàng)業(yè)公司情況:根據(jù)中國機(jī)器人網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2023年中國機(jī)器人行業(yè)共發(fā)生134起融資事件,其中近億/過億元級(jí)融資事件52起,2023年融資金額總計(jì)為200億元左右;2023年融資事件主要發(fā)生在工業(yè)機(jī)器人相關(guān)(37起左右)、醫(yī)療機(jī)器人(29起左右)、服務(wù)機(jī)器人(24起左右)、人形機(jī)器人(12起左右)等領(lǐng)域。?
上市公司情況:目前上市公司以提供終端硬件為主,并逐步優(yōu)化機(jī)器人軟件(模型、算法等),提升機(jī)器人性能表現(xiàn)。圖26:國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)圖27:2023年機(jī)器人行業(yè)投融資領(lǐng)域分布12%工業(yè)機(jī)器人醫(yī)療機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人人形機(jī)器人36%24%28%資料:IT桔子,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料:中國機(jī)器人網(wǎng),國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理工業(yè)機(jī)器人——海康機(jī)器人?
??禉C(jī)器人是面向全球的機(jī)器視覺和移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案提供商。公司依托潛伏、移/重載、叉取和料箱四大硬件產(chǎn)品線和機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)RCS、智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)iWMS兩大軟件平臺(tái),重點(diǎn)覆蓋汽車、新能源、3C電子、醫(yī)藥醫(yī)療、電商零售等細(xì)分領(lǐng)域客戶,提供專業(yè)的智能物流解決方案。?
海康機(jī)器人定位機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的中上游。公司以移動(dòng)機(jī)器人的整機(jī)制造及機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)和智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)的研發(fā)為主,同時(shí)對(duì)大部分上游核心零部件進(jìn)行自研,包括機(jī)器人主控制器、視覺傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電源管理模塊等。圖28:海康機(jī)器人ARM產(chǎn)品矩陣圖29:公司定位機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的中上游資料:??禉C(jī)器人招股說明書,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料:??禉C(jī)器人招股說明書,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理工業(yè)機(jī)器人——??禉C(jī)器人?
海康機(jī)器人系統(tǒng)主要包括移動(dòng)機(jī)器人本體、自動(dòng)充換電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)。?移動(dòng)機(jī)器人本體:為系統(tǒng)的硬件核心,具備定位、導(dǎo)航和一定的自主決策能力,為適應(yīng)不同的應(yīng)用場景,通常有多種不同的結(jié)構(gòu)形式,主要包括地盤、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器模塊、通訊模塊及動(dòng)力模塊;????通訊系統(tǒng):主要負(fù)責(zé)機(jī)器人群體和機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)之間的無線通訊,一般以Wifi或5G訊號(hào)進(jìn)行鏈接;充換電系統(tǒng):主要負(fù)責(zé)給機(jī)器人補(bǔ)充電能,有自主充電和自動(dòng)換電兩種模式;調(diào)度系統(tǒng):為整個(gè)系統(tǒng)的核心,主要負(fù)責(zé)將工廠的作業(yè)任務(wù)分配給合適的機(jī)器人,并負(fù)責(zé)整個(gè)機(jī)器人群體的交通調(diào)度;業(yè)務(wù)系統(tǒng):負(fù)責(zé)將工廠的需求指令轉(zhuǎn)換為機(jī)器人的搬運(yùn)指令,并下發(fā)給機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)。圖30:??禉C(jī)器人系統(tǒng)組成資料:海康機(jī)器人招股說明書,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理工業(yè)機(jī)器人——寶信軟件?
保羅機(jī)器人:寶信軟件繼PLC自動(dòng)化之后,推出寶羅機(jī)器人;以制造業(yè)全流程機(jī)器人應(yīng)用融合5G技術(shù),面向智能制造業(yè)提供一系列機(jī)器人產(chǎn)品、服務(wù)和方案。目前寶羅機(jī)器人已經(jīng)應(yīng)用到了冶煉、煉鋼、熱軋、冷軋各條業(yè)務(wù)線,同時(shí)覆蓋智能巡檢、高溫爐前自動(dòng)化等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。?
萬臺(tái)機(jī)器人有望落地:寶信軟件與寶鋼股份、馬鋼集團(tuán)、太鋼集團(tuán)通過視頻簽署了《機(jī)器人實(shí)施框架合作協(xié)議》,八鋼公司與寶信軟件達(dá)成了寶羅上崗合作框架協(xié)議。寶武集團(tuán)于
2022
年
3
月提出萬名“寶羅”上崗計(jì)劃,即中國寶武到
2026年實(shí)現(xiàn)萬臺(tái)機(jī)器人落地。寶信軟件推動(dòng)萬名“寶羅”上崗,同時(shí)未來所有的工業(yè)寶羅都將接入基于寶武工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)(由寶信軟件支撐研發(fā)運(yùn)營)打造的寶羅云平臺(tái),打開全新增量空間。?
增資擴(kuò)股上海圖靈機(jī)器人:上海圖靈機(jī)器人是工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品線最全的公司之一,主要產(chǎn)品包括1.5-500公斤負(fù)載的六軸工業(yè)機(jī)器人,3-80公斤負(fù)載的SCARA工業(yè)機(jī)器人,以及3-20公斤負(fù)載的工業(yè)協(xié)作機(jī)器人;本次增資擴(kuò)股,寶信軟件旨在以國產(chǎn)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展風(fēng)口為契機(jī),補(bǔ)強(qiáng)公司自身產(chǎn)業(yè)鏈缺失環(huán)節(jié),形成自主高端工業(yè)機(jī)器人品牌,打破國際品牌對(duì)高端重載工業(yè)機(jī)器人市場的壟斷。圖31:保羅機(jī)器人覆蓋多條業(yè)務(wù)線圖32:上海圖靈機(jī)器人產(chǎn)品線完備資料:寶信軟件官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料:上海圖靈機(jī)器人官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理工業(yè)機(jī)器人——九聯(lián)科技?
募投機(jī)器人研究院:2023年7月,公司發(fā)布《廣東九聯(lián)科技股份有限公司以簡易程序向特定對(duì)象發(fā)行股票的預(yù)案》,募集資金投資特種機(jī)器人研究院;基于公司已有的嵌入式多媒體播放(解碼)技術(shù)、WIFI
無線局域網(wǎng)技術(shù)、基于視覺定位的三軸機(jī)械運(yùn)動(dòng)技術(shù)、產(chǎn)品功能自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)等核心智能制造技術(shù),對(duì)特種機(jī)器人所需的軟硬件技術(shù)進(jìn)行集成開發(fā),對(duì)特種機(jī)器人模塊加入新算法,對(duì)傳感器等核心部件進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和定制化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)特種機(jī)器人在特定環(huán)境、
特定任務(wù)中實(shí)現(xiàn)更多的功能,抓取更多、更精確的數(shù)據(jù)。?
同華誼信息合作化工領(lǐng)域機(jī)器人:23年4月,公司同華誼信息簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,推動(dòng)雙方在化工領(lǐng)域基于算力、框架、模型、應(yīng)用等多個(gè)維度的聯(lián)合研發(fā)、聯(lián)合交付、聯(lián)合推廣的全面深入合作,加速賦能化工行業(yè)數(shù)字化發(fā)展;雙方將在防爆機(jī)器人的研發(fā)及生產(chǎn)、銷售進(jìn)行深度合作。圖33:九聯(lián)科技募投機(jī)器人研究院圖34:同華誼信息合作化工領(lǐng)域機(jī)器人序號(hào)1項(xiàng)目名稱項(xiàng)目投資總額
擬使用募集資金金額九聯(lián)科技面向鴻蒙生態(tài)研究院九聯(lián)科技特種機(jī)器人研究院補(bǔ)充流動(dòng)資金20,032.1611,461.557,500.0011,000.006,500.007,500.0025,000.0023合計(jì)38,993.71資料:九聯(lián)科技公司公告,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理資料:九聯(lián)科技公司公告,國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理工業(yè)機(jī)器人——北路智控?
井下無人運(yùn)輸機(jī)器人:北路智控在23年10月“第二十屆中國國際煤炭采礦技術(shù)交流及設(shè)備展覽會(huì)”首次展示了井下無人運(yùn)輸機(jī)器人——穿山甲。該款運(yùn)輸機(jī)器人深度融合5G、數(shù)字建模、無線通信、UWB精確定位、機(jī)器視覺、慣性導(dǎo)航等技術(shù),采用全時(shí)四驅(qū)、雙向行駛的獨(dú)特設(shè)計(jì)和智能操作系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)無衛(wèi)星導(dǎo)航、空間狹小、防爆要求高、工況復(fù)雜條件下的井下環(huán)境360°全方位感知與障礙物識(shí)別,達(dá)到井下無人化物料運(yùn)輸?shù)臒o人駕駛、路徑規(guī)劃與車路協(xié)同。同時(shí),為滿足礦方多樣化需求,穿山甲可自由切換遙控駕駛、遠(yuǎn)程駕駛、自動(dòng)駕駛等模式,按照預(yù)設(shè)的駕駛模式及路線規(guī)劃,安全高效完成運(yùn)輸任務(wù)。圖35:北路智控井下無人運(yùn)輸機(jī)器人首次亮相資料:北路智控公眾號(hào),國信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理工業(yè)機(jī)器人——今天國際?
AGV機(jī)器人全線布局,產(chǎn)品矩陣豐富:今天國際目前擁有叉取型AGV、定制屬具型AGV、定制車體型AGV、潛伏頂升型AGV、背馱型AGV、協(xié)作機(jī)器人,基本覆蓋AGV全領(lǐng)域,產(chǎn)品矩陣豐富。??????叉取型AGV:該系列AGV采用單舵輪形式的底盤結(jié)構(gòu),運(yùn)動(dòng)靈活穩(wěn)定;
應(yīng)用場景廣,可適用于地堆、不同高度的站臺(tái)和多種貨架類型;定制屬具型AGV:基于標(biāo)準(zhǔn)型叉車結(jié)構(gòu),定制不同屬具類型,可適應(yīng)于不同類型的貨物搬運(yùn),如特殊的托盤尺寸、紙卷軸、箱式貨物、雙托盤搬運(yùn);定制車體型AGV:定制化的車型結(jié)構(gòu),應(yīng)用于有特殊要求的場景,如狹窄巷道或承載能力較弱的地面等;潛伏頂升型AGV:標(biāo)準(zhǔn)化的差速驅(qū)動(dòng)底盤結(jié)構(gòu),運(yùn)動(dòng)靈活,行走速度最高可達(dá)2m/s;搭配可定制化的頂升機(jī)構(gòu)與對(duì)接平臺(tái);背馱型AGV:不同形式的底盤結(jié)構(gòu),搭載不同類型的移載機(jī)構(gòu);可適用于多種站臺(tái),支持多種對(duì)接方式;協(xié)作機(jī)器人:標(biāo)準(zhǔn)化的驅(qū)動(dòng)底盤結(jié)構(gòu),運(yùn)動(dòng)靈活;行走速度最高可達(dá)1.7m/s,搭配可定制化的機(jī)械手
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