2024年中國(guó)人形機(jī)器人行業(yè)研究報(bào)告 -產(chǎn)業(yè)加速落地應(yīng)用范圍廣闊

來(lái)源：行行查研究中心整理來(lái)源：行行查研究中心整理 機(jī)器人大仿人機(jī)器人小仿人機(jī)器人-—大仿人機(jī)器人小仿人機(jī)器人 工業(yè)機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人特種機(jī)器人在醫(yī)療和教育等對(duì)于有效溝通有人形機(jī)器人在家庭服務(wù)、醫(yī)療保健、安全防護(hù)、教育娛樂(lè)等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)展，為人類(lèi)提供更人形機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)更加靈活和自然的動(dòng)作，提高工作效率。特點(diǎn)交互能力智能化水平高外觀(guān)設(shè)計(jì)示意圖L1（基礎(chǔ)型）有部分有 L2（半交互型）有有 L3(交互型)有有部分有 L4(自主型)有有有—L5(自適應(yīng)型)有有有有波士頓動(dòng)力發(fā)布初代Atlas，液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的代表斯拉公布人形機(jī)器人Optimus波士頓動(dòng)力發(fā)布初代Atlas，液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的代表斯拉公布人形機(jī)器人Optimus原型機(jī)；小米發(fā)布全尺寸人形仿生機(jī)器人CyberOne波士頓動(dòng)力發(fā)布視頻顯示Atlas可以完成高難度動(dòng)作；Robotics合作研發(fā)人形機(jī)器人DigitFigure首發(fā)了OpenAI大模型加持的機(jī)器人Demo；優(yōu)必選人形機(jī)器人Walker接入百度文心大模型本田公司制造了第一臺(tái)本擁有上肢的機(jī)器人P1本田公司設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)類(lèi)人型本田公司設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)類(lèi)人型大學(xué)研發(fā)中國(guó)第一臺(tái)人形機(jī)器人“先行者”日本軟銀集團(tuán)對(duì)外展示了人形機(jī)器人Pepper早稻田大學(xué)建造了世界上第一個(gè)全尺寸智能人形機(jī)器人WABOT-1英國(guó)科英國(guó)科技公司EngineeredArts推出Ameca機(jī)器人；優(yōu)必選首發(fā)大型仿人服務(wù)機(jī)器人WalkerX；特斯拉宣布制造人形機(jī)器人TeslaBot的計(jì)劃特斯拉發(fā)布人形機(jī)器人Optimus第二代、國(guó)內(nèi)人形機(jī)器人密集發(fā)布：追覓、傅里葉智能GR-1、宇樹(shù)H1、智元遠(yuǎn)征A12000年-2016年2016年-2022年2022年至今快速發(fā)展階段成長(zhǎng)階段萌芽起步階段快速發(fā)展階段成長(zhǎng)階段探索人形機(jī)器人結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)探索人形機(jī)器人結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單行走和平衡控制，有一定智力水平實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)，人工智能快速發(fā)展，感知技術(shù)、自主決策、自主導(dǎo)航、協(xié)作能力等大幅提升提升人形機(jī)器人的智能化水平，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)和交互功能先行者--國(guó)防科技大學(xué)Blackman--國(guó)防科技大學(xué)BHR5--北京理工大學(xué)先行者--國(guó)防科技大學(xué)Blackman--國(guó)防科技大學(xué)BHR5--北京理工大學(xué)GR-1--傅利葉智能H1--宇樹(shù)WalkerS--優(yōu)必選WalkerX--優(yōu)必選優(yōu)悠--優(yōu)必選ARTrobot--鋼鐵俠科技低低小軸軸由于滾珠絲杠采用滾珠運(yùn)動(dòng)，起動(dòng)扭矩極小，不會(huì)出現(xiàn)打滑等爬行現(xiàn)象，具有較高的進(jìn)給精度。與滑動(dòng)螺旋相比，滾珠螺旋傳動(dòng)的摩擦阻力小，傳以上，是滑動(dòng)絲杠傳動(dòng)的2-4倍，能有效地將扭矩轉(zhuǎn)化為推力滾珠絲杠副內(nèi)外滾道均為偏心角雙孤面，滾道間隙極小時(shí)傳動(dòng)靈活。如有必要，可消除軸向間隙和初級(jí)彈性變形，以獲得良好的剛性。它既可把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(正傳動(dòng))，又可把直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)變成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(逆?zhèn)鲃?dòng))，滾珠絲杠具有可逆性但缺點(diǎn)是不能自鎖。線(xiàn)性致動(dòng)器直線(xiàn)導(dǎo)軌線(xiàn)性拖板載荷傳感器二力構(gòu)件滾柱螺母滾柱保持架絲杠保持架直齒?優(yōu)點(diǎn)：高負(fù)載和長(zhǎng)壽命是行星滾柱絲杠的最大優(yōu)點(diǎn)?優(yōu)點(diǎn)：高負(fù)載和長(zhǎng)壽命是行星滾柱絲杠的最大優(yōu)點(diǎn)。與普通滾珠絲杠相比，適用載荷約為3-5倍，使用壽命高達(dá)15倍，因此產(chǎn)品或機(jī)器的穩(wěn)定性會(huì)增加很多。顯著降低維護(hù)成本和停機(jī)時(shí)間。?缺點(diǎn)：制造成本比較高，貴一點(diǎn)，但是在國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家的努力下，成本下降了很多，讓很多用戶(hù)可以接受。倒置滾柱絲杠倒置滾柱絲杠行星滾柱絲杠導(dǎo)軌滑塊夾軌滑塊夾軌導(dǎo)軌導(dǎo)軌滑塊夾軌滑塊夾軌導(dǎo)軌特點(diǎn)具體內(nèi)容）， 傳動(dòng)平穩(wěn)、精度高;制造髖、腰腹等重負(fù)載單緊湊;材料易疲勞損壞。人形機(jī)器人旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸4：1諧波軸5：1諧波軸6：1諧波軸3：1諧波空心杯繞組前端蓋滾珠軸承磁鋼平衡環(huán)霍爾磁鋼霍爾傳感器外殼安裝架鐵芯柔性電路板波簧柔性電路板后端蓋滾珠軸承 觸覺(jué)傳感器(前中后)攝像頭(前中后)激光雷達(dá)麥克風(fēng)超聲波傳感器位置傳感器IMU位置傳感器IMU(胸部、踝部)力矩傳感器(手腕、腳踝)觸覺(jué)傳感器(雙手手指)充磁空心杯定子工序轉(zhuǎn)軸+永磁體裝配充磁空心杯定子工序轉(zhuǎn)軸+永磁體裝配測(cè)試動(dòng)平衡校準(zhǔn)設(shè)備充磁機(jī)無(wú)檢測(cè)設(shè)備設(shè)備充磁機(jī)無(wú)檢測(cè)設(shè)備讓永磁體的讓永磁體的稀土磁化動(dòng)平衡機(jī)需要輔助支具，將轉(zhuǎn)軸與永磁體裝配具體描述需要輔助支具，將轉(zhuǎn)軸與永磁體裝配具體描述老化檢查需要識(shí)別不平衡點(diǎn)，做相應(yīng)校準(zhǔn)精密加工委外收貨檢驗(yàn)精密加工本工序部分委外 原材料鋸床鋸料/鍛造 粗加工 原材料鋸床鋸料/鍛造熱處理熱處理 入庫(kù)成品檢驗(yàn)裝配后道處理齒輪加工 絲杠毛坯預(yù)備熱處理校直加工端面及中心孔加工端面及中心孔粗車(chē)! 粗磨銑! 感應(yīng)淬火并檢驗(yàn)研中心孔 磨端部螺紋銑鍵槽! 研中心孔一精磨并全面檢驗(yàn) 半精車(chē)加工端面及修中心孔高溫時(shí)效并檢驗(yàn) 粗磨探傷時(shí)效處理并檢驗(yàn)! 低溫時(shí)效并檢驗(yàn)半精磨研中心孔入庫(kù)入庫(kù)通過(guò)攝像頭、雷達(dá)通過(guò)攝像頭、雷達(dá)、傳感器對(duì)機(jī)器周?chē)h(huán)境的監(jiān)控或者獲取信息。運(yùn)動(dòng)規(guī)劃是指運(yùn)動(dòng)任務(wù)方法，控制是執(zhí)行過(guò)程。運(yùn)動(dòng)規(guī)劃及控制確保機(jī)器人能夠準(zhǔn)確執(zhí)行所提供的運(yùn)動(dòng)指示，并實(shí)現(xiàn)操作、移動(dòng)及運(yùn)動(dòng)等功能。環(huán)境感知模塊環(huán)境感知模塊各類(lèi)傳感器各類(lèi)傳感器激光雷達(dá)激光雷達(dá)毫米波雷達(dá)毫米波雷達(dá)3D攝像頭等3D攝像頭等 五官伺服系統(tǒng)與傳動(dòng)系統(tǒng)AI伺服系統(tǒng)與傳動(dòng)系統(tǒng)AI芯片模塊伺服系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)位置/速度/力(矩)AI芯片存儲(chǔ)器伺服系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)位置/速度/力(矩)AI芯片存儲(chǔ)器 大腦 大腦 人形機(jī)器人信息處理控制器的核心部件是CPU，作用是處理傳感器數(shù)據(jù)、做出決策并控制器的核心部件是CPU，作用是處理傳感器數(shù)據(jù)、做出決策并控制執(zhí)行器對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、轉(zhuǎn)換等處理，從而將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為執(zhí)行器所需的電信號(hào)。 感知基于程序設(shè)定的規(guī)則AI大模型賦能，根據(jù)輸入基于程序設(shè)定的規(guī)則AI大模型賦能，根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)，總結(jié)規(guī)律進(jìn)行決策，模仿人類(lèi)思考過(guò)程決策決策 輸入系統(tǒng) 輸出系統(tǒng) 輸入系統(tǒng)交互頁(yè)面語(yǔ)音采集交互頁(yè)面語(yǔ)音采集語(yǔ)音解碼 交互頁(yè)面 數(shù)據(jù)調(diào)用語(yǔ)音合成語(yǔ)義分析語(yǔ)義分析語(yǔ)義匹配邏輯處理整合通信技術(shù)輸入信息轉(zhuǎn)碼技術(shù)知識(shí)庫(kù)整合通信技術(shù)輸入信息轉(zhuǎn)碼技術(shù)知識(shí)庫(kù)構(gòu)建與學(xué)習(xí)信息采集技術(shù)推理及行為理解技術(shù)搜索技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、知識(shí)獲取、機(jī)器學(xué)習(xí)等語(yǔ)音識(shí)別、運(yùn)動(dòng)識(shí)別、腦電波識(shí)別及加工等動(dòng)作理解、發(fā)音理解、電信號(hào)推理、機(jī)器推理等語(yǔ)音采集、圖像搜索技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、知識(shí)獲取、機(jī)器學(xué)習(xí)等語(yǔ)音識(shí)別、運(yùn)動(dòng)識(shí)別、腦電波識(shí)別及加工等動(dòng)作理解、發(fā)音理解、電信號(hào)推理、機(jī)器推理等語(yǔ)音采集、圖像采集、深度視覺(jué)、腦電波識(shí)別等識(shí)別結(jié)果識(shí)別結(jié)果多目視覺(jué)多目視覺(jué)技術(shù)是指利用多個(gè)相機(jī)或傳感器同時(shí)獲取場(chǎng)景信息，多目視覺(jué)多目視覺(jué)技術(shù)是指利用多個(gè)相機(jī)或傳感器同時(shí)獲取場(chǎng)景信息，并通過(guò)多幀圖像的分析與融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)景的全方位感知和理解。TOF深度相機(jī)通過(guò)測(cè)量光在空間中飛行的時(shí)間來(lái)?yè)Q算成距離，從而測(cè)得深度相機(jī)與物體的距離。多個(gè)TOF深度相機(jī)還可以繪制出局部區(qū)域的三維環(huán)境圖，確定機(jī)器人的當(dāng)前位置和方向。立體視覺(jué)重構(gòu)場(chǎng)景的三維幾何信息，可以幫助機(jī)器人感知周?chē)h(huán)和避障功能。捉人類(lèi)的手勢(shì)和動(dòng)作，通過(guò)算法將這些動(dòng)作實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為人形機(jī)器人的行為。利用攝像頭捕捉的數(shù)據(jù)來(lái)分析和改進(jìn)機(jī)器人的動(dòng)作、姿態(tài)和交互方式3D激光雷達(dá)激光雷達(dá)通過(guò)其高分辨率特性和固定掃描模式，能夠獲取精確的三維數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以幫助人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)對(duì)周?chē)h(huán)境的立體感知，進(jìn)而實(shí)時(shí)感知和識(shí)別包括人、動(dòng)物、家具等在內(nèi)的各種物體。傳送帶軟件/軟件/算法：輸入法、控制算法?？刂破?。識(shí)別與處理算法。理器等)。解算算法。環(huán)控制算法。光柵尺。算法。感器(電子皮膚)。外部世界生物的感知機(jī)理運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)控制令力控制力控制電子行業(yè)電子行業(yè)物流領(lǐng)域1.人形機(jī)器人在倉(cāng)庫(kù)或配送中心可以自動(dòng)完成貨物的2.機(jī)器人通過(guò)視覺(jué)識(shí)別等技術(shù)，能夠準(zhǔn)確地識(shí)別和分化工行業(yè)家庭服務(wù)醫(yī)療服務(wù)娛樂(lè)服務(wù)商業(yè)服務(wù)家庭服務(wù)醫(yī)療服務(wù)娛樂(lè)服務(wù)。。以準(zhǔn)確地定位被埋的人員，并進(jìn)行救助，提高了搜救速實(shí)時(shí)操控和交互，使救援人員能夠更好地了解現(xiàn)場(chǎng)情況1、數(shù)據(jù)收集與分析：通過(guò)數(shù)據(jù)分析和模式識(shí)別人形機(jī)器人可以在極端環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)，幫助預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)并制定2、虛擬訓(xùn)練與仿真：結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，人形機(jī)器人可以提供安全的仿真訓(xùn)練環(huán)境，使人員熟悉極端作業(yè)場(chǎng)3、安全保障：在極限作業(yè)中，人形機(jī)器人可以實(shí)時(shí)監(jiān)2、戰(zhàn)術(shù)支持與火力支援：機(jī)器人可以攜帶武器和戰(zhàn)3、后勤支援與戰(zhàn)場(chǎng)救援：人形機(jī)器人在后勤支援方Tesla超級(jí)工廠(chǎng)落地身高：身高：1.5米重量：89公斤1、41個(gè)高性能伺服驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)2、面部160°環(huán)繞4.6K高清雙柔性曲面屏3、靈動(dòng)酷炫的四維燈語(yǔ)體系4、模塊化設(shè)計(jì)便捷可拆卸電池1、全新升級(jí)的多模態(tài)交互系統(tǒng)視、2、聽(tīng)、觸、環(huán)境多通道感知3、內(nèi)置原生28+機(jī)器人情緒體系4、主動(dòng)式交互與用戶(hù)建立共情基于多目視覺(jué)傳感器的三維立體視覺(jué)定位采用Coarse-to-fine的多層規(guī)劃算法第一視角實(shí)景AR導(dǎo)航交互及2.5D立體避障技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景下全局最優(yōu)路徑自主導(dǎo)航創(chuàng)新升級(jí)四目系統(tǒng)及雙RGBD傳感器大負(fù)載7自由度手臂及6自由度手掌卓越的物體識(shí)別分揀與操作能力自主操控冰箱、咖啡機(jī)、吸塵器等家電身高機(jī)械關(guān)節(jié)模組最大模組峰值扭矩96Nm/kg峰值應(yīng)矩密度全身控制算法體重顯示模塊2D彎曲OLED屏幕聽(tīng)覺(jué)傳感器雙麥克風(fēng)識(shí)音系統(tǒng)視覺(jué)傳感器MiSense視覺(jué)空間系統(tǒng)自研三維重建算法MiSense自研空間視覺(jué)模組MiSense視覺(jué)空間系統(tǒng)自研三維重建算法MiSense自研空間視覺(jué)模組支持GPS時(shí)鐘同步8米內(nèi)深度信息精度音頻算法85種環(huán)境語(yǔ)義識(shí)別音頻算法85種環(huán)境語(yǔ)義識(shí)別6類(lèi)45種人類(lèi)語(yǔ)義情緒識(shí)別CyberCyberOne分辨85種環(huán)境語(yǔ)義；小米自研全身控制算法，視覺(jué)采用MiSense視覺(jué)空間系統(tǒng)，能識(shí)別人物身份、手勢(shì)、表情等；CyberOne擁有21個(gè)關(guān)節(jié)自由度，速度可達(dá)3.6km/h，全身5種關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)，峰值扭矩300Nm。移動(dòng)速度3.3m/s(世界移動(dòng)速度3.3m/s(世界(1520+285)mmx570mmx220mm400mmx2338mmx2 中游上游 中游上游來(lái)源：行行查研究中心整理和原始設(shè)計(jì)商（ODM按照品牌商的訂單需來(lái)源：行行查研究中心整理50201820192020202120222023E全球智能專(zhuān)業(yè)服務(wù)機(jī)器人（十億美元）全球智能個(gè)人/家庭服務(wù)機(jī)器人（十億美元）0201820192020中國(guó)智能專(zhuān)業(yè)服務(wù)機(jī)器人（十億元）202120222023E201820192020中國(guó)智能專(zhuān)業(yè)服務(wù)機(jī)器人（十億元）202120222023E中國(guó)智能個(gè)人/家庭服務(wù)機(jī)器人（十億元）050領(lǐng)導(dǎo)者領(lǐng)導(dǎo)者中小型代工廠(chǎng)商中小型代工廠(chǎng)商.————————..————————.科沃斯江蘇蘇州科沃斯是全球知名服務(wù)機(jī)器人制造商，業(yè)務(wù)涵蓋家庭服務(wù)機(jī)器云鯨廣東深圳小米北京市石頭科技北京市工廠(chǎng)以?xún)?yōu)化生產(chǎn)與供應(yīng)鏈管理，同時(shí)積極開(kāi)展市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)與品牌美的廣東佛山《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》產(chǎn)品達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，在特種、制造、民生服務(wù)等場(chǎng)景得到示范應(yīng)用，探《關(guān)于開(kāi)展2023年工業(yè)和信息化質(zhì)量提升與《關(guān)于規(guī)范和加強(qiáng)人工智能司法應(yīng)用的意見(jiàn)》《推進(jìn)家居產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案》《關(guān)于開(kāi)展2022年度智能制造標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用試點(diǎn)工作的通知》《關(guān)于推動(dòng)輕工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》來(lái)源：行行查研究中心整理來(lái)源：行行查研究中心整理2021年TeslaAI發(fā)布了人形機(jī)器人概念圖特斯拉人形機(jī)器人Optimus正式亮相，并公布更多設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)2023年股東大會(huì)上提到特斯拉自研超美Dojo為Optimus提供算力支持，可加快訓(xùn)練速度并降低訓(xùn)練成本，加快人形機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化落地特斯拉機(jī)器人X官方賬號(hào)發(fā)布了最新一期視頻，展示了在控制能力和執(zhí)行能力方面的新進(jìn)展“擎天柱”從籃子里拿出一件襯衫，小心翼翼地折疊超來(lái)，然后放在一邊2022年2月2023年3月2023年8月2023年12月2024年2月2021年8月2022年10月2023年5月2023年9月2024年1月特斯拉完成人形機(jī)器人的開(kāi)發(fā)平臺(tái)建造特斯拉通過(guò)視頻分享人形機(jī)器人最新進(jìn)展，視頻中的人形機(jī)器人已經(jīng)能夠插撥插頭、使用電動(dòng)工具至少有五個(gè)特斯拉Optimus機(jī)器人原型已經(jīng)建成并能夠行走，使用的電機(jī)、控制器和電子設(shè)備均由特斯拉設(shè)計(jì)和制造特斯拉發(fā)布Optimus-Gen2人形機(jī)器人展示視頻：度、行走提選30%全身減重10kg、足部使用力傳感器、平衡能力&全身控制提升、手指靈活度提升，并全部使用視覺(jué)傳感器最新視頻中Optimus行走速度約為0.6m/s,相對(duì)于去年9月發(fā)布的視頻速度提升30%+;改善了前庭系統(tǒng)、阻捕軌跡和地面接觸邏輯、升級(jí)了運(yùn)動(dòng)規(guī)劃器、添加了輕微的軀干和手臂擺動(dòng)特斯拉發(fā)布Optimus概念二季度生產(chǎn)大約10個(gè)Optimus，預(yù)計(jì)到今年11月就可以完成搭載了特斯拉自己設(shè)計(jì)的執(zhí)行器的Optimus特斯拉發(fā)布Optimus概念$$完成人形機(jī)器人開(kāi)發(fā)平臺(tái)的制造完成人形機(jī)器人開(kāi)發(fā)平臺(tái)的制造LexFridman采訪(fǎng)Musk，靈巧手的目標(biāo)是“穿針引線(xiàn)”展示了Optimus展示了Optimus的最新型號(hào)，通過(guò)視頻展示了Optimus搬運(yùn)盒子等簡(jiǎn)單的行動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)展示了Optimus的真機(jī)，但只能在工作人員的攙扶下行動(dòng)Gen-2發(fā)布，ID設(shè)計(jì)、自研的執(zhí)行器和傳感器、2自由度驅(qū)動(dòng)的頸部、行走速度提升30%、減重10公斤、腳部力/扭矩傳感器等，提升的平衡和全身控制算法、集成執(zhí)行器的電子和布線(xiàn)發(fā)布Gen-2行走視頻，行進(jìn)更加穩(wěn)定發(fā)布Gen-2行走視頻，行進(jìn)更加穩(wěn)定特斯拉乘用車(chē)及卡車(chē)等車(chē)型銷(xiāo)售。主要包括Powerwall、Megapack儲(chǔ)能產(chǎn)品特斯拉乘用車(chē)及卡車(chē)等車(chē)型銷(xiāo)售。主要包括付費(fèi)超級(jí)充電樁OptimusOptimusGen2OptimusGen1主要特點(diǎn)包括搖擺、揮手示意、彎腰屈540臺(tái)Alpha機(jī)器人在中國(guó)中央電視臺(tái)春節(jié)聯(lián)