人形機(jī)器人生產(chǎn)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告-黎明破曉AI歸宿

北京智博睿項(xiàng)目管理有限公司北京智博睿項(xiàng)目管理有限公司人形機(jī)器人生產(chǎn)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告-黎明破曉，AI歸宿1、人形機(jī)器人：行則將至，量產(chǎn)可期（1）人形機(jī)器人天然適應(yīng)人類生活場(chǎng)景，成本與技術(shù)為制約其量產(chǎn)的主要因素為什么機(jī)器人要做現(xiàn)實(shí)世界的工作、生活場(chǎng)景多數(shù)是為人類專門(mén)設(shè)計(jì)的，人形機(jī)器人可以很好地適應(yīng)場(chǎng)景而無(wú)需改變現(xiàn)有設(shè)施。因?yàn)榫邆淙说男螤?，人形機(jī)器人在人機(jī)交互過(guò)程中更容易被人接受，更具有情感價(jià)值。人形機(jī)器人有著幾十年的發(fā)展歷程，在特斯拉Optimus受到廣泛關(guān)注之前，日本本田和美國(guó)波士頓都有人形機(jī)器人推出，但沒(méi)有商業(yè)化量產(chǎn)，原因在于：1）成本居高不下：波士頓動(dòng)力Atlas與本田Asimo的成本均達(dá)到了百萬(wàn)美元以上；2）技術(shù)難點(diǎn)尚未完全攻克：如軟件端不能適應(yīng)復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景、交互能力差、運(yùn)控平衡能力有待提升，硬件端續(xù)航能力不足、執(zhí)行器的精度和功率密度/力矩密度仍需提升。通用大模型為具身智能帶來(lái)革命性潛力。人形機(jī)器人的硬件決定運(yùn)動(dòng)的靈活程度，零部件多為其他行業(yè)的應(yīng)用遷移，成本痛點(diǎn)可通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模生產(chǎn)解決；而軟件算法充當(dāng)機(jī)器人的“大腦”，決定機(jī)器人的應(yīng)用上限，是機(jī)器人商業(yè)化拓展的主要瓶頸。此前，機(jī)器人依賴固有的程序設(shè)定執(zhí)行任務(wù)，難有在各類場(chǎng)景通用的算法，機(jī)器人的落地應(yīng)用受限。近年來(lái)LLM、VLM、VNM等通用大模型的發(fā)展賦予了機(jī)器人本體強(qiáng)大的泛化能力，機(jī)器人可以適用于更多復(fù)雜場(chǎng)景、非專業(yè)人員不需編程即可實(shí)現(xiàn)操作，人形機(jī)器人商業(yè)化進(jìn)程提速?！熬呱碇悄堋钡臋C(jī)器人不再是機(jī)械式地完成單一任務(wù)，而是能夠基于感知到的任務(wù)和環(huán)境進(jìn)行自主規(guī)劃、決策、行動(dòng)、執(zhí)行的新個(gè)體，語(yǔ)言交互、智能決策、自主學(xué)習(xí)、多模態(tài)感知等能力全面提升。人形機(jī)器人將逐漸從工廠走向家庭，從toB走向toC。從主流機(jī)器人廠商的戰(zhàn)略規(guī)劃來(lái)看，人形機(jī)器人將率先應(yīng)用于工業(yè)制造領(lǐng)域，積累成熟后將拓展至商用服務(wù)、家庭陪伴等場(chǎng)景。這主要是因?yàn)楣S制造場(chǎng)景相對(duì)簡(jiǎn)單、機(jī)器替人需求更加迫切，而商業(yè)和家庭場(chǎng)景復(fù)雜，對(duì)人形機(jī)器人的軟硬件要求高?！度诵螜C(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》指明特種服務(wù)、制造業(yè)、民生三大示范場(chǎng)景，擘畫(huà)2027深度融合實(shí)體經(jīng)濟(jì)。我國(guó)人形機(jī)器人應(yīng)用分兩步走：第一階段目標(biāo)為2025年在特種服務(wù)、制造業(yè)、民生領(lǐng)域率先應(yīng)用；第二階段目標(biāo)是，至2027年產(chǎn)業(yè)加速實(shí)現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展，應(yīng)用場(chǎng)景更加豐富，相關(guān)產(chǎn)品深度融入實(shí)體經(jīng)濟(jì)，成為重要的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新引擎，人形機(jī)器人深入生活未來(lái)可期。2030年人形機(jī)器人累計(jì)需求有望達(dá)200萬(wàn)臺(tái)，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間約5700億元。伴隨特斯拉Optimus落地，2025年人形機(jī)器人將步入量產(chǎn)元年，其應(yīng)用場(chǎng)景有望經(jīng)歷“特斯拉引領(lǐng)在特定領(lǐng)域工廠應(yīng)用—制造業(yè)開(kāi)始全面滲透鋪開(kāi)—成熟后走進(jìn)千家萬(wàn)戶”三個(gè)階段。根據(jù)優(yōu)必選、宇樹(shù)、小米等廠商價(jià)格，我們估計(jì)2023年人形機(jī)器人單價(jià)約80萬(wàn)元，隨后每年以15%的幅度遞減。根據(jù)以上假設(shè)，我們預(yù)計(jì)2030年人形機(jī)器人新增需求量有望達(dá)114萬(wàn)臺(tái)，對(duì)應(yīng)新增市場(chǎng)空間約3000億元。人形機(jī)器人國(guó)家頂層方案出臺(tái)，更多落地政策值得期待。2023年9月，工信部組織的2023未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新任務(wù)揭榜掛帥工作中對(duì)人形機(jī)器人的核心基礎(chǔ)、重點(diǎn)產(chǎn)品、公共支撐、示范應(yīng)用等方面提出了發(fā)展任務(wù)和目標(biāo)。2023年11月，工業(yè)和信息化部印發(fā)《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出人形機(jī)器人有望成為繼計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、新能源汽車(chē)后的顛覆性產(chǎn)品，并明確2025年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)、2027年相關(guān)產(chǎn)品深度融入實(shí)體經(jīng)濟(jì)，成為重要的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新引擎；指導(dǎo)意見(jiàn)是國(guó)家層面首個(gè)僅針對(duì)人形機(jī)器人政策方案，后續(xù)更多地方和產(chǎn)業(yè)政策值得期待。2、人形機(jī)器人拆解及產(chǎn)業(yè)鏈總覽根據(jù)特斯拉AIDay示意圖，特斯拉機(jī)器人包括40個(gè)自由度，其中有14個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、14個(gè)線性關(guān)節(jié)、12個(gè)手部關(guān)節(jié)。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)：執(zhí)行器分為三類，扭矩/質(zhì)量分別為20Nm/0.55kg、110Nm/1.62kg、180Nm/2.26kg；具體應(yīng)用部位包括肩部、大臂、小臂、腰部；主要由“驅(qū)動(dòng)器+力矩傳感器+編碼器+無(wú)框力矩電機(jī)+諧波減速器+軸承+機(jī)械離合器”組成，與協(xié)作機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊類似，通過(guò)輸入傳感器傳輸數(shù)據(jù)到驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)而控制電機(jī)，并由諧波減速器放大輸出力矩，輸出傳感器再作位置反饋、優(yōu)化算法。線性關(guān)節(jié)：執(zhí)行器分為三類，出力/重量分別為500N/0.36kg、3900N/0.93kg、8000N/2.20kg；具體應(yīng)用部分包括大臂、小臂、大腿、小腿。主要由“驅(qū)動(dòng)器+力矩傳感器+編碼器+無(wú)框力矩電機(jī)+絲杠+軸承”組成，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)無(wú)框力矩電機(jī)旋轉(zhuǎn)，再由減速元件絲杠將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。手部關(guān)節(jié)：?jiǎn)沃皇钟?個(gè)執(zhí)行器構(gòu)成，其中大拇指對(duì)應(yīng)2個(gè)執(zhí)行器，其余每個(gè)手指對(duì)應(yīng)1個(gè)執(zhí)行器。主要由“驅(qū)動(dòng)器+編碼器+傳感器+空心杯電機(jī)+行星減速箱+蝸桿蝸輪”組成，具備自適應(yīng)能力和非可逆驅(qū)動(dòng)能力，可承重20磅、使用工具、精確抓取零件。3、人形機(jī)器人市場(chǎng)發(fā)展前景2023年5月，英偉達(dá)CEO黃仁勛的一句“人工智能的下一個(gè)浪潮將是具身智能”，大幅引爆了全球“人形機(jī)器人”概念。人形機(jī)器人作為一種具有類似于人類的身體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式的智能機(jī)器人，可以模仿人類的各種行為，并且具備一定的認(rèn)知和決策智能。按照馬斯克的說(shuō)法，未來(lái)人形機(jī)器人普及程度將是汽車(chē)普及程度的10倍。近年來(lái)，美國(guó)、日本、中國(guó)等國(guó)家紛紛從降本優(yōu)化、技術(shù)突破、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈等方面爭(zhēng)先搶位，各類人形機(jī)器人呈現(xiàn)百花齊放之勢(shì)。隨著國(guó)內(nèi)外人工智能技術(shù)不斷成熟、應(yīng)用場(chǎng)景不斷開(kāi)放，人工智能與各行各業(yè)的融合更加深化。其中，人形機(jī)器人被認(rèn)為是人工智能與物理世界交互的優(yōu)質(zhì)載體和可能引爆市場(chǎng)的新質(zhì)生產(chǎn)力領(lǐng)域之一。預(yù)計(jì)到2035年，全球人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)1000億美元。在我國(guó)，相關(guān)產(chǎn)業(yè)布局正在提速。工信部去年10月印發(fā)的《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱“意見(jiàn)”）指出，加快推動(dòng)我國(guó)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，為建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)和數(shù)字中國(guó)提供支撐。意見(jiàn)還給出了我國(guó)人形機(jī)器人發(fā)展“時(shí)間表”：到2025年，人形機(jī)器人創(chuàng)新體系初步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破，確保核心部組件安全有效供給；到2027年，人形機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提升，形成安全可靠的產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈體系，構(gòu)建具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，綜合實(shí)力達(dá)到世界先進(jìn)水平。下一步，要推動(dòng)更多政策落地見(jiàn)效，進(jìn)一步營(yíng)造創(chuàng)新發(fā)展的社會(huì)環(huán)境，加大產(chǎn)學(xué)研合作力度，推動(dòng)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善、應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，構(gòu)建具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，推動(dòng)我國(guó)在人形機(jī)器人新賽道上走得快、走得穩(wěn)、走得好。項(xiàng)目可行性研