人形機器人產業(yè)2025年度投資策略：量產元年明日在途-民生證券

量產元年，明日在途——人形機器人產業(yè)2025年度投資策略人形機器人研究院證券研究報告2024年12月19日人形機器人行業(yè)大趨勢已定，硬件趨向收斂，軟件訓練開啟，2025年將是人形機器人量產元年。量產預期：?2025年為人形機器人量產元年，更是人形機器人通用能力躍升的起點，全球將有數(shù)千臺人形機器人進入工廠場景訓練。工廠訓練是破除具身智能數(shù)據(jù)不足與實用性低下之間“引力束縛”的關鍵，也是積累高質量、大規(guī)模應用數(shù)據(jù)的必要手段。?短期（3年內）人形機器人有望應用于特種場景。我們認為特種場景成本敏感度較低、遙控操作可在短期彌補具身AI不足導致的機器人自主性不足。?中期（3-5年）人形機器人有望應用于制造場景。我們認為制造場景下的通用機器人不止雙足人形一種形式，前期工廠訓練泛化后的技能同樣有望搭載于輪式機器人，制造業(yè)企業(yè)對于通用機器人形態(tài)的選擇將加入成本考量、更加因地制宜。?遠期（5年以上）人形機器人有望應用于民用場景。隨著規(guī)模效應釋放及大模型的成熟，該階段人形機器人有望降價至2萬美元/臺，同時自主性與硬件性能將大幅提升，人形機器人將真正進入人類的家庭與工作場景。投資建議：?（1）短期：海外公司產品定型及量產將近，看好國內配套產業(yè)鏈。中長期：看好國內人形機器人產業(yè)鏈崛起、科技巨頭引領下全球機器人生態(tài)共建，重視人形機器人產業(yè)鏈長期投資價值。?（2）軟件：關注具身智能技術突破性成果、人形機器人大腦及小腦環(huán)節(jié)。?（3）硬件：關注人形機器人與工業(yè)機器人產業(yè)相比的增量環(huán)節(jié)：更精密的傳感器、更高扭矩密度的電機、更高能量密度的電池、更輕量化的材料。風險提示：1）人形機器人技術迭代不及預期的風險；2）人形機器人下游需求不及預期的風險；3）人形機器人量產進度不及預期的風險。證券研究報告 01行情復盤：六輪上漲，催化密集 錄 03錄 04未來展望：量產將近，蝶變之始 證券研究報告2證券研究報告 01行情復盤：六輪行情波動，事件催化密集?2022年至今，A股人形機器人板塊經歷了六輪行情波動。過去兩年人形機器人板塊主題投資特征顯著，其中，以特斯拉Optimus為代表的人形機器人產業(yè)化進程持續(xù)深化是行情的主要驅動力，人工智能加速發(fā)展、政策出臺為重要催化劑。指數(shù)差值（右軸）一人形機器人指數(shù)（左軸）一上證指數(shù)（左軸）24.11.15華為24.11.15華為與16家企業(yè)簽訂合作框架24.10.28重23.5.16黃仁勛預言具身智能是下一波人工智能浪潮23.1.18工信部23.5.16黃仁勛預言具身智能是下一波人工智能浪潮23.1.18工信部印發(fā)“機器人+行動方案”23.11.2工信部發(fā)布《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》慶發(fā)布機器人行動計劃24.2.23FigureAI獲48億元融22.11.30ChatGPT發(fā)布資，合作ChatGPT發(fā)布24.11.28特斯拉三代靈巧手更新23.5.17OptimusGen1首次展示實景雙足行走24.12.10OptimusGen2盲走視頻23.9.2423.5.17OptimusGen1首次展示實景雙足行走24.12.10OptimusGen2盲走視頻23.9.24OptimusGen1運控能力顯著提升23.12.13OptimusGen2首秀24.10.10特斯拉We,Robot活動人形機器人驚艷亮相22.6.03馬斯克預告9月AIDay將發(fā)布T-Bot原型機24.1.16OptimusGen2展示疊衣服技能02022-04-262022-04-262022-05-132022-05-272022-06-132022-06-272022-07-112022-07-252022-08-082022-08-222022-09-052022-09-202022-10-112022-10-252022-11-082022-11-222022-12-062022-12-202023-01-042023-01-182023-02-082023-02-222023-03-082023-03-222023-04-062023-04-202023-05-092023-05-232023-06-062023-06-202023-07-062023-07-202023-08-032023-08-172023-08-312023-09-142023-09-282023-10-202023-11-032023-11-172023-12-012023-12-152023-12-292024-01-152024-01-292024-02-202024-03-052024-03-192024-04-022024-04-182024-05-072024-05-212024-06-042024-06-192024-07-032024-07-172024-07-312024-08-142024-08-282024-09-112024-09-27注：指數(shù)差值=人形機器人指數(shù)-上證指數(shù)；人形機器人指數(shù)由50支人形機器人概念股組成，采取等權重構建，相較上證指數(shù)漲跌幅以2021/01/04收盤價為基準；報：nd，工信部，TeslaOptimus官方社交媒體，馬斯克社交媒體，澎湃新聞，36氪，2023ITF大會4，重慶市政府，新浪財經，民生證券研究院2024-10-182024-10-182024-11-012024-11-152024-11-29 01行情復盤：六輪行情波動，事件催化密集?（1）概念萌芽與賽道建立：2022/04/29~2022/08/18，超額漲幅69.6%（相對上證指數(shù)）。2022年6月03日，馬斯克預告9月AIDAY將發(fā)布特斯拉人形機器人Optimus原型機。市場關于電驅動人形機器人技術方案與核心零部件矩陣的認知開始建立，但9月發(fā)布的Optimus原型機尚不能自主移動，市場普遍認為行業(yè)處于早期階段。?（2）大模型熱潮激發(fā)：2022/12/30~2023/2/10，超額漲幅14.8%。2022年11月30日，OpenAI發(fā)布ChatGPT。AI大模型的發(fā)展能夠為人形機器人智能化提供強大的技術支持，激發(fā)市場對于人形機器人落地應用的積極預期。?（3）具身智能推動：2023/5/16~2023/7/4，超額漲幅35.2%。2023年5月16日，英偉達創(chuàng)始人兼CEO黃仁勛在2023年ITF大會上提出具身智能是AI的下一個浪潮，次日，OptimusGen1首次展示實地行走視頻，人形機器人硬件與軟件利好共振，點燃市場對人形機器人即將量產的預期。?（4）政策發(fā)布與產業(yè)化預期推動：2023/10/24~2023/11/21，超額漲幅18.5%。2023年11月2日，工信部發(fā)布《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》，人形機器人產業(yè)頂層設計出臺，12月13日，特斯拉重磅發(fā)布OptimusGen2。市場基于人形機器人的小規(guī)模量產預期，重點關注具備高壁壘的行星滾珠絲杠、減速器、六維力傳感器等核心零部件環(huán)節(jié)及輕量化材料環(huán)節(jié)。?（5）海內外事件催化：2024/2/6~2024/3/20，超額漲幅30.6%。2024年1月16日，特斯拉展示2代機器人硬件方案對復雜操作的完成度，2月23日，F(xiàn)igureAI獲微軟、OpenAI等科技大廠6.75億美元融資，英偉達發(fā)布其首個人形機器人通用基礎模型。性能提升、海內外板塊投融資活躍、科技大廠積極布局人形機器人賽道等事件形成催化，在年后回暖的情況下推動此輪行情。?（6）海外量產臨近，本土蓄勢待發(fā)：2024/9/24~2024/12/12，超額漲幅95.2%。海外方面，2024年10月10日，數(shù)臺人形機器人亮相特斯拉”We,Robot”發(fā)布會，硬件結構趨向完善，馬斯克此前提出特斯拉人形機器人將在2025年實現(xiàn)小規(guī)模量產，市場預期供應鏈定點將在小規(guī)模量產前完成。國內方面，11月15日，華為成立的具身智能創(chuàng)新中心正式運營，并與16家企業(yè)簽訂合作備忘錄，本土人形機器人產業(yè)鏈進展加速，板塊進入擴散期。證券研究報告5 01行情復盤：細分賽道投資向上游延伸?2022年以來，A股市場對于人形機器人板塊的投資主要集中于硬件板塊。從細分賽道來看，隨著市場對人形機器人產業(yè)研究的深化，人形機器人產業(yè)細分板塊的投資由下游本體/關節(jié)總成向上游核心零部件/材料/制造設備延伸。圖表2：人形機器人相關硬件標的歷史漲跌幅注：漲跌幅截至12月12日，突出顯示為每時間段漲幅高于平均值的數(shù)值；資料來源：wind，民生注：漲跌幅截至12月12日，突出顯示為每時間段漲幅高于平均值的數(shù)值；資料來源：wind，民生6 01行情復盤：細分賽道投資向上游延伸?硬件端，旋轉/直線關節(jié)由于配置數(shù)量多、價值量高，在人形機器人行情早期漲幅較大。隨著人形機器人技術路線討論的深入，諧波減速器與絲杠等兼具高價值量與高技術壁壘的零部件環(huán)節(jié)收獲較高漲幅，隨后市場關注度持續(xù)向上游延伸至電機磁材、加工設備及輕量化材料等環(huán)節(jié)。?軟件端突破性進展晚于硬件，后市潛力可期。人形機器人需要搭載具身AI模型方能實現(xiàn)通用性，但是目前具身AI模型的發(fā)展尚處于起步階段、國內的算力算法正在加速發(fā)展。展望后市，具身AI的突破性進展、國產芯片的推出有望成為機器人軟件板塊的積極催化。圖表3：人形機器人核心構成圖表3：人形機器人核心構成證券研究報告7證券研究報告 02“機器之心”AI的突破是人形機器人覺醒的關鍵機器人發(fā)展的階段：?階段一：程序控制機器人，機器人只能按照提前設定好的程序步驟進行固定的工作。?階段二：自適應機器人，機器人配備傳感器等部件，能夠根據(jù)環(huán)境的變化調整自身行為。?階段三：具身智能機器人，機器人能夠與環(huán)境交互感知，自主規(guī)劃決策行動，是人工智能發(fā)展的終極形態(tài)。AIGC多模態(tài)模型作為人類與機器人溝通的橋梁，幫助機器人處理具身推理任務。機器人給予人工智能身體，讓人工智能有了直接改變物理世界的能力。AI對人形機器人的賦能主要集中在感知與決策層，Chatgpt等生成式AI可助力機器人拆解任務，同時大模型能夠提升人形機器人的仿真學習能力，可大幅提升算法訓練效率，實現(xiàn)機器人“大腦”的快速成長。圖表4：機器人由程序控制向通用智能發(fā)展圖表5：AI大模型與人形機器人是具身智能的“最佳拍檔”階段一階段二階段一階段二階段三程序控制機器人運動學模型控制、動力學模型控制自適應機器人具身智能機器人人工智能模型控制感知/理解/決策訓練AI大模型人形機器人最佳物理載體資料來源：發(fā)那科官網，非夕科技官網，宇樹科技官網，民生證券研究院資料來源：民生證券研究院繪制證券研究報告9 02人形機器人新紀元目標是由專用走向通用?歷史回顧：2021年以前的人形機器人主要面向專用場景。Tesla的Optimus并非歷史上第一款人形機器人，此前已有本田阿西莫、波士頓動力Atlas（液壓款）、優(yōu)必選Walker等明星人形機器人存在。此階段研發(fā)的人形機器人，主要目標集中于實現(xiàn)機器人對人類外形、動作的擬態(tài)，并且價格昂貴，主要用于科研、展示、教育、特種場景。?人形機器人新紀元：2021年以后，特斯拉等企業(yè)開始開發(fā)人工智能模型控制的通用機器人，目標指向大規(guī)模量產。2021AIDay，Tesla宣布要生產一款消除危險、重復和無聊的任務的人形機器人，目標定價在2-2.5萬美元，研發(fā)人形機器人的目標由科研、展覽性質轉向商業(yè)化量產。2022年11月，ChatGPT發(fā)布，人工智能領域掀起生成式AI新浪潮，人形機器人搭載生成式AI，機器人大腦智能化程度大幅提升，人形機器人代表“具身智能”，將成為人工智能與物理世界交互的橋梁。圖表6：從左到右：阿西莫、Atlas、優(yōu)必選Walker、特斯拉Opti資料來源：機器人大講堂，鳳凰網，機器之心，波士頓動力，第一財經，智東西，特斯拉官方X，民生證券研究院證券研究報告10 02機器人AI是當下人形機器人木桶效應的短板?與硬件相比，人形機器人通用AI模型的發(fā)展仍處于早期階段，是木桶效應的短板。AI大模型可以分為非具身大模型和具身大模型，當前非具身大模型算法在特定任務上表現(xiàn)出色，但在泛化到新任務或環(huán)境時表現(xiàn)不佳。人形機器人需要能夠同時處理視覺-語言-動作等多模態(tài)信息輸入的大模型。?非具身大模型：面向人機交互、內容生成，以ChatGPT、GPT-4V、Sora、GPT-4o等大模型為代表。這類模型在迭代中實現(xiàn)了由單模態(tài)文本輸入到多模態(tài)的語音、圖像、視頻等信息輸入的擴展，其輸出形式包括文本、音頻、圖像、視頻等，主要面向人類。這些大模型功能強大，但并不直接針對機器人領域。?具身大模型：直接面向機器人，以RT-2、FSD為代表。搭載具身大模型的機器人在接收物理世界的感知或接收人類指令后，能夠直接高頻輸出動作。大模型類型大模型類型單模態(tài)文本大多模態(tài)圖文多模態(tài)視頻多模態(tài)交互單模態(tài)文本大多模態(tài)圖文多模態(tài)視頻多模態(tài)交互模型大模型生成大模型大模型 輸出文本文/視頻具身大模型模型型實時視覺資料來源資料來源：智元機器人，民生證券研究院資料來源：COATUE《ThePathtoGeneral-PurposeRobots》，民生證券研究院證券研究報告11 02機器人AI是當下人形機器人木桶效應的短板機器人大模型面臨來自數(shù)據(jù)稀缺、泛化性低等方面的挑戰(zhàn)：?數(shù)據(jù)稀缺：可用于機器人訓練、對場景和交互有價值的數(shù)據(jù)量相對較小，限制了AI模型在人形機器人上的泛化能力。根據(jù)Coatue的報告，目前機器人場景數(shù)據(jù)集僅有2.4M，相較之下，文本、圖像及影響數(shù)據(jù)集大小分別達到15T、6B及2.6B。機器人大模型面對數(shù)據(jù)稀缺和現(xiàn)實數(shù)據(jù)即將耗盡的問題，較大語言模型等更加緊迫。?泛化性低：以谷歌的具身大模型RT-2為例。RT-2在谷歌辦公室的廚房測試中，任務執(zhí)行成功率接近98%，但是一旦換到施工工地、嘈雜后廚等復雜場景，成功率便驟降至30%左右。圖表9：非具身大模型與具身大模型代表示例大模型廠商說明ChatGPTforRobotics微軟幫助人機器人更好理解用戶需求和指令，提升任務執(zhí)行精準度RoboCat谷歌基于多模態(tài)大模型Gato開發(fā)而成，將Gato架構與大量圖像序列和人形機器人手臂動作訓練數(shù)據(jù)集集合，解決不同任務谷歌接受網絡信息和圖像，訓練人形機器人執(zhí)行任務VoxPoser斯坦福李飛飛團隊從大語言模型和視覺-語言模型提取機會和約束，構建3D地圖，零樣本情況下，理解指令，分解任務，規(guī)劃路徑谷歌Deepmind特定任務工作效率是同類型機器人的三倍，可執(zhí)行未訓練動作Eureka英偉達自主編寫獎勵算法訓練人形機器人，學習復雜運動控制能力阿里云機器人大腦阿里云賦予人形機器人知識庫問答、工藝流程代碼生成、機械臂軌跡規(guī)劃、3D目標檢測和動態(tài)環(huán)境理解等能力華為盤古大模型華為提升人形機器人語義理解、動態(tài)、多模態(tài)信號理解等能力資料來源：COATUE《ThePathtoGeneral-PurposeRobots》，民生證券研究院資料來源：億歐智庫，民生證券研究院證券研究報告12 02類比自動駕駛技術，具身智能技術處于G2-G3階段?借鑒自動駕駛從L1到L5的技術分級體系，智元機器人對具身智能技術演進路線進行了G1至G5的劃分。目前，具身智能技術演進達到G2階段，正在向G3階段演進。具身大模型迭代的長期目標是人工僅負責裁決，機器可以自實現(xiàn)感知-決策-執(zhí)行的閉環(huán)。類比自動駕駛技術的演進進程，預計2035年有望達到G5階段。高度自動駕駛車輛在特定地理區(qū)域或預定高度自動駕駛車輛在特定地理區(qū)域或預定義路段上能夠完全自主地執(zhí)行駕駛任務，無需駕駛員干預自動駕駛技術演進有條件自動駕駛車輛在特定條件下可以完全自主地執(zhí)行駕駛任務，在系統(tǒng)請求時駕駛員需要對車輛自動駕駛技術演進有條件自動駕駛車輛在特定條件下可以完全自主地執(zhí)行駕駛任務，在系統(tǒng)請求時駕駛員需要對車輛進行接管控制駕駛輔助駕駛員始終監(jiān)控車輛和道路，并準備隨時接管控制完全自動駕駛車輛能夠在任何地理區(qū)域和路況下完全自主地執(zhí)行所有駕駛任務，不需要駕駛員干預部分自動駕駛駕駛員放松部分操作，仍然需要持續(xù)監(jiān)控和準備接管車輛具身智能技術演進AGI階段感知決策執(zhí)行的端到端大模型認知推力規(guī)劃大模型通用操作大模型，端到端操作人90%車10%人60%車40%人具身智能技術演進AGI階段感知決策執(zhí)行的端到端大模型認知推力規(guī)劃大模型通用操作大模型，端到端操作基礎自動化感知人工編排基礎自動化感知人工編排執(zhí)行任務編排大模型分類相似場景的泛化，提煉反復可用的原子動作（抓取位姿估計、機械臂控制等）認知推力規(guī)劃大模型通用跨類別技能的泛化（抓、放、遞等），端到端技能人工人工100%機器0%資料來源：樸津智能，智元機器人，民生證券研究院繪制人工50%機器50%2026年（預計）人工80%機器20%2024年人工20%機器80%2030年（預計）人工1%機器99%2035年（預計）類比PC發(fā)展歷程，人形機器人的崛起有望成為智能化革命的源頭?回顧PC行業(yè)的發(fā)展歷程，1975年至1986年是關鍵的十年，核心是完成了硬件和軟件的深度結合。Intel微處理器的出現(xiàn)使計算機的體積大幅縮小，操作系統(tǒng)的發(fā)展與完善讓普通程序員也能編程，PC基座的通用性提升，適合大眾使用的工具和應用被開發(fā)出來，推動了PC的普及。?類比PC行業(yè)，人形機器人目前所處階段與微型計算機的關鍵十年具有相似性，機器人和AI的融合類似于PC行業(yè)硬件與軟件結合所帶來的革命性突破。硬件方面，已經出現(xiàn)了Optimus、Figure02等人形本體；軟件方面，算法和程序正不斷突破，機器人世界模型的基本框架正在構建；此外，普通大眾對人形機器人的興趣越來越濃厚，“機器人咖啡”等局部場景的應用正在建立起大眾對于人形機器人的認知。信息化革命之后，人形機器人的崛起有望成為新一輪智能革命的源頭。圖表12：1975-1986年微型計算機硬件：大型主機形態(tài)軟件：工程師編寫龐大算法代表：硬件：大型主機形態(tài)軟件：工程師編寫龐大算法代表：EDVAC銷量超過1600萬臺硬件：依靠微處理器，體積大幅縮小軟件：出現(xiàn)多樣化編程語言與軟件開發(fā)集成電路計算機時代1975年微型計算機出現(xiàn)1986年集成電路計算機時代1975年微型計算機出現(xiàn)1986年1975：微軟為Altair8800開發(fā)BASIC編輯器1975：微軟為Altair8800開發(fā)BASIC編輯器出電子表格軟件VisiCalc1985：微軟發(fā)布Windows1.01981：微軟為IMBPC開1985：微軟發(fā)布Windows1.01981：微軟為IMBPC開發(fā)MS-DOS操作系統(tǒng)資料來源：微軟官網，美國國家博物館，人民郵電出版社，新浪科技，ArsTechnica，民生證券研究院繪制證券研究報告14 02短期：工廠是人形機器人的理想真實訓練場景?工廠環(huán)境相對高標準化、高流程化、高度封閉穩(wěn)定，是人形機器人早期訓練學習的理想真實場景。人形機器人發(fā)展早期階段存在“不具備實用性→無法形成商業(yè)化規(guī)模→無法收集足夠的學習數(shù)據(jù)→無法提升技能與性能→不具備實用性”的發(fā)展“悖論”，數(shù)據(jù)的缺乏制約了人形機器人算法模型的訓練和進化。工廠具備高標準化、高流程化、高度穩(wěn)定等特點，能夠為人形機器人提供高質量、大規(guī)模的實際應用數(shù)據(jù)，再進一步泛化至更多通用場景。目前，已有多家人形機器人企業(yè)與汽車企業(yè)達成合作，將人形機器人部署汽車裝配流水線中，執(zhí)行搬運、質檢等工作。?短期來看，人形機器人進入工廠是為了訓練與提升通用性；中期來看，工廠中的通用機器人可能會以更多形態(tài)出現(xiàn)。馬斯克預測到2025年，或有超過1000臺Optimus進入特斯拉車間。我們認為，人形機器人可收集數(shù)據(jù)的維度相較于輪式機器人更多，是早期進行訓練的理想形態(tài)，經過工廠訓練、通用性提升后，其技能未來可泛化至輪式機器人等更多形態(tài)，最終制造業(yè)工廠對于通用機器人的布局或會考慮更多成本因素，并根據(jù)需求配置不同形態(tài)的智能機器人。圖表13：人形機器人產業(yè)存在的現(xiàn)實“引力束縛”圖表14：部分人形機器人與車企合作情況產品特斯拉-Optimus智元-遠征A1Figure-Figure01優(yōu)必選-WalkerSApptronik-Apollo機器人形態(tài)首次發(fā)布日期2022.09（原型機）2023.082023.102023.122023.08合作車企特斯拉比亞迪寶馬蔚來梅賽德斯·奔馳預計落地時間2025H12024H22025H12024H12024H2作業(yè)場景融入汽車生產線幾乎所有流程輪式為主，融入底盤裝配、外觀檢測等生產流程融入車身車間、鈑金車間和倉庫在內的生產流程融入質檢工序、車標貼裝工序等生產流程車輛零件檢查、將零件送至生產線供人類工人組、交付裝配好的零件箱等資料來源：阿里研究院，民生證券研究院資料來源：民生證券研究院整理 02短期：特種場景有望較早實現(xiàn)人形落地?2023年11月2日，工業(yè)和信息化部發(fā)布《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》中，強調人形機器人整機產品在特種、制造、民生服務等場景得到示范應用。目前，已有大批人形機器人產品推出，如何實現(xiàn)商業(yè)化落地、能否實現(xiàn)規(guī)?；慨a仍是目前的痛點問題。?我們從以下四點出發(fā)，對人形的應用場景進行考量：運動控制能力要求、場景復雜度、成本敏感度、安全要求度。其中，要求較低/中等/較高分別計1分/2分/3分，加總得分較越高的場景需攻破越多的技術壁壘，實現(xiàn)規(guī)?；瘧玫臅r點會越靠后。?通過分析人形機器人的典型應用場景，我們認為人形機器人短期（1-3年）會落地于極端作業(yè)場景，中期（3-5年）將延伸于工業(yè)制造場景，遠期（5年以上）有望進入民用場景。特種場景人形機器人替代人工在危險/惡劣環(huán)境下執(zhí)行任務，如火災救援、能源化工，地震救援、水下／太空作業(yè)等。短期內，人形機器人不能實現(xiàn)完全自主性，在人類操作員遠程操作下依然可以執(zhí)行任務。例如，在人類消防員的遠程操作下，人形機器人特種場景人形機器人替代人工在危險/惡劣環(huán)境下執(zhí)行任務，如火災救援、能源化工，地震救援、水下／太空作業(yè)等。短期內，人形機器人不能實現(xiàn)完全自主性，在人類操作員遠程操作下依然可以執(zhí)行任務。例如，在人類消防員的遠程操作下，人形機器人工業(yè)場景汽車制造有望作為首要落地制造業(yè)場景，質量檢測、零部件組裝為明確需求場景。工廠環(huán)境相對可控且規(guī)?；瘶藴矢撸芍裼脠鼍凹彝ヅ惆?、家務服務、康健等。該階段，人形機器人整體交互性以及靈活性大幅提升、情感分析更貼合家庭場景`、能夠適應運控能力要求場景復雜度成本敏感度安全要求度特種場景較低，初期特種人員可接管航空航天等環(huán)境復雜多變且具有不可較低，人形機器人本就是替代人類完成工作6標準化程度較高較低，工廠環(huán)境標準化程度較高，地面一般較為平整業(yè)區(qū)域與非作業(yè)7較高，家用等場雜性很高環(huán)境較工廠復雜度較高，人形機器人家庭或商業(yè)環(huán)境中與人類近距資料來源：民生證券研究院整理資料來源：億歐智庫，民生證券研究院整理證券研究報告16 02短期：特種場景有望較早實現(xiàn)人形落地?以火災救援為例：火災作為一種突發(fā)性強、破壞力大的災害，其迅速蔓延的火勢和有毒煙霧往往給救援工作帶來巨大挑戰(zhàn)，人形機器人有望成為火災救援中的得力助手。圖表17：人形機器人火災救援場景分析圖表18：意大利WALK-MA搜救被困人員?搜救被困人員?深入搜救：在火勢較大或煙霧濃密的區(qū)域，人形夠代替救援人員深入搜救被困人員，降低人員傷亡風險。?生命探測：利用生命探測儀等設備，機器人能?物資輸送：在搜救過程中，機器人還可攜帶氧氣包等救援物資，為被困人員提供必要的生存支持。危險環(huán)境作業(yè)?高溫作業(yè)：人形機器人具有良好的隔熱性?有毒氣體環(huán)境：通過內置的過濾系統(tǒng)和防護裝備，能在有毒氣體環(huán)境中持續(xù)作業(yè)，減輕救援人員的負擔。?復雜地形穿越：在火災現(xiàn)場，可能存在倒塌的裂的橋梁等復雜地形。人形機器人憑借其優(yōu)越的機動性和靈活性，能夠輕松穿越這些障礙，執(zhí)行救援任務?，F(xiàn)場探測與評估?實時圖像傳輸：人形機器人的高清攝像頭和紅外夠實時傳輸火災現(xiàn)場的圖像和溫度分布，為救援指揮中心提?環(huán)境參數(shù)監(jiān)測：通過集成的傳感器，機器人還能監(jiān)測火場內的有毒氣體濃度、氧氣含量等關腱環(huán)境參數(shù)，為救援人員提?快速評估：基于收集到的數(shù)據(jù)，機器人能迅速進行火災規(guī)模火源定位與隔離?精準定位：利用熱成像和圖像識別技術，人形機器人能夠迅?輔助滅火：部分機器人還可攜帶簡易滅火裝置，如干粉滅火?隔離火源：在條件允許的情況下，機器人置隔離帶，防止火勢進一步擴大。資料來源：茶派科技《人形機器人應急救援場景應用研究報告》，民生證券研究院資料來源：electronicspecifier，民生證券研究院證券研究報告17 02長期：人形機器人有望緩解勞動力短缺問題人形機器人有望緩解人口老齡化帶來的勞動力短缺問題。?人形機器人替代及緩解用工荒是未來的趨勢。全球范圍來看，經濟增長和老齡化加深是兩個并行的大趨勢，其中經濟增長帶來勞動力需求，老齡化加深減少勞動力供給。世界銀行數(shù)據(jù)顯示，早在2002年，全球65歲以上人口占總人口比重已經超過7%，2023年全球65歲以上人口占總人口比重達到了10.03%，老齡化持續(xù)加深將會對勞動力供給數(shù)量和勞動參與率造成負向影響。以特斯拉人形機器人為例，若未來可以將每臺人形機器人的成本控制在2-3萬美元，并且可以替代人類從事不愿意的、重復的、機械的工作，有利于填補勞動力需求缺口，緩解制造業(yè)和服務業(yè)的用工難問題?！?5歲以上人口占總人口比重（%）：左軸——GDP同比增長（%）：右軸8650生產制造及有關人員社會生產服務和生活服務人員辦事人員和有關人員資料來源：Wind，民生證券研究院資料來源：人力資源社會保障部，民生證券研究院證券研究報告18 02長期：機器人代人有望提升生產效率人形機器人有望降低企業(yè)用工成本，提升工業(yè)自動化效率。?我國工業(yè)機器人成本持續(xù)下降，機器代人的可行性增大。從工業(yè)機器人價格方面來看，1996年-2021年，我國工業(yè)機器人進口均價已經由4.76萬美元/臺下降到1.34萬美元/臺，工業(yè)機器人價格不斷下降、制造業(yè)工資不斷上升之間形成的剪刀差正在不斷擴大，考慮到機器代人所帶來的效率和安全性等方面的提升，目前機器換人已經具備較高性價比。?美國工業(yè)機器人造價越來越便宜。根據(jù)ARK的數(shù)據(jù)，預計由2019年到2025年，工業(yè)機器人的單位成本將下降50%-60%，每臺工業(yè)機器人的成本將低于11000美元。圖表21：我國工業(yè)機器人及人工成本對比圖表22——制造業(yè)就業(yè)人員平均工資（萬元，左軸）864206543210資料來源：Wind，民生證券研究院資料來源：ARKINVEST，民生證券研究院證券研究報告19 02長期：人形機器人的市場空間廣闊人形機器人市場空間廣闊。?根據(jù)AverageSalarySurvey統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2024年7月，在美國從事制造業(yè)的工人平均年薪為6萬美元左右。根據(jù)馬斯克對于Optimus量產價格不高于3萬美元的預期，若人形機器人能夠實現(xiàn)對制造業(yè)工人1：1的替代，在人形機器人大規(guī)模量產后使用機器代人的回本周期為0.5年。?根據(jù)弗若斯特沙利文的資料，預計自2022年至2028年，全球及中國的智能服務機器人解決方案市場的市場規(guī)模預計將分別以17.8%及23.5%的復合年增長率由235億美元及人民幣516億元增至628億美元及人民幣1,832億元。資料來源：CEICdata，民生證券研究院證券研究報告20證券研究報告 03投資先行，人形機器人垂類成為投資熱土特點一：機器人板塊中人形機器人融資占比結構性上升?海外情況：2024年海外機器人板塊融資反彈。在過去的2022年和2023年，全球科技板塊融資經歷了寒冬期，機器人作為資源密集型產業(yè)受到尤為嚴重的影響，根據(jù)Pitchbook統(tǒng)計，2022年及2023年海外（美國、歐洲、以色列）機器人融資額分別約為128億美元（同比-32%）及85億美元（同比-34%）。這一情況在2024年得以改善，根據(jù)Pitchbook統(tǒng)計，截止2024年8月，機器人板塊總融資近126億美元，已超過2023年全年融資額。?人形機器人融資占比結構性提升。通常，機器人板塊的融資分為基礎組件（傳感器、雷達等支持組件）、垂直機器人（應用于特定垂直領域的機器人）及自動駕駛三個板塊。Pitchbook數(shù)據(jù)顯示，截至2024年8月，海外人形機器人領域融資規(guī)模達到8億美元，較2023年的1億美元增長數(shù)倍，占整個機器人板塊融資金額的比例由2023年的1%提升至6%，人形機器人已成為機器人板塊的最新熱門投資賽道。圖表24：截止2024年8月，海外人形機器人融資額顯著提升（單位：十億美元）圖表25：24年上半年，融資金額較大的各類型機器人公司（單位：億美元）876543210工作場所機器人手術機器人人形機器人876543210工作場所機器人手術機器人人形機器人注：圖中數(shù)據(jù)僅包含美國、歐洲及以色列三個地區(qū)的機器人融資；資料來源：資料來源：F-Prime，Pitchbook，民生證券研究院資料來源：Cruchbase，民生證券研究院證券研究報告22 03投資先行，人形機器人垂類成為投資熱土特點一：機器人板塊中人形機器人融資占比結構性上升?國內情況：人形機器人賽道投資熱度顯著上升，今年融資總額有望超過80億元。根據(jù)高工機器人統(tǒng)計，2023年全年，國內人形機器人相關的融資事件共19件，融資金額達到26億元，截至2024年10月，今年國內人形機器人領域共發(fā)生55起融資事件，較23年有近2倍的增長，融資金額已達到67.6億元，較23年增長160%。保守估計，今年國內人形機器人領域的融資總額將超過80億元。?本體硬件融資與具身智能融資雙線開花。除人形機器人本體企業(yè)（如宇樹科技、優(yōu)必選等）外，2024年，以具身智能和機器人模型為亮點的初創(chuàng)企業(yè)也同樣受到資本市場的青睞。究其原因，機器智能仍是制約人形機器人能夠提升通用性與自主性、實現(xiàn)量產與商業(yè)化應用的重要因素。銀河通用、智元機器人、星海圖、千尋智能等具備“具身智能”業(yè)務布局的初創(chuàng)企業(yè)在2024年收獲了亮眼的融資表現(xiàn)。圖表26：截止2024年10月，國內人形機器人融資數(shù)量顯著提升（單位：十億美元）圖表27：2024年四季度人形機器人領域融資事件較前三季度顯著提升（單位：例）左軸：融資案例數(shù)量（例）左軸：融資金額（億元）321020222023資料來源：高工機器人，民生證券研究院資料來源：企查查，天眼查，高工機器人，民生證券研究院，民生證券研究院證券研究報告23 03投資先行，人形機器人垂類成為投資熱土特點二：科技巨頭、車企、地方國資積極入局?海外：微軟、英偉達、亞馬遜等科技巨頭投資人形機器人企業(yè)。今年以來，海外人形機器人融資除PE/VC等機構積極參與外，硅谷的科技巨頭也紛紛加入人形機器人投資，F(xiàn)igureAI于2024年2月獲得微軟、英偉達、亞馬遜等科技巨頭的6.75億美元輪融資，為今年海外人形機器人領域最大的一筆融資。亞馬遜創(chuàng)始人貝佐斯通過個人及其投資公司BezosExpeditions還投資了機器人大模型公司SkildAI、機器人大腦初創(chuàng)公司PhysicalIntelligence等初創(chuàng)企業(yè)。?國內：科技大廠、地方國資、傳統(tǒng)車企積極入局。科技大廠方面，阿里、美團、百度、聯(lián)想、科大訊飛等科技大廠投資了人形機器人企業(yè)；地方國資方面，北京機器人產業(yè)發(fā)展基金、上海人工智能產業(yè)基金、深創(chuàng)投等地方國資在今年加大了對人形機器人企業(yè)的投資力度；傳統(tǒng)車企方面，上汽創(chuàng)投和北汽產投均投資了智元機器人及其他人形機器人企業(yè)。圖表28：2024年海外科技大廠參與的參投科技公司及旗下基金參投科技公司及旗下基金4億美元亞馬遜創(chuàng)始人貝佐斯、OpenAI亞馬遜創(chuàng)始人貝佐斯微軟、英偉達資料來源：Crunchbase，科創(chuàng)板日報，新浪財經，民生證券研究院人形機器人企業(yè)智元機器人北汽產投銀河通用、智元機器人、帕西尼感知逐際動力、星海圖銀河通用、宇樹機器人星海圖、智元機器人科大訊飛銀河通用、靈童機器人北京機器人產業(yè)發(fā)展基金宇樹機器人、銀河通用地方國資上海人工智能產業(yè)基金銀河通用銀河通用、樂聚機器人、因時機器人科技大廠科技大廠資料來源：智東西，深觀啟元，機器人大講堂，創(chuàng)業(yè)資本匯，民生證券研究院證券研究報告24 03政策支持，國內人形機器人產業(yè)集群初現(xiàn)?國家頂層設計發(fā)布，支持人形機器人產業(yè)發(fā)展。2023年11月2日，工業(yè)和信息化部發(fā)布《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》，指出人形機器人已成為科技競爭的新高地、未來產業(yè)的新賽道、經濟發(fā)展的新引擎，并提出兩項發(fā)展目標：（1）到2025年：人形機器人創(chuàng)新體系初步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關鍵技術取得突破，確保核心部組件安全有效供給。整機產品達到國際先進水平，并實現(xiàn)批量生產，在特種、制造、民生服務等場景得到示范應用，探索形成有效的治理機制和手段。培育2-3家有全球影響力的生態(tài)型企業(yè)和一批專精特新中小企業(yè)，打造2-3個產業(yè)發(fā)展集聚區(qū)，孕育開拓一批新業(yè)務、新模式、新業(yè)態(tài)。（2）到2027年：人形機器人技術創(chuàng)新能力顯著提升，形成安全可靠的產業(yè)鏈供應鏈體系，構建具有國際競爭力的產業(yè)生態(tài)，綜合實力達到世界先進水平。產業(yè)加速實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展，應用場景更加豐富，相關產品深度融入實體經濟，成為重要的經濟增長新引擎。?各地政策密集出臺，人形機器人區(qū)域產業(yè)集群初現(xiàn)。2024年以來，各地方密集發(fā)布人形機器人相關政策，國內已形成自上而下的政策體系，北京、上海、廣東等地已初現(xiàn)人形機器人產業(yè)集群。圖表30：2023年以來，國家及地方人形機器發(fā)文日期省市/國家政策名稱工業(yè)和信息化部《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》2024/1/1工業(yè)和信息化部《關于推動未來產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》地方層面政策文件2023/6/1《上海市推動制造業(yè)高質量發(fā)展三年行動計劃（2023-2022023/6/1《北京市機器人產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動方案(2023-2025年)》2023/8/1《北京市促進機器人產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干措施》《廣東省培育智能機器人戰(zhàn)略性新興產業(yè)集群行動計劃（22024/4/1《江蘇省機器人產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動方案》2024/4/1《山東省促進人形機器人產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展實施方案（2024-2027年）》2024/9/1《浙江省人形機器人產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展實施方案（2024—2027年）》2024/10/1《重慶市“機器人+”應用行動計劃（2024—2027年）》《安徽省人形機器人產業(yè)發(fā)展行動計劃（2024—2資料來源：工信部官網，各地方政府信息公開官網，民生證券研究院證券研究報告25 03政策支持，國內人形機器人產業(yè)集群初現(xiàn)?政策大力支持下，各地建立人形機器人創(chuàng)新中心，搶占人形機器人產業(yè)發(fā)展先機。人形機器人創(chuàng)新中心可以在一定程度上匯集區(qū)域內前沿技術、高精尖人才、資本等資源，幫助孵化人形機器人初創(chuàng)企業(yè)，縮短人形機器人產業(yè)前沿學術研究與商業(yè)轉化間的距離。?目前，各地人形機器人創(chuàng)新中心成果豐富，已培育出人形機器人“天工”（北京）、“領航者2號”（浙江）、“貢嘎一號”（成都）、“啟江二號”（安徽）等人形機器人整機。資料來源：新華網，寧波市政府官網，廣東省工業(yè)和信息化廳，安徽省科學技術廳，川觀新聞，上觀新聞，民生證券研究院證券研究報告26 03日新月異，人形機器人發(fā)展進入快車道?隨著政策支持、產業(yè)入局和技術成熟，海內外人形機器人產業(yè)均進入發(fā)展的快車道。2022年以后，人形機器人產品如雨后春筍涌現(xiàn)。海外重點企業(yè)人形機器人產品國內重點企業(yè)人形機器人產品品牌/產品AgilityRobotTESLAFigureAlApptronikBostonDynamic1XTech.小米優(yōu)必選星動紀元宇樹科技智元機器人傅利葉銀河通用達闥樂聚開普勒先行者天鏈機器人星塵智能產品名稱DigitOptimusFigure01/02ApolloAtlas電動版NEOCyberOneWalkerS小星UnitreeH1/G1遠征A2GR-1/2GalbotXR-4夸父T1AstribotS1公布時間2019年2022年2022年2023年2024年2024年2022年2023年2023年2023年2023年2023年2023年2023年2023年2023年2024年2024年技術路線電驅電驅電驅電驅電驅電驅電驅電驅電驅電驅電驅電驅電驅電驅電驅電驅電驅電驅身高/體重150-160cm/48kg173cm/56kg170cm/60kg172cm/72.5kg150cm/80kg165cm/30kg177cm/52kg170cm166cm/46kg180cm/47kg175cm/53kg165cm/60kg173cm168cm/65kg150cm/45kg178cm/85kg160cm/43kg未知有效負載18kg20kg20kg25kg11kg20kg20kgN/AN/AN/A10kg50kgN/AN/AN/AN/A145kgNA自由度30個28個41個30個28個N/A21個N/AN/A18個49個44個20+60+26個40個71個20+最大速度N/A約3km/h4.32km/h5.47km/h5.4km/h12km/h3.6km/hN/AN/A11.88km/h7km/h5km/hN/A5km/h4.6km/hN/AN/AN/A核心部件反屈膝高負載設計旋轉執(zhí)行器+直線執(zhí)行器+純視覺FSD旋轉執(zhí)行器+OpenAI硬件+算法液壓執(zhí)行器/旋轉執(zhí)行器無齒輪設計+OpenAl自研MiSense深度視覺模組硬件+算法硬件+算法硬件+算法自研關節(jié)電El-Brain自研高爆發(fā)電機，行星+諧波模組輪式底盤+軟硬件一體自研達闥云腦自研一體化關節(jié)、開源鴻蒙自研高爆發(fā)電機+算法超輕量一體化關節(jié)腱繩+中置集中驅控交付進度工廠應用工廠測試工廠測試工廠測試原型機原型機原型機商業(yè)測試原型機已上市原型機已上市已上市原型機已上市原型機原型機原型機應用場景物流、工廠制造工廠通用場景倉庫、工廠研發(fā)平臺通用場景通用場景工業(yè)場景通用場景通用場景通用場景工廠、科研醫(yī)療通用場景通用場景特種領域工廠、科研工業(yè)場景AI機器人助理資料來源：各公司官網，億歐，澎湃新聞，民生證券研究院證券研究報告27 特斯拉Optimus引領行業(yè)發(fā)展，硬件方案逐漸收斂，自主性逐步提升。?2021年8月，Tesla人形機器人概念首次提出，2022年2月驗證機誕生，9月原型?2023年5月，Optimus已經擁有電機扭矩控制能力、環(huán)境探索與記憶、基于?2023年9月24日，Optimus搭載了純視覺的端對端學習方案，運控更加細膩?2023年12月13日，特斯拉發(fā)布Optimus2代，穩(wěn)定性、靈活?2024年2月24日，Optimus?2024年5月5日，Optimus2代完全靠視覺輔助和人類示范進?2024年10月17日，Opitmus2代可以自行充電、上下樓?2024年11月28日，特斯拉展示3代靈巧手設計，驅動關節(jié)移向小臂，抓取速?2024年12月10日，特斯拉更新Optimus戶外盲走視頻，“小腦”能力提資料來源：特斯拉官方社交媒體，民生證券研究院資料來源：特斯拉官方社交媒體，民生證券研究院證券研究報告2804.未來展望：量產將近，蝶變之始證券研究報告 042025年有望成為人形機器人量產元年?根據(jù)馬斯克的預測，人形機器人達到100萬臺大規(guī)模量產之后，售價可降至2-2.5萬美元，即不高于一輛汽車的售價，具有可大規(guī)模推廣的性價比基?以100萬臺量產后成本2萬美元（14.6萬元人民幣）為預期對人形機器人核心硬件的成本進行拆分，預計包括旋轉執(zhí)行器、線性執(zhí)行器、靈巧手及六維力傳感器在內的人形機器人本體核心硬件成本將達到10.10萬元，占總成本的69%。其中，靈巧手、六維力傳感器、行星滾柱絲杠、諧波減速器為高價值量零部件，且存在較大的降本空間。?人形機器人量產臨近，智元機器人、特斯拉已給出明確的交付預期。目前，智元機器人已開啟通用機器人的商用量產，預計2024年底交付千臺。特斯拉預計2025年將有幾千臺人形機器人投入工作，正式商業(yè)化量產將于2026年開啟。我們認為，2025年將是人形機器人的量產元年，預計全球將有數(shù)千臺人形機器人進度工廠場景訓練。工廠場景訓練有望推動人形機器人泛化能力的提升，因此2025年也將是人形機器人通用能力躍升的起點。身體執(zhí)行器數(shù)量單價/元價值量/萬元旋轉執(zhí)行器無框電機諧波減速器力矩傳感器雙編碼器線性執(zhí)行器無框電機行星滾柱絲杠梯形絲杠4編碼器2六維力傳感器4資料來源：愛采購，阿里巴巴，智研咨詢，智東西，民生證券研究院測算證券研究報告304.1更高能量密度電池：運行時長與安全性的保障?續(xù)航不足是制約人形機器人工作時長的主要因素。根據(jù)Tesla2022AIDAY公布的數(shù)據(jù)，OptimusGen1搭載2.3kWh電池組，機器人快走時功率為500w，在該狀態(tài)下續(xù)航時間為4.6小時。若機器人進行有負載的活動（例如在工廠中搬運），則續(xù)航時間會隨功率的提升進一步下降。?電池按原理類型可分為鋰電池、鎳氫電池、以及鉛酸電池。其中，鋰離子電池因其高能量密度與長壽命優(yōu)勢被廣泛應用。隨著固態(tài)電池、鈉離子電池等新型電池技術的出現(xiàn)，人形機器人用電池正朝著更輕、能量密度更高、壽命更長的方向發(fā)展，未來能量密度有望達到600Wh/kg。以固態(tài)電池為例，在減輕整體重量、增強運動靈活性的同時，保證了安全性和運行時間，無需再頻繁充電，有望極大地提升機器人的實用性和工作效率。性能鋰電池鎳氫電池性能鋰電池鎳氫電池資料來源：電池中國網、格瑞普電池、UfineBlog、VARTA、華經情報網、索比光伏、juda、36Kr，民生證券研究院資料來源：電池中國網、格瑞普電池、UfineBlog、VARTA、華經情報網、索比光伏、juda、36Kr，民生證券研究院證券研究報告資料來源：murata，民生證券研究院4.2更多樣的傳感器：視覺傳感器?視覺傳感器作為人形機器人的“眼睛”，根據(jù)圖像信息獲取維度、處理數(shù)據(jù)類型的不同，可劃分為2D視覺與3D視覺。2D視覺通過工業(yè)相機來獲取平面圖片，基于物體的平面特征進行分析，但無法獲取空間坐標信息。3D視覺能夠采集視野內空間每個點位的三維坐標信息，通過算法獲取三維立體成像，并分析出目標在空間中的位置、形狀、體積、平面度等信息。資料來源：murata，民生證券研究院?人形機器人視覺傳感技術主要使用多目立體視覺和iToF法。多目立體視覺最少使用3個攝像頭即可實現(xiàn)，用單個或多個相機從多個視點獲取同一個目標場景的多幅圖像，重構目標場景的三維信息，（誰在用）。iToF是指時間往返行程采用時間選通光子計數(shù)器或電荷積分器外推獲得，從而不需要精準計時的方案，可以實現(xiàn)面積范圍成像，小米正是使用該方案。?國內人形機器人企業(yè)基本采取多器件融合方案。例如追覽通用人形機器人搭載深度相機；優(yōu)必選WalkerX采用多自視覺傳感器與Coarse-to-fine多層規(guī)劃算法；小米Cyberone采取MiSense空間視覺模組與深度相機結合方案；宇樹科技UnitreeH1采取3D激光雷達與深度相機結合方案。圖表39：中國人形機器人企業(yè)視覺方案對比攝像頭純視覺路線攝像頭純視覺路