人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告（2024年）

人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告前 言目 錄一、人形機(jī)器人的內(nèi)涵和發(fā)展歷程 1（一）人形機(jī)器人的內(nèi)涵 1（二）人形機(jī)器人的分類(lèi) 2（三）人形機(jī)器人發(fā)展歷程 4二、人形機(jī)器人的技術(shù)演進(jìn) 6（一）人形機(jī)器人技術(shù)高度集成，多角度實(shí)現(xiàn)對(duì)人模仿 6（二）人形機(jī)器人整機(jī)加速發(fā)展，創(chuàng)新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn) 7（三“大腦”技術(shù)路線并行探索，具備初階人類(lèi)腦力 9（四“小腦”加載人工智能技術(shù)，運(yùn)動(dòng)方式更加擬人 13（五“肢體”多技術(shù)融合發(fā)展，技術(shù)路線逐步收斂 16三、人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析 22（一）人形機(jī)器人處于發(fā)展初期，未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模巨大 22（二）人形機(jī)器人潛在應(yīng)用豐富，全面覆蓋生產(chǎn)生活 24（三）人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈初步形成，正在持續(xù)優(yōu)化發(fā)展 31（四）人形機(jī)器人是近年融資熱點(diǎn)，受到各界資本青睞 33（五）人形機(jī)器人外溢效益明顯，與多產(chǎn)業(yè)相互促進(jìn) 34（六）安全倫理問(wèn)題備受關(guān)注，需加強(qiáng)政策引導(dǎo)及規(guī)范預(yù)研 35四、人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)未來(lái)展望 36圖目錄圖1人形機(jī)器人的特點(diǎn) 2圖2人形機(jī)器人的分類(lèi)（按形態(tài)劃分） 3圖3人形機(jī)器人的分類(lèi)（按功能劃分） 4圖4人形機(jī)器人發(fā)展階段圖 6圖5人形機(jī)器人的組成 7圖6人形機(jī)器人三大執(zhí)行機(jī)構(gòu) 18圖7人形機(jī)器人五個(gè)發(fā)展等級(jí) 22圖8人形機(jī)器人各等級(jí)主要應(yīng)用場(chǎng)景和規(guī)模預(yù)期 24圖9近4年全球人形機(jī)器人重點(diǎn)本體公司投融資情況 34圖10人形機(jī)器人商業(yè)化落地的三個(gè)階段 36一、人形機(jī)器人的內(nèi)涵和發(fā)展歷程（一）人形機(jī)器人的內(nèi)涵”“”和“來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院圖1人形機(jī)器人的特點(diǎn)對(duì)“人形有必要通過(guò)外形的擬人設(shè)計(jì)賦予機(jī)器人等同人類(lèi)的“通用能力”，是“”還是““大腦”人形”人形”（二）人形機(jī)器人的分類(lèi)/擬人化功能。按形態(tài)劃分，目前主流的人形機(jī)器人可以分成三個(gè)大類(lèi)：來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院圖2人形機(jī)器人的分類(lèi)（按形態(tài)劃分）特種娛樂(lè)來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院圖3人形機(jī)器人的分類(lèi)（按功能劃分）（三）人形機(jī)器人發(fā)展歷程萌芽探索階段（206090年代）WL和集成發(fā)展階段（2010年）這一時(shí)期以感知和智能控制整合為主要特點(diǎn)，本田公司的ASIMO境的基本信息，并根據(jù)感知輸入做出簡(jiǎn)單判斷并調(diào)整動(dòng)作。ASIMO2000并主動(dòng)調(diào)整重心，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎時(shí)的流暢行走。高動(dòng)態(tài)發(fā)展階段（20102022年）ASIMO智能化發(fā)展階段（2022年——）“”O(jiān)ptimus來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院圖4人形機(jī)器人發(fā)展階段圖二、人形機(jī)器人的技術(shù)演進(jìn)（一）人形機(jī)器人技術(shù)高度集成，多角度實(shí)現(xiàn)對(duì)人模仿大腦”、小腦和肢體”三大腦”“小腦”O(jiān)perating“肢體負(fù)責(zé)--圖5人形機(jī)器人的組成

來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院（二）人形機(jī)器人整機(jī)加速發(fā)展，創(chuàng)新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)FigureAI1XDigit特斯拉Optimus202210pius（enD系OptimusGen1173厘73OptimusGen128141465202312Optimus代en32Gen2Atlas2013年發(fā)布Atlas282016Atlas180°360°20244AtlasAtlas180°FigureAI2023314AI發(fā)Figure，利用OpenAI年8月6日FigureAIFigure02FigureAI擁16255Figure02AI3務(wù)。相比之下，國(guó)內(nèi)企業(yè)采用“整機(jī)集成、關(guān)鍵零部件自研”的路線，S1L4（三）“大腦”技術(shù)路線并行探索，具備初階人類(lèi)腦力大模型是現(xiàn)階段“大腦”的最佳解決方案”/視覺(jué)運(yùn)行處理方式可為人形機(jī)器人提供任務(wù)級(jí)交”“大腦”輪交互。“”人形機(jī)器人大模型多技術(shù)路線并行探索大腦”4（）+MSayCan型或者通過(guò)價(jià)值函數(shù)的訓(xùn)練使大語(yǔ)言模型對(duì)用戶指令進(jìn)行推理分解視覺(jué)-CoPa（中的常識(shí)知識(shí)為開(kāi)放世界機(jī)器人操控生成一系列的自由度末端執(zhí)行器（視覺(jué)--VLM--IBM等共同研究的3D環(huán)境的各類(lèi)3D大腦”“”“人+機(jī)人形機(jī)器人“大腦”向更高級(jí)的智能化和自主化發(fā)展大腦”“大腦”大腦”（四）“小腦”加載人工智能技術(shù)，運(yùn)動(dòng)方式更加擬人“小腦”的控制方式兩個(gè)大類(lèi)“小腦”的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制是人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自然和流暢動(dòng)作的MomentInvertedPendulum）（MPC，ModelPredictiveControl）（CFO，CentralForce”基于模型的控制方法：ZMP/AIST+/基于學(xué)習(xí)的控制方法：強(qiáng)化學(xué)習(xí)。TransformerAgilityRobotics模仿學(xué)習(xí)。AIST人形機(jī)器人“小腦”向基于學(xué)習(xí)的控制方法演進(jìn)前人形機(jī)器人的“小腦”核心技術(shù)正在從基于模型的控制方法向基于LanguagePlan“先走到門(mén)口，然后打開(kāi)門(mén)，再走出房間”LOFT、T-EBM等模型也展示了利用語(yǔ)言模型引導(dǎo)策略學(xué)習(xí)的能力。在模仿學(xué)習(xí)方面，視覺(jué)-語(yǔ)言模型為機(jī)器人學(xué)習(xí)復(fù)雜技能提供了CLIP-ASAPCLIPASAPPix2R等模-（五）“肢體”多技術(shù)融合發(fā)展，技術(shù)路線逐步收斂“肢體”是人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)所有擬人功能的載體和基礎(chǔ)，主要包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)、芯片、傳感器、電源、新材料方面的諸多先進(jìn)技術(shù)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)肢體”2024拉Optimus20244月波士頓動(dòng)力正式放棄傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動(dòng)路線并發(fā)布了該公司首款電人形機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、線性執(zhí)行機(jī)構(gòu)、末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)三類(lèi)。（TSA&SEA，traditionalstiffnessactuator&serieselasticactuator）50-300下肢”和質(zhì)量要求高，力控需要力矩傳感器，成本高。二是準(zhǔn)直驅(qū)proprioceptive+1拉的OptimusOptimus144（100元/副10（約100/0%圖6人形機(jī)器人三大執(zhí)行機(jī)構(gòu)

來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院芯片CPU+GPU搭載的FSDCPUGPUNPU為神經(jīng)CPU+FPGA、CPU+ASIC等方案實(shí)CPU+FPGAFPGAFPGACPU+ASIC“”方式實(shí)現(xiàn)MAC“”（M”傳感器CCDCMOS相機(jī)等。1114140個(gè)（ic-lecrohnialytem，1電源FigureAI公司Figure022.25KWh的電池組52-4新材料“”骨“”P(pán)EEK材料的特斯拉OptimusGen2較上一代重量減輕10kg，步行速度提升30%。三、人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析（一）人形機(jī)器人處于發(fā)展初期，未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模巨大5（Lv1）（Lv2）（Lv3）（Lv4）3（Lv5）圖7人形機(jī)器人五個(gè)發(fā)展等級(jí)

來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院產(chǎn)品處于Lv1Lv2toB端向服務(wù)領(lǐng)域的toC20245月，特斯拉Optimus“202410月，特斯拉Optimus2028Lv1Lv25020282035Lv2以特種場(chǎng)景應(yīng)用為主，工業(yè)場(chǎng)景逐步落地，整機(jī)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到約5050020352040Lv31320402045Lv451萬(wàn)億元。2045Lv5110來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院圖8人形機(jī)器人各等級(jí)主要應(yīng)用場(chǎng)景和規(guī)模預(yù)期（二）人形機(jī)器人潛在應(yīng)用豐富，全面覆蓋生產(chǎn)生活“”3C工業(yè)生產(chǎn)（自動(dòng)化裝配、質(zhì)量檢測(cè)等）Optimus將率S3CA1將首先面向工在工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域，人形機(jī)器人重點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景包括以下方面：3C物流（分揀、配送等）AgilityDigit21所最后一公里配送。在快遞和外賣(mài)行業(yè)，人形機(jī)器人或類(lèi)人形的遞家庭和商業(yè)服務(wù)（家庭服務(wù)、迎賓接待等）家庭服務(wù)與陪伴。作為陪伴型機(jī)器人，人形機(jī)器人能提供家政、教育、娛樂(lè)等多種服務(wù)，如照顧老人與兒童、進(jìn)行簡(jiǎn)單的家務(wù)勞動(dòng)、這類(lèi)需求將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，進(jìn)而提高人形機(jī)器人在家用市場(chǎng)的滲透率。要集中在提供基本陪伴、娛樂(lè)互動(dòng)和簡(jiǎn)單家務(wù)服務(wù)。例如日本的SoftbankPepperJibo全醫(yī)療健康（輔助手術(shù)、康復(fù)護(hù)理等）安防巡邏國(guó)加利福尼亞州Knightscope開(kāi)發(fā)的蛋形機(jī)器人K5和創(chuàng)業(yè)公司AscentoEVE危險(xiǎn)作業(yè)（石油、核能、礦山、化工、消防）災(zāi)害救援（屬于toBtoCtoB（三大腦“小”“”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈體系。上游原材料與零部件“”和“腦中游機(jī)器人本體研發(fā)設(shè)計(jì)與制造下游應(yīng)用領(lǐng)域2023年以來(lái)，眾多人形機(jī)器人制造商在產(chǎn)品研發(fā)和市場(chǎng)策略上（四2024317640%55億美10624%342033%AI50從時(shí)間分布上來(lái)看，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)投資最活躍的時(shí)間區(qū)間是202312024286%來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院整理圖9近4年全球人形機(jī)器人重點(diǎn)本體公司投融資情況（五）人形機(jī)器人外溢效益明顯，與多產(chǎn)業(yè)相互促進(jìn)20030000（IISSA