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下一个电动车赛道?人形机器人长坡厚雪,当下机会在哪?

发布日期:2024-05-22 18:06    点击次数:130

  大模型的快速发展,正推动人形机器人的产业化进程不断加速。

  人形机器人具有人的形态和人的功能,被认为是具身智能的最佳载体。目前,聚焦垂直领域的工业机器人、物流机器人、扫地机器人、送餐机器人等已较为普遍,更具通用性、解决泛化性问题的人形机器人尚在产业化初级阶段。作为一个从0到1的全新赛道,业内机构普遍认为,人形机器人有望复制新能源汽车产业的成功。

  高盛预测,最理想情况下,2035年人形机器人市场空间有望达1540亿美元。长期来看,特斯拉认为人形机器人的需求量远超电动车,可能会达到100亿至200亿个;假设人形机器人价格为10万元/台,按十年折旧期计算,每年新增市场空间超百亿元。

  大模型提升人形机器人智能化水平

  人形机器人主要分为大脑智能、小脑智能和肢体三部分,多模态大模型的快速发展直接助力于人形机器人的大脑智能部分,提升人形机器人的智能化水平。

  一方面,作为人形机器人的大脑智能,大模型解决了机器人的两大难题:一是基于“常识”的语义理解,二是完成复杂任务的分解。优必选(09880.HK)语音技术科学家黄东延日前在璞跃中国主办的主题为“迈入机器人新时代:具身智能”的“GlobalTechNetwork”活动上表示,大模型能够推动人机交互方式变革,也可以符合人类的心智,可以主导上层逻辑推理、决策和长时间的规划。

  另一方面,人形机器人也在赋予大模型更多的能力。“大模型就是人形机器人的大脑部分,但是它没有与外界物理世界的交互。人形机器人实际上是在帮助大模型感知物理世界。”黄东延称。

  在大模型技术的快速发展下,人形机器人的产业化也在加快步伐。2023年7月,Google发布视觉-语言-动作模型RT-2,RT-2通过海量的互联网数据对视觉语言模型进行预训练,再用少量的机器人数据进行微调,使模型直接可以输出机器人的动作。特斯拉也打通了其FSD(完全自动驾驶)和optimus的底层模块,实现了一定程度的算法复用。

  “将来‘手机+APP’模式会变成‘通用机器人+技能’模式。人形机器人市场会远大于现有的任何一个市场,它的规模会非常大。”上海理工大学机器智能研究院执行院长李清都在上述活动上表示。

  小脑智能技术还需攻克难关

  在大模型的快速发展态势下,大脑智能已然不是人形机器人产业最难翻越的山头。小脑智能才是。

  大脑智能负责环境感知、行为控制、人机交互,实现自主学习和智能决策;小脑智能则为运动控制系统,包括运动规划、姿态控制、动态平衡等。

  “大脑智能很多人在做,肢体搞机械专业的很多企业都能做,但是小脑因为承上启下是最难的。举个例子,比如说要学游泳,这个事老师教你5分钟、10分钟就学会了,但是练好游泳需要100天。小脑智能涉及到把人的技能迁移。”李清都表示。

  小脑智能的迭代升级,一方面基于算法优化。以智元机器人为例,在其具身智脑El-Brain架构中,把机器人的思维系统分为云端的超脑、端侧的大脑、小脑,以及脑干层,并已迭代了IQP、CMPC、线性MPC、非线性NMPC等多种运控算法。

  另一方面是基于数据侧的训练。“过去三四年,一些机器人产品开始在小脑算法、小脑运动控制上逐步有了泛化性,未来可以有数据的暴力美学,使得人形机器人或者通用具身智能形态能够在各种边缘场景下不用再做特别设计和部署,只要能在数据侧学到足够多的corner case(边缘案例),就能够非常泛化使用。”中金资本执行总经理毛祎琛表示。

  此外,国内人形机器人在肢体即硬件方面也比较薄弱。

  上海机器人产业技术研究院主任周梅杰表示,“对标海外,或者对标特斯拉来讲,我们的关节、核心零部件、爆发力或者说驱动器还不够好,硬件上是更大的问题,而且是很难解决的问题。”

  当下产业投资机会在哪?

  “在产业优先级上,我们肯定会坚定先布局本体。首先这是系统性工程,团队要自己想办法把关节、运动、控制包括客户交付这件事情整体做好。有点类似于新能源整车厂,它是有系统工程能力的,既有对内的供应链能力,也有对外客户体验和交付能力。未来目标肯定它要能走到数据飞轮,反哺它越来越在各种泛化性上越做越好。”毛祎琛直言。

  本体企业方面,作为中国机器人第一股,优必选率先实现了人形机器人的商业化;一级市场火爆的智元机器人在2023年8月发布远征AI人形机器人,展示了拧螺丝等技能。

  A股公司中,博实股份(002698.SZ)曾公告与哈尔滨工业大学签订《战略合作框架协议》,共同设立人形机器人关键技术及原理样机产业化研发项目,并在未来共同推进相关技术成果和产品的产业化。据悉,哈工大机器人技术储备雄厚,且在人形机器人机构和控制等多项关键技术方面具有良好的技术储备。

  “2023年人形机器人销售规模有望达到8700亿元。而人形机器人中关节模组的成本占比超过70%,它是人形机器人成本中占比最大的部分,现阶段的潜在市场规模推算已经超过百亿美元。”任驱科技CEO张震在上述活动上表示。

  具体来看,关节模组包括空心杯电机、力矩电机、谐波减速器、行星减速器等。

  鸣志电器(603728.SH)是空心杯电机国内领先企业,其通过合资设立安浦鸣志自动化设备公司,收购美国AMP及瑞士TMotion两家国际知名的业内企业,整合并形成了全球领先的电机驱动控制产品研发、制造平台。

  谐波减速器体积小,精度高,适用于人形机器人的线性关节等部位。根据华经产业研究院数据,绿的谐波(688017.SH)2021年国内市占率为25%。

  行星减速器是传动效率最高的齿轮传动结构,国产品牌阵营以科峰智能、纽氏达特、中大力德为主要代表。

  执行器由电机、减速器、编码器、力矩传感器和轴承等多种零部件共同组成的,是将能量转化为机器人运动的核心部件。拓普集团(601689.SH)和三花智控(002050.SZ)作为特斯拉供应商,也在拓展机器人执行器业务。前者研发的机器人直线执行器和旋转执行器,已多次向客户送样;后者聚焦机电执行器,正全方面配合客户产品研发、试制、调整及量产落地。

  总体看,人形机器人是一个周期长、潜力大的赛道。“人形(机器人)是一个长跑(赛道),到真正走进千家万户还是会有一定距离。”毛祎琛表示,“(当前阶段)有点像当时在AI算法里,最开始泛化性不强的时候,都用一个个小模型解决一个个小的专有场景。”