《工業機器人及工控系統行業深度分析:從ChatGPT到RobotGPT回答人形機器人八個問題-230624(39頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《工業機器人及工控系統行業深度分析:從ChatGPT到RobotGPT回答人形機器人八個問題-230624(39頁).pdf(39頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、1/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分2023 年 06 月 24 日行業研究證券研究報告工業機器人及工控系統工業機器人及工控系統行業深度分析行業深度分析從從 ChatGPT 到到 RobotGPT,回答人形機器人八個問題,回答人形機器人八個問題投資要點投資要點 勞動力人口下降、人口老齡化、人力成本上升推動機器換人,“人形”天花板遠高于非人形。勞動力人口下降、人口老齡化、人力成本上升推動機器換人,“人形”天花板遠高于非人形。中國勞動力人口數量持續下滑,美、德、日等多國具有同樣趨勢,人力成本持續上升,中國已不再是人力低成本國家,機器替代人是一大趨勢?!叭诵巍痹蛑饕校?)“人形”是最適合人類
2、社會所有場景的形態,無需改變場景來適應機器。2)恐怖谷理論下,“人形”的好感度上限遠高于非人形。3)“人形”的肢體語言最符合人類認知慣性。ChatGPT 本質是文字接龍,本質是文字接龍,RobotGPT 可看作是文字可看作是文字/語言語言/各類傳感器接收的信號各類傳感器接收的信號-動作接龍,拐點或是適用于機器人運動控制的生成式大模型。動作接龍,拐點或是適用于機器人運動控制的生成式大模型。斯坦福大學2023 年最新論文RobotGPT:From ChatGPT to Robot Intelligence基于和ChatGPT 類似的工作原理構建了 RobotGPT 的框架。以特斯拉 Optimus
3、 機器人為例,當前最核心的問題是在算法層面的運動控制,一套適用于機器人運動控制的生成式大模型將對人形機器人有質的提升。極強通用性的人形機器人將是機器人界的極強通用性的人形機器人將是機器人界的 iPhone,類比自動駕駛,通用機器人不需要完全通用才有商業價值。,類比自動駕駛,通用機器人不需要完全通用才有商業價值。根據第一財經報道,美國當前最低時薪 7.25 美元,即便只替代最基礎的崗位,人力成本也將大幅下降。根據萊特定律,產量從一到十的過程中,生產成本會有三次 15%左右的降低,最終生產成本會降到原來的 60%左右。過去大多數時間里科技進步是線性的,摩爾定律將其變為了指數級。從 1958 年半導
4、體的發明到 2022 年已到達古印度舍罕王故事中“棋盤的后一半”。特斯拉機器人具備的優勢:特斯拉機器人具備的優勢:1)價格:)價格:量產價格若在 2 萬美元以內,相比人力成本已經是工業、商業容易接受的價格。2)商業定位明確:)商業定位明確:從最初的定位就符合特斯拉一貫的 PMF(Product/Market Fit)風格,瞄準商業化。3)具備“具身智能”生態:)具備“具身智能”生態:FSD 自動駕駛系統、Dojo 計算機、D1 芯片、大型沖壓機、自有工廠做數據采集等。4)迭代速度快:)迭代速度快:僅一年半便從概念圖到完成復雜任務。投資建議:投資建議:重點關注零部件:電機、諧波減速器、力/力矩傳
5、感器。重點關注三類公司:重點關注三類公司:1)在汽車領域與特斯拉有深度合作并布局人形機器人賽道;2)人形機器人領域已經和特斯拉達成初步合作。3)產品在細分領域處于全球領先。相關標的相關標的綠的諧波、三花智控、拓普集團、鳴志電器、江蘇雷利、步科股份、昊志機電、禾川科技等。風險提示:風險提示:人形機器人發展進度不及預期風險;人形機器人需求不及預期風險;產能不及預期風險。投資評級領先大市-B維持一年行業表現一年行業表現資料來源:聚源升幅%1M3M12M相對收益10.7617.9439.6絕對收益9.513.6128.55分析師劉荊SAC 執業證書編號:S相關報告相關報告耐普礦機:橡膠復合耐磨備件加速
6、替代,“一帶一路”助力公司成長-耐普礦機深度報告2023.6.7岱勒新材:光伏金剛石線需求高增,細線化+產能釋放優勢疊加-岱勒新材深度報告 2023.5.30帝爾激光:Topcon 設備訂單高增,新產品有望受益于行業擴產-帝爾激光年報及一季報點評2023.5.3德龍激光:多重因素導致業績承壓,看好新興業務 23 年放量-德龍激光年報及一季報點評2023.4.28奧特維:獲得晶科單晶爐訂單,公司平臺化有望加速-奧特維動態分析 2022.5.9太陽能:技術變革進入加速期,設備公司業績高增-光伏行業季度策略 2022.5.4奧特維:串焊機絕對龍頭,順勢而為推動公司平臺化-奧特維深度分析 2022.4
7、.20工程機械:2022 年有望成為“基建大年”,利好工程機械-工程機械行業快報 2022.4.10行業深度分析2/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分內容目錄內容目錄一、為什么要發展人形機器人?一、為什么要發展人形機器人?.5二、為什么要是二、為什么要是“人形人形”?.7三、什么是具身智能?三、什么是具身智能?.10四、什么是四、什么是 Robot GPT?.12五、表情最像人的五、表情最像人的 Ameca 是怎么做到的?是怎么做到的?.15六、人形機器人商業化前景幾何?六、人形機器人商業化前景幾何?.17七、人形機器人量產還有多遠?七、人形機器人量產還有多遠?.20八、為什么特斯拉八、為什
8、么特斯拉 Optimus 有望率先量產?有望率先量產?.24(一)特斯拉 Optimus 具備哪些優勢?.25(二)特斯拉 Optimus 硬件拆解.27九、投資建議九、投資建議.36十、風險提示十、風險提示.37圖表目錄圖表目錄圖 1:中國勞動人口情況(16-59 歲).5圖 2:各國勞動年齡人口占人口總數比例.5圖 3:中國老年人口數量變化及預測.5圖 4:各國勞動年齡人口占人口總數比例.5圖 5:中國 2015-2019 制造業勞動力年齡變化.6圖 6:美國制造業就業人數及占比(千人).6圖 7:中國人力成本持續上升.7圖 8:2022 年全球制造業員工薪資比較.7圖 9:全球工業機器人
9、新安裝量.7圖 10:2021 年各國工業機器人新安裝量.7圖 11:特斯拉機器人工廠搬貨物.8圖 12:特斯拉機器人辦公室澆花.8圖 13:恐怖谷效應示意圖.8圖 14:馬斯洛需求層次理論.9圖 15:Ameca 人形機器人.9圖 16:心理學 73855 定律.10圖 17:人形機器人 Ameca 的表情和肢體語言.10圖 18:第三人稱智能.10圖 19:第一人稱智能.10圖 20:具身智能是以第一稱呼感知世界.11圖 21:被動貓與主動貓實驗.11圖 22:具身智能需要多學科結合.11圖 23:具身智能的三個模塊.12圖 24:具身感知-具身想象-具身執行過程.12圖 25:英國 En
10、gineered Arts 公司人形機器人 Ameca 已接入 GPT-4.12圖 26:GPT 原理.13圖 27:Chat GPT 訓練第一步.13圖 28:Chat GPT 訓練第二步.13行業深度分析3/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 29:Chat GPT 訓練第三步.13圖 30:Chat GPT 訓練示意圖.14圖 31:Robot GPT 訓練示意圖.14圖 32:達闥科技機器人.15圖 33:Ameca 的感知能力.15圖 34:Ameca 互動功能.15圖 35:Ameca 結合 AI+AB 技術.16圖 36:使用 36 臺相機采集人的表情.16圖 37:Amec
11、a 表情豐富.16圖 38:Ameca 軀干運動.17圖 39:Ameca 伸展手臂運動.17圖 40:技術革命帶來的滲透率變化呈 S 型曲線.17圖 41:特斯拉 FSD Beta 在北美的使用人數已達 40 萬.18圖 42:2023 年 1 月 1 日起美國共有 23 個州宣布提高最低工資.18圖 43:2030 年預計全球 4-8 億人被機器人替代.19圖 44:優必選為居然之家提供的 Cruzr 機器人.19圖 45:Cruzr 機器人參數.19圖 46:優必選瞄準“一老一小”.20圖 47:基于深度學習的語言模型中參數數量呈指數級增長.21圖 48:Gartner 技術成熟度曲線.
12、21圖 49:Gartner 2022 年新型技術成熟曲線.21圖 50:萊特定律下量產初期成本指數級下降.22圖 51:物流機器人 Digit.22圖 54:NEO 機器人最新技能.23圖 54:Figure 機器人設想圖.23圖 55:英偉達 Isaac 平臺功能.24圖 56:英偉達 Isaac 平臺成功案例.24圖 57:特斯拉 D1 芯片.26圖 58:特斯拉 FSD 系統.26圖 59:特斯拉“擎天柱”發展圖.27圖 60:電機精準控制不打破雞蛋.27圖 61:Optimus 可學習對物體分類擺放.27圖 62:機器人傳感、控制、機械部分.28圖 63:機器人四大系統.28圖 64
13、:人體全身有 200+自由度.28圖 65:藍色是電子系統,橘色是電機.28圖 66:“擎天柱”損害控制實驗.29圖 67:保證電池不發生爆炸.29圖 68:人體和人形機器人關節類型和分布對比.29圖 69:軀干共 28 個關節.30圖 70:手部有 6 個執行器.30圖 71:特斯拉“擎天柱”手部介紹.30圖 72:考慮成本和重量選出最優執行器.31圖 73:28 個關節選出各自最優執行器.31圖 74:從局部最優解到全身最優解.31行業深度分析4/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 75:軀干用到共 6 個關節執行器.31圖 76:旋轉關節高速端關節方案.32圖 77:旋轉關節低速端關
14、節方案.32圖 78:直線關節傳感器.32圖 79:直線關節采用行星滾柱絲杠.32圖 80:伺服驅動器的基本構成.33圖 81:大型伺服驅動器三種類型.34圖 82:常規伺服驅動器.34圖 83:旋轉關節結構構成.34圖 84:直線關節結構構成.34圖 85:無框電機能量密度高、體積小、重量輕.35圖 86:進行模態分析降低控制頻率以節省算力.35圖 87:膝關節仿生四連桿可平滑電機輸出力.35表 1:今年以來國內人形機器人政策匯總.24表 2:主要人形機器人介紹.25表 3:特斯拉人形機器人具備的生態優勢.26表 4:腿足式機器人伺服驅動器方案.33表 5:人形機器人常用的三種減速器.34表
15、 6:特斯拉機器人 Optimus 關節各部件拆分及預測.36行業深度分析5/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分一、為什么要發展人形機器人?中國勞動力人口數量持續下滑中國勞動力人口數量持續下滑,美美、德德、日等多國具有同樣趨勢日等多國具有同樣趨勢。根據國家統計局發布的數據顯示,2022 年我國人口從年齡構成看,1659 歲的勞動年齡人口 8.76 億人,占全國人口的比重為 62.0%;60 歲及以上人口 2.8 億人,占全國人口的 19.8%,其中 65 歲及以上人口 2.1 億人,占全國人口的 14.9%。勞動年齡人口在 2011 年前后已經達到峰值 9.4 億人,之后開始負增長。十多年間
16、,勞動年齡人口減少超過 6000 萬。世界銀行發布的數據顯示,美國的勞動年齡人口自2010 年開始就加速減少,日本、德國和英法意擁有同樣的人口結構變化趨勢。圖 1:中國勞動人口情況(16-59 歲)圖 2:各國勞動年齡人口占人口總數比例資料來源:國家統計局,華金證券研究所資料來源:世界銀行,華金證券研究所中國中國 65 歲以上人口比例持續增加,全球歲以上人口比例持續增加,全球 2050 年年 65 歲以上人口比例將達歲以上人口比例將達 16%。根據中國發展報告 2020:中國人口老齡化的發展趨勢和政策預測,2025 年“十四五”規劃完成時,中國 65 歲及以上的老年人將超過 2.1 億,占總人
17、口數的約 15%;2035 年和 2050 年時,中國65 歲及以上的老年人將達到 3.1 億和接近 3.8 億,占總人口比例則分別達到 22.3%和 27.9%。聯合國數據顯示,2021 年全球 65 歲及以上人口為 7.61 億,到 2050 年這一數字將增加到 16 億,80 歲及以上的人口增長速度更快。根據世界人口展望 2022的數據顯示,2022 年 65 歲以上人口占總人口比例為 10%,到 2050 年將升至 16%。圖 3:中國老年人口數量變化及預測圖 4:各國勞動年齡人口占人口總數比例行業深度分析6/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:國家統計局,華金證券研究所資料
18、來源:世界人口展望,華金證券研究所中國制造業勞動力總量下降中國制造業勞動力總量下降,且年輕勞動力占比快速下降且年輕勞動力占比快速下降。根據國家統計局數據,2015-2020年,制造企業平均用工人數由 8711 萬人下滑至 6550 萬人,遠高于同期營業收入 3%水平的降幅。從年齡結構看,2015 年制造業勞動力 30 歲以下占比 28.2%,30-45 歲占比 45.7%,45 歲以上占比 26.2%,到了 2019 年,制造業勞動力 30 歲以下占比 21.4%,30-45 歲占比 46.1%,45 歲以上占比 32.4%,制造業勞動力年齡老化速度過快。美國制造業人數下降美國制造業人數下降,
19、比例已降至歷史最低水平比例已降至歷史最低水平。根據中央財經大學國際金融研究中心客座研究員張啟迪重新審視美國制造業的“衰落”,自 1939 年以來美國制造業就業人數持續增長,至 1978 年達到頂峰(1933 萬人)。2022 年美國制造業就業人數為 1298 萬人,占全部就業的比重僅為 8%,處于歷史最低水平。圖 5:中國 2015-2019 制造業勞動力年齡變化圖 6:美國制造業就業人數及占比(千人)資料來源:國家統計局,華金證券研究所資料來源:wind,華金證券研究所人力成本持續上升人力成本持續上升,機器替代人是一大趨勢機器替代人是一大趨勢。根據中國政府網,從 2022 年第三季度全國“最
20、缺工”的 100 個職業排行看,其中有 39 個屬于生產制造及有關人員,有 19 個屬于專業技術人員。從缺工崗位看,主要缺的是勞動密集型行業低技能一線員工和部分專業技術人員?!霸趧趧釉趧趧幽挲g人口下降、勞動力供給趨緊、人工成本上升的背景下,用機器替代流水線上的簡單重復勞年齡人口下降、勞動力供給趨緊、人工成本上升的背景下,用機器替代流水線上的簡單重復勞動是一大趨勢動是一大趨勢?!敝袊嗣翊髮W中國就業研究所所長曾湘泉說。根據 Reshoring Institute 報告,全球 13 個國家制造業基層員工薪資中,德、美、英人均年薪超過 3 萬美元,中國在人力方面已不再是低成本國家。行業深度分析7/3
21、9請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 7:中國人力成本持續上升圖 8:2022 年全球制造業員工薪資比較資料來源:wind,華金證券研究所資料來源:Reshoring Institute,華金證券研究所中國是全球最大的機器人市場中國是全球最大的機器人市場,21 年全球機器人增速創新高年全球機器人增速創新高。根據國際機器人聯合會(IFR)發布的2022 年全球機器人報告,2021 年全球工廠新安裝 51.7 萬臺機器人,同比增長 31%,創下歷史新高。全球運行中的機器人存量約為 350 萬臺,亦創下了新的紀錄。作為全球第一大工業機器人市場,中國 2021 年安裝量增長 51%,新安裝 26.82
22、 萬臺。運行存量突破 100 萬臺大關,增長 27%。圖 9:全球工業機器人新安裝量圖 10:2021 年各國工業機器人新安裝量資料來源:IFR,華金證券研究所資料來源:IFR,華金證券研究所二、為什么要是“人形”?原因一原因一:“人形人形”是最適合人類社會所有場景的形態是最適合人類社會所有場景的形態,無需改變場景來適應機器無需改變場景來適應機器,一旦技術一旦技術成熟可直接用于所有社會場景成熟可直接用于所有社會場景。根據中新網,在 2019 年的特斯拉 AI Day,馬斯克曾表示,“Tesla Bot可以執行一些危險、重復、枯燥的任務”。他希望今后人類不想干的事統統交給特斯拉機器人來干,并推測
23、人們可能會發掘出連他都預料不到的用途。根據證券時報,2023 年特斯拉股東大會上馬斯克表示,“未來每個人都會擁有一個人形機器人,這個市場將會超過電動車的需求,可能是百億美元級行業深度分析8/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分別的。如果人形機器人和人的比例是 2 比 1 左右,那么人們對機器人的需求量可能是 100 億乃至 200億個,會遠超電動車的數量?!备鶕吖C器人網,馬斯克的思路是第一批機器人主要在 B 端應用,服務于危險、無聊、重復的工作或人們不想做的工作;第二批大規模使用的機器人,讓機器人在現實世界中導航,無需指令也能做有用的事;第三批是預計不到 10 年后,人們可以在家里使用的機
24、器人。圖 11:特斯拉機器人工廠搬貨物圖 12:特斯拉機器人辦公室澆花資料來源:特斯拉,華金證券研究所資料來源:特斯拉,華金證券研究所原因二原因二:恐怖谷理論下恐怖谷理論下,“人形人形”的好感度上限遠高于非人形的好感度上限遠高于非人形,一旦產生移情效應將顛覆作一旦產生移情效應將顛覆作為為“物物”的屬性,即便作為的屬性,即便作為“工具人工具人”性能欠缺也具備商業化價值。性能欠缺也具備商業化價值。根據百度百科,“恐怖谷理論”是 1970 年被日本機器人專家森昌弘提出,森昌弘的假設指出:由于機器人與人類在外表、動作上相似,所以人類亦會對機器人產生正面的情感;而當機器人與人類的相似程度達到一個特定程度
25、的時候,人類對他們的反應便會突然變得極其負面和反感,哪怕機器人與人類只有一點點的差別,都會顯得非常顯眼刺目,從而整個機器人有非常僵硬恐怖的感覺,猶如面對行尸走肉;當機器人和人類的相似度繼續上升,相當于普通人之間的相似度的時候,人類對他們的情感反應會再度回到正面,產生人類與人類之間的移情作用。產生人類與人類之間的移情作用。圖 13:恐怖谷效應示意圖資料來源:百度百科,華金證券研究所人形機器人具備滿足馬斯洛前四級需求的可能人形機器人具備滿足馬斯洛前四級需求的可能,移情效應下移情效應下 ToC 端端“人形人形”將極大提高用將極大提高用戶粘性戶粘性。根據維基百科,馬斯洛需求層次理論構建了人類需求的五級
26、模型,從層次結構的底部向上,需求分別為:生理(食物和衣服),安全(工作保障),社交需要(友誼),尊重和自我實現。我們認行業深度分析9/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分為人形機器人至少具備滿足前四級需求的可能,這是非人形機器人所無法突破的。人類會借助一些人類會借助一些物品來滿足各層級需求物品來滿足各層級需求,而非物品本身滿足人類需求而非物品本身滿足人類需求,但人形機器人具備本身滿足其需求的可能性但人形機器人具備本身滿足其需求的可能性。一旦與人形機器人產生了移情作用,率先進入 ToC 端的意義將不僅僅是產品力和品牌層面的先發優勢,還有其特定的“形象”,這將大大提高用戶粘性。圖 14:馬斯洛需求
27、層次理論資料來源:維基百科,華金證券研究所ChatGPT 成熟技術加持下,只成熟技術加持下,只“說說”不不“做做”也可滿足交流、尊重等需求。根據也可滿足交流、尊重等需求。根據 AI 技術技術聚合網聚合網,ChatGPT 的原理是基于自回歸語言模型,它是一種基于深度學習的自然語言處理技術,可以用來生成自然語言文本。根據世界首位機器人公民、聯合國創新大使機器人索菲亞官方賬號,英國 Engineered Arts 公司人形機器人 Ameca 在安裝了 GPT-3 后,Ameca 變成了一個“專家”,能夠與人們聊天說地,也能快速對答各種提問。在接入 GPT-4 后,Ameca 獲得了通過表情來表達含義
28、的能力,已具備語言、表情、動作等能力。圖 15:Ameca 人形機器人資料來源:Engineered Arts,華金證券研究所原因三原因三:73855 定律下視覺傳達信息作用大定律下視覺傳達信息作用大,“人形人形”的肢體語言最符合人類認知的肢體語言最符合人類認知。我們認我們認為為“人形”的肢體語言、神態語言最符合人類思維方式和認知,人類無需適應機器人,便能輕松理行業深度分析10/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分解機器人的動作。根據百度百科,美國心理學家 Mehrabian 研究發現,55%的信息通過視覺傳達的,如手勢、表情、外表、妝扮、肢體語言,38%的信息通過聽覺傳達,如說話的語調、聲音
29、的抑揚頓挫等,而語言本身只能傳遞出 7%的信息,因此“人形”在實現人機交互中意義重大。例如英國Engineered Arts 公司的人形機器人 Ameca,僅通過看其表情和肢體動作,就能理解其“表達”的意思。圖 16:心理學 73855 定律圖 17:人形機器人 Ameca 的表情和肢體語言資料來源:百度百科,華金證券研究所資料來源:Engineered Arts,華金證券研究所三、什么是具身智能?根據證券時報報道,英偉達創始人黃仁勛在 ITF World 2023 半導體大會上表示,AI 下一個浪潮將是“具身智能”,其描述的“具身智能”是指能夠理解、推理并與物理世界互動的智能系統,包括機器人
30、技術、自動駕駛汽車,甚至是聊天機器人,它們會更聰明,因為它們能了解物理世界。根據上海交大教授盧策吾在機器之心根據上海交大教授盧策吾在機器之心 AI 科技年會上科技年會上,發表了主題演講發表了主題演講 具身智能具身智能,具身智能是智能科學的一個基礎問題,是指具有身體體驗的智能。具身智能是智能科學的一個基礎問題,是指具有身體體驗的智能。從認知角度看,人類是第一人稱視角的智能,但給機器喂很多數據進行學習,屬于第三人稱的智能,比如給機器很多盒子,并且標注這就是盒子,然后機器就會知道這種模式是盒子,但機器并不是通過體驗知道這是盒子的。圖 18:第三人稱智能圖 19:第一人稱智能行業深度分析11/39請務
31、必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:具身智能,華金證券研究所資料來源:具身智能,華金證券研究所根據具身智能根據具身智能,主動貓是具身智能,旁觀貓是旁觀智能。,主動貓是具身智能,旁觀貓是旁觀智能。1963 年的一個實驗能一定程度展示兩者的區別,一只貓被綁起來,只能看這個世界,與其連接的另一只貓則可以主動去走。被動的貓是一種旁觀的智能,而主動的貓是具身的智能,實驗的最后,主動體驗的貓學會了正常行走,但旁觀的貓并沒能獲得行走能力。圖 20:具身智能是以第一稱呼感知世界圖 21:被動貓與主動貓實驗資料來源:具身智能,華金證券研究所資料來源:具身智能,華金證券研究所具身智能涉及多學科具身智能涉及多學科
32、,是系統性工程是系統性工程。上海交通大學盧策吾教授在機器之心 AI 科技年會上發表主題演講具身智能提到 1950 年圖靈在他的論文Computing Machinery and Intelligence中首次提出了具身智能的概念,概念提出了幾十年了直到近幾年才比較熱門,原因是它涉及到眾多的學科,當時很多學科都不是很成熟。硬件、軟件還有各種觸覺傳感器也不夠成熟。而到了今天,各個學科都可以聚到一起來做這么一個宏大的系統。在這樣的情況下,我們才有可能推動這個方向進一步發展。圖 22:具身智能需要多學科結合資料來源:具身智能,華金證券研究所行業深度分析12/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分根據具身
33、智能根據具身智能,具身智能包括,具身智能包括 3 個模塊:具身感知、具身想象和具身執行,個模塊:具身感知、具身想象和具身執行,AI+機器人機器人正是正是“具身智能具身智能”當前的落點。當前的落點。工業機器人主要根據控制系統發出的指令信號控制機器人主體完成任務,主要依賴于機器人的執行層。與工業機器人不同,具身智能機器人若能像人一樣與環境交互、感知、決策、完成任務,將不得不提升感知層和認知層的能力。盧策吾教授提出 PIE 方案,認為具身智能包括 3 個模塊:具身感知(Perception)、具身想象(Imagination)和具身執行(Execution),有望加速推動具身智能落地。目前看來,AI
34、+機器人或許正是“具身智能”當前的落點。圖 23:具身智能的三個模塊圖 24:具身感知-具身想象-具身執行過程資料來源:具身智能,華金證券研究所資料來源:具身智能,華金證券研究所四、什么是 Robot GPT?ChatGPT 為人工智能提供了語言載體為人工智能提供了語言載體,人形機器人將提供物質載體人形機器人將提供物質載體,實現人工智能從實現人工智能從“想想到到”“說到說到”到到“做到做到”的跨越的跨越。根據鈦媒體,全球首家 5G 云端智能機器人運營商達闥機器人公司即將推出首個機器人制造領域的多模態認知大模型,名為 RobotGPT。其創始人、CEO 黃曉慶表示,如果把谷歌 DeepMind
35、推出的“阿爾法狗”(AlphaGo)當作人工智能的原子彈的話,ChatGPT 是 AI領域的氫彈,作為“兩彈一星”的星,云端智能機器人則是人工智能時代的運載火箭,人工智能的載體,將成為第四次工業革命的最重要標志。圖 25:英國 Engineered Arts 公司人形機器人 Ameca 已接入 GPT-4資料來源:Engineered Arts,華金證券研究所行業深度分析13/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分ChatGPT 本質是文字接龍本質是文字接龍,基于基于 ChatGPT 模型思路可構建模型思路可構建 RobotGPT 框架框架。根據斯坦福大學 2023 年最新論文RobotGPT:
36、From ChatGPT to Robot Intelligence,基于和 ChatGPT 類似的工作原理構建了 RobotGPT 的框架。根據 Open AI 官方對 ChatGPT 原理介紹,ChatGPT 是在GPT(Generative Pre-training Transformer)模型的基礎上通過改進優化得到的。GPT 是一種大型語言模型,能夠生成各種不同的文本類型。GPT 模型思路是讓 AI 在通用的、海量的數據上學習文字接龍,即掌握基于前文內容生成后續文本的能力。然后人類引導接龍方向即有監督訓練初始模型,對特定問題告訴 AI 人類認可的答案。圖 26:GPT 原理圖 27:
37、Chat GPT 訓練第一步資料來源:Open AI,華金證券研究所資料來源:Open AI,華金證券研究所Reward 模型進行強化學習,進一步優化模型進行強化學習,進一步優化 ChatGPT 的輸出質量。的輸出質量。根據 Open AI 官方對ChatGPT 原理介紹,第二步訓練 Reward 模型,人的時間精力有限,但 AI 的精力是無限的,研究人員讓 GPT 對特定問題給出多個答案,由人類來對這些答案的好壞做排序,基于這些評價數據,研究人員訓練了一個符合人類評價標準的 Reward 模型。第三步基于 reward 模型使用 PPO 強化學習優化 GPT 模型,即 AI 基于評分去調整參
38、數以便在下次問答中獲得更高分。圖 28:Chat GPT 訓練第二步圖 29:Chat GPT 訓練第三步資料來源:Open AI,華金證券研究所資料來源:Open AI,華金證券研究所行業深度分析14/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 30:Chat GPT 訓練示意圖資料來源:Open AI,華金證券研究所整理RobotGPT 的原理可理解為由的原理可理解為由 ChatGPT 的文字的文字-文字接龍,變為了文字文字接龍,變為了文字/語言語言/各類傳感器各類傳感器接收的信號接收的信號-動作接龍。動作接龍。根據RobotGPT:From ChatGPT to Robot Intellig
39、ence,人的八大智能包括語言智能、數學邏輯智能、空間智能、人際智能、內省智能、音樂智能、身體運動智能、自然認知智能,機器人實現不同的智能需配備不同傳感器、自然語言處理能力和人工智能算法。在設計的RobotGPT 框架圖,思路類似于 ChatGPT,同樣是通過深度學習和強化學習構建端對端 AI 大模型。圖 31:Robot GPT 訓練示意圖資料來源:RobotGPT:From ChatGPT to Robot Intelligence,華金證券研究所目前目前 ChatGPT 是單模態,是單模態,RobotGPT 需要多模態模型。需要多模態模型。根據鈦媒體報道,達闥機器人公司 CEO 黃曉慶表
40、示,ChatGPT 的出現,恰恰證明機器人需要一個云端大腦。因為 ChatGPT 是不可能裝在一個小小的計算機里的,它必須裝在一個云里面,變成個云服務。ChatGPT 目前本身是單模態的,所以它無法支持機器人。而基于多模態的人工智能大模型要能夠支持多模態,文字、語言、視覺、運動都要支持,這就是我們在做的 RobotGPT。行業深度分析15/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 32:達闥科技機器人資料來源:中關村前沿技術研究院,華金證券研究所五、表情最像人的 Ameca 是怎么做到的?Ameca 機器人具備互動、感知等功能,表情豐富度高。根據站長之家報道,機器人具備互動、感知等功能,表情豐富
41、度高。根據站長之家報道,Ameca 被Engineered Arts 描述為“世界上最先進的人形機器人”,于 2021 年 12 月亮相,并于去年 8 月獲得了逼真的面部表情。Engineered Arts 使用了 ChatGPT-3 進行對話和翻譯,使用 DeepL 進行語言識別,并使用 Amazon Polly Neural voices 實現其說話功能。圖 33:Ameca 的感知能力圖 34:Ameca 互動功能資料來源:Engineered Arts,華金證券研究所資料來源:Engineered Arts,華金證券研究所Ameca 僅面部就有僅面部就有 45 個電機,底層技術是個電機
42、,底層技術是 Mesmer+Tritium。根據。根據 36 氪報道,氪報道,Ameca重 49kg,臂展 1.8 米,高 1.87 米,身體共有 52 個模塊,支持 51 種關節運動。僅面部就有 45 個電機,其中眼睛就有 8 個電機對其進行控制,眉毛有 4 個電機,嘴巴則有 2 個電機。這樣它就能完成相當復雜的面部表情。除此之外,它的眼睛和胸前都內置攝像機,可以通過人臉識別辨認出 2 米內的人類。它還能通過耳朵聆聽人的聲音,與人互動。做出逼真的表情的關鍵就是 Ameca 結合了 AI 與AB(Artificial Body)技術,而這底層系統是機器人操作系統 Tritium 和工程藝術系統
43、 Mesmer。行業深度分析16/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 35:Ameca 結合 AI+AB 技術資料來源:Engineered Arts,華金證券研究所Mesmer 系統構建表情模型,系統構建表情模型,Tritium 系統驅動硬件。根據系統驅動硬件。根據 36 氪報道,氪報道,Mesmer 是一個用于建造仿真人形機器人的系統,通過 36 個攝像機對人體進行 360 度的 3D 掃描后,包括人類的骨骼結構、皮膚紋理和表情,為 Ameca 提供大量的真人表情數據,最終通過立體光刻 3D 打印機制作精確模具。Tritium 機器人操作系統被稱為“為金屬注入生命的魔法”,該系統可以從
44、硬件平臺運行硬件組件,因此 Ameca 的手臂、軀干和頭才能運動自如,也是實現表情管理的基礎,因為它連接了軟件,硬件和云端,可以驅動硬件的每一個組成部分。圖 36:使用 36 臺相機采集人的表情圖 37:Ameca 表情豐富資料來源:Engineered Arts,華金證券研究所資料來源:Engineered Arts,華金證券研究所行業深度分析17/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 38:Ameca 軀干運動圖 39:Ameca 伸展手臂運動資料來源:Engineered Arts,華金證券研究所資料來源:Engineered Arts,華金證券研究所六、人形機器人商業化前景幾何?具有
45、極強通用性的人形機器人將是機器人界的具有極強通用性的人形機器人將是機器人界的 iPhone,滲透率達到,滲透率達到 10%將進入加速期。將進入加速期。根據南方科技大學機械與能源工程系教授、鵬城學者特聘教授張巍 2022 年接受真故研究室采訪時表示,整個機器人發展的趨勢,本質上是從專機到逐漸通用的過程。只是傳信息的話 iPhone 的性價比遠不如 BB 機,但當其可以支持多項功能之后,就會快速重塑整個行業。當人形機器人能完成多項任務后,他的商業拐點會出現,最關鍵的是以后無論加多少 App 它的基本形態都不用變。根據證券之星報道,美國著名分析師 Harry S.Dent,Jr 認為一項新技術或者一
46、個新興產業,滲透率達到 10%之前被稱之為導入期,發展緩慢;超過 10%的閾值后,將步入高速成長期。圖 40:技術革命帶來的滲透率變化呈 S 型曲線資料來源:證券之星,華金證券研究所類比自動駕駛,通用機器人不需要完全通用才有商業價值,商業化可能未來兩三年實現。類比自動駕駛,通用機器人不需要完全通用才有商業價值,商業化可能未來兩三年實現。根據根據張巍教授采訪中表示,通用只是一個終極產品形態,只要不斷地在上面加功能。第一個功能不夠,它的性價比比不過專機,那就加第二個功能,逐漸地就比兩個專機要劃算。人形機器人產業化和商業化并不需要足式機器人在實現超能之后才能開始,這個節點可能在未來兩三年就可以實現。
47、類比自動駕駛,現在也還沒有真正地落地,但是自動駕駛的研究和商業探索已經延展了很多,甚至行業深度分析18/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分開始顛覆整個汽車行業。手機是個人通訊娛樂的通用終端,智能汽車是未來人們在結構化道路上的手機是個人通訊娛樂的通用終端,智能汽車是未來人們在結構化道路上的通用終端,人形機器人將會是面向各類非結構化場景時連接數字世界與物理世界的通用終端。通用終端,人形機器人將會是面向各類非結構化場景時連接數字世界與物理世界的通用終端。圖 41:特斯拉 FSD Beta 在北美的使用人數已達 40 萬資料來源:特斯拉官網,華金證券研究所美國最低時薪美國最低時薪 7.25 美元美元
48、,特斯拉機器人特斯拉機器人 2 萬美元價格可接受度高萬美元價格可接受度高。根據第一財經報道根據第一財經報道,根據美國聯邦法律的規定,目前美國境內的最低時薪為每小時 7.25 美元。2021 年美國眾議院通過了提高工資法案將設定時薪 15 美元的最低標準,自 2021 年 1 月一直在國會等待審議。按最低的7.25 美元計算,特斯拉機器人只要實現替代最基礎的崗位,每天工作 8 小時,按法定工作日一年工作 260 天,相當于雇主節省了 1.5 萬美元人力成本。根據華爾街見聞,2022 年特斯拉 AI DAY 馬斯克表示,預計 Optimus 量產后價格在 2 萬美元以內,若按 2 萬美元計算,Op
49、timus 僅使用 1.3 年便可覆蓋成本。圖 42:2023 年 1 月 1 日起美國共有 23 個州宣布提高最低工資資料來源:Redian,華金證券研究所麥肯錫指出到麥肯錫指出到 2030 年保守估計年保守估計 4 億人將被機器人取代億人將被機器人取代。麥肯錫 2017 年發布的失業與就業:自動化時代的勞動力轉型報告指出,全球最高達 50%的工作是可以被機器人取代的;有六成的工作崗位,其 30%的工作量可以由機器代勞。稱到 2030 年,全球將有多達 8 億人的工作崗位可能被自動化的機器人取代,即使機器人的崛起速度不那么快,保守估計仍有 4 億人工作被替代。根行業深度分析19/39請務必閱
50、讀正文之后的免責條款部分據高工機器人網,弗若斯特沙利文預測,到 2026 年全球人形機器人市場規模將達到 80 億美元;高盛預計到 2035 年,在藍海市場情景下,人形機器人市場能夠達到 1540 億美元的規模。圖 43:2030 年預計全球 4-8 億人被機器人替代資料來源:麥肯錫失業與就業:自動化時代的勞動力轉型,華金證券研究所工業、商業、家用三大場景,人形機器人將率先在工業和商業實現規?;瘧?。我們認為工業、商業、家用三大場景,人形機器人將率先在工業和商業實現規?;瘧?。我們認為工廠物料裝配相對結構化,在封閉環境下且任務單一。商用領域可實現體驗增強、數據收集以及流量轉化等功能。而家用場景
51、對人機交互需求和價格敏感性都相對更高。根據人民網報道,2018 年國內優必選的 2150 臺克魯澤(Cruzr)機器人在居然之家上崗。顧客可以詢問有關店鋪的所有問題,如品牌介紹、最新產品、促銷優惠、會員權益等。根據億歐智庫,優必選副總裁胡佳文對億歐表示,“克魯澤記得你的偏好,習慣,每一次來消費的情景等?!斌w驗增強、數據收集以及流量轉化三類體驗增強、數據收集以及流量轉化三類,商業場景中的服務機器人恰好是能將這三種功能同時實現的載體。商業場景中的服務機器人恰好是能將這三種功能同時實現的載體。圖 44:優必選為居然之家提供的 Cruzr 機器人圖 45:Cruzr 機器人參數資料來源:億歐網,華金證
52、券研究所資料來源:億歐網,華金證券研究所“一老一小一老一小”市場將成剛需市場將成剛需,機器人替換萬億家政市場場景明確機器人替換萬億家政市場場景明確。根據根據艾媒咨詢數據顯示,2021 年中國出生人口數量為 1062 萬人,65 歲及以上人口數量超過兩億,“一老一小”成為家政服務的主要對象。2015 年至 2020 年中國家政服務業市場規模逐年穩步增長,2020 年達到 8782 億元,同比增長約 26.0%。而 2021 年該數據已增至 1.0149 萬億元。國內人形機器人公司優必選健康行業深度分析20/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分事業部高級技術總監張呈昆在接受界面新聞專訪時表示,公司
53、目前主攻的兩大業務板塊是“一老一小”?!耙焕稀敝傅氖轻槍夏耆说闹腔劭叼B行業,“一小”則主要指人工智能教育,研發了涵蓋學前、小學、初中、高中、高職校的貫通式人工智能教育解決方案。圖 46:優必選瞄準“一老一小”資料來源:優必選,華金證券研究所中國發展人形機器人具備成本、場景和產業鏈三大優勢。中國發展人形機器人具備成本、場景和產業鏈三大優勢。根據南方科技大學機械與能源工程系教授、鵬城學者特聘教授張巍 2022 年接受真故研究室采訪,我們認為中國人形機器人具備三大優勢,第一是成本優勢,第一是成本優勢,由于成熟產業鏈與相對低的人工成本,足式機器人硬件成本上國內有巨大的優勢。第二是場景優勢第二是場景優
54、勢,機器人發展的整個產業鏈以及落地場景都能在中國找到。無論是 ToC 還是 ToB 的場景,國內的豐富度都是國外的幾十上百倍。第三是產業鏈優勢,根據人民網報道第三是產業鏈優勢,根據人民網報道,“中國擁有世界上規模最大、門類最全、配套最完備的產業鏈體系,機器人產業已基本形成了從零部件到整機再到集成應用的全產業鏈體系,這種優勢不僅沒有國家能夠替代,還會伴隨著產業更替日益完善?!眱灡剡x科技首席技術官熊友軍表示。七、人形機器人量產還有多遠?摩爾定律將線性增長變為指數級,摩爾定律將線性增長變為指數級,2022 年已達到年已達到“棋盤的后一半棋盤的后一半”。根據科學網,。根據科學網,在過去大多數時間里,科
55、技和產品進步是線性的,而第四次工業革命呈現出指數級而非線性的發展速度。人類長期習慣于線性的思維方式,而難以適應“指數級”思維模式。21 年 12 月中國科學技術大學教授、長三角科技戰略前沿研究中心主任陳曉劍表示,真正讓人類第一次認識到科技是可以呈指數發展的是摩爾定律,它指出計算能力每兩年將增加一倍。古印度舍罕王故事中“棋盤的后一半”就是摩爾定律的比喻,指的是越到后面指數增長速度越快。如果從 1958 年半導體的發明開始計算,那么 2022 年我們處在第 32 個格子上正好到達“棋盤的后一半”,創新的加速和變革的規模將迎來新的拐點和引爆點,正是驚喜出現的好時機。22 年 11 月發布的 Chat
56、 GPT,開啟了人工智能時代的起點。行業深度分析21/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 47:基于深度學習的語言模型中參數數量呈指數級增長資料來源:microsoft,華金證券研究所當前人形機器人處于技術成熟度曲線第一階段當前人形機器人處于技術成熟度曲線第一階段,但進步速度將是指數級的但進步速度將是指數級的。根據百度百科根據百度百科,技術成熟度曲線誕生于硅谷,又叫技術循環曲線、炒作周期,是指新技術、新概念在媒體上曝光度隨時間的變化曲線。美國 Gartner 公司將其分為 5 個階段:科技誕生的促動期、過高期望的峰值、泡沫化的底谷期、穩步爬升的光明期、實質生產的高峰期。圖 48:Gartn
57、er 技術成熟度曲線圖 49:Gartner 2022 年新型技術成熟曲線資料來源:百度百科,華金證券研究所資料來源:Gartner,華金證券研究所萊特定律下萊特定律下“具身具身”的制造成本能夠迅速下降。根據維科網,的制造成本能夠迅速下降。根據維科網,萊特定律是制造業的規模效應的體現,意思是產量每擴大一倍,成本就會降低 15%左右。美國的福特 T 型車從 1909 年到 1923年的產量和價格變化曲線就完美詮釋了萊特定律。產量從一到十的過程中,生產成本會有三次 15%左右的降低,最終生產成本會降到原來的 60%左右。再加上零配件成本,也會因產量提升而降低,產業集群還可以進一步降低成本。行業深度
58、分析22/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 50:萊特定律下量產初期成本指數級下降資料來源:前瞻經濟學人,華金證券研究所國外多家科技公司下注人形機器人賽道,根據中國國家郵政局官網,亞馬遜投資物流機器國外多家科技公司下注人形機器人賽道,根據中國國家郵政局官網,亞馬遜投資物流機器人公司人公司 Agility Robotics,機器人預計,機器人預計 24 年開始交付,年開始交付,25 年全面上市。年全面上市。22 年 4 月物流倉儲機器人制造商 Agility Robotics 完成 1.5 億美元的 B 輪融資,由 DCVC 和“安卓之父”Andy Rubin 創建的Playground
59、Global 領投,亞馬遜產業創新基金參投。DCVC 聯合管理合伙人 Matt Ocko 表示,勞動力短缺會導致供應鏈遭到破壞,Agility 解決的是企業勞動力短缺的問題,將人們從重復或不愉快的工作中解放出來。Agility Robotics 研發的機器人 Digit 專門用于在倉庫和配送中心執行任務。根據維科網,Agility 計劃在 2024 年初向其合作伙伴提供首先雙足運送機器人解決方案,并然后在次年全面上市。圖 51:物流機器人 Digit資料來源:揚子晚報,華金證券研究所OpenAI 領投領投 1X Technologies 公司,機器人已實現拿捏物品、輕松開門、自主導航和避公司,
60、機器人已實現拿捏物品、輕松開門、自主導航和避障等功能。根據華爾街見聞,障等功能。根據華爾街見聞,當地時間 3 月 23 日,挪威人形機器人公司 1X Technologies(前稱為Halodi Robotics)宣布在 OpenAI 領投,老虎環球和挪威投資者財團跟投的 A2 輪融資中籌集了 2350行業深度分析23/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分萬美元,1X 計劃用這筆資金來加大力度研發雙足機器人模型 NEO,以及在挪威和北美量產其首款商用機器人 EVE。根據澎湃科技,1X 近期 Technologies 發布了一段視頻,NEO 機器人能夠伸出手指拿捏物品、輕松開門、自主導航和避障等
61、。與其他需要減速才能正常運行的機器人不同,1XTechnologies 的機器人可以以 1 倍速度運行,即與人類的速度相當。圖 54:NEO 機器人最新技能資料來源:澎湃科技,華金證券研究所AI 人形機器人初創公司完成人形機器人初創公司完成 A 輪融資輪融資,正在推出正在推出“世界上第一個商業上可行的通用人形機世界上第一個商業上可行的通用人形機器人器人”。根據科創板日報報道,。根據科創板日報報道,AI 人形機器人初創公司 Figure 在 5 月 25 日宣布完成了 7000萬美金的 A 輪融資,此前,Figure 稱正在推出“世界上第一個商業上可行的通用人形機器人”,名為“Figure01”
62、。目前 Figure 正在設計一個完全機電化的人形機器人,擁有雙手。按照其模型規劃,最終的機器人將是全電動的,高 1.6 米,重 60 公斤,有效載荷為 20 公斤,充電后可運行 5 小時。圖 54:Figure 機器人設想圖資料來源:Figure,華金證券研究所英偉達發布專為機器人開發打造的平臺英偉達發布專為機器人開發打造的平臺 Isaac,大幅降低機器人開發難度。根據國脈電子,大幅降低機器人開發難度。根據國脈電子政務網報道政務網報道,近日英偉達發布了專為機器人開發打造的平臺 Isaac,平臺包括軟件、硬件、一個虛擬世界的機器人模擬器。工業和商用機器人的開發過程相當復雜,時間長,挑戰大,成本
63、高。在許多用例和場景中,缺乏結構化的環境也很普遍。NVIDIA Isaac 機器人開發平臺采用端到端解決方案,可幫助降低成本、簡化開發流程并加速產品上市。行業深度分析24/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 55:英偉達 Isaac 平臺功能圖 56:英偉達 Isaac 平臺成功案例資料來源:英偉達官網,華金證券研究所資料來源:英偉達官網,華金證券研究所今年以來,國內密集發布人形機器人相關政策。今年以來,國內密集發布人形機器人相關政策。2023 年 1 月,工信部等 17 部門聯合印發“機器人+”應用行動實施方案,提出到 2025 年,制造業機器人密度較 2020 年實現翻番,服務機器人、
64、特種機器人行業應用深度和廣度顯著提升。根據北京、山東、深圳人民政府官網,4 月 20日,北京市提出加緊布局人形機器人整機,對標緊跟國際領先機器人產品,按工程化思路布局北京人形機器人整機及相關核心產品。4 月 29 日,山東省提出加快布局人形機器人等多項前沿領域。5月 31 日,深圳市提出開展通用型具身智能機器人的研發和應用,加快組建廣東省人形機器人制造業創新中心,發揮粵港澳大灣區制造業優勢,開展人形機器人規?;瘧?。表 1:今年以來國內人形機器人政策匯總時間時間發布部門發布部門政策政策內容內容2023 年 1 月工信部等17 部門“機器人+”應用行動實施方案到 2025 年,制造業機器人密度較
65、制造業機器人密度較 20202020 年實現翻番年實現翻番,服務機器人服務機器人、特種機特種機器人行業應用深度和廣度顯著提升器人行業應用深度和廣度顯著提升,機器人促進經濟社會高質量發展的能力明顯增強。聚焦聚焦 1010 大應用重點領域,大應用重點領域,突破 100 種以上機器人創新應用技術及解決方案,推廣 200 個以上具有較高技術水平、創新應用模式和顯著應用成效的機器人典型應用場景。2023 年 4 月北京市北京市機器人產業創新發展行動方案(20232025 年)(征求意見稿)發揮人工智能融合創新優勢,加緊布局人形機器人整機加緊布局人形機器人整機。對標緊跟國際領先機器人產品,按工程化思路布局
66、北京人形機器人整機及相關核心產品布局北京人形機器人整機及相關核心產品,組建北京市人形機器人產業創新中心,爭創國家級制造業創新中心組建北京市人形機器人產業創新中心,爭創國家級制造業創新中心。2023 年 4 月山東省山東省制造業創新能力提升三年行動計劃(20232025 年)加快布局人形機器人加快布局人形機器人、元宇宙、量子科技、未來網絡、碳基半導體、類腦計算、深海極地、基因技術、深??仗扉_發等前沿領域,推進 6G 技術研發和應用。2023 年 5 月深圳市深圳市加快推動人工智能高質量發展高水平應用行動方案(20232024年)實施人工智能科技重大專項扶持計劃,開展通用型具身智能機器人的研發開展
67、通用型具身智能機器人的研發和應用和應用。加快組建廣東省人形機器人制造業創新中心加快組建廣東省人形機器人制造業創新中心。發揮粵港澳大灣區制造業優勢,開展人形機器人規?;瘧?。開展人形機器人規?;瘧?。資料來源:工信部,北京市人民政府官網,山東省人民政府官網,深圳市人民政府官網,華金證券研究所八、為什么特斯拉 Optimus 有望率先量產?行業深度分析25/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分(一)特斯拉 Optimus 具備哪些優勢?我們總結了特斯拉人形機器人主要具備以下幾個優勢我們總結了特斯拉人形機器人主要具備以下幾個優勢:1)外形外形:根據特斯拉 22 年 AI DAY展示,首先從外形上擎天
68、柱身高 173cm,體重 73kg,符合“人形”。2)價格價格:根據華爾街見聞,2022年特斯拉 AI DAY 馬斯克表示,預計 Optimus 量產后價格在 2 萬美元以內。我們認為如果在部分環節完全替代人工,這個價格對于工業和商業場景具備吸引力。3)商業定位準確商業定位準確:特斯拉的擎天柱從最初的定位就符合 PMF(Product/Market Fit)理論,這在成本端和設計理念已經體現。4)生態)生態:特斯拉生態下,沖壓機、FSD 自動駕駛系統、Dojo 計算機、D1 芯片,為機器人提供了有利條件。5)已有水平和發展速度:已有水平和發展速度:已具備的能力和發展速度優勢,從 21 年概念圖
69、到 23 年 5 月能夠完成復雜任務的完整機器人,僅一年半便完成了迭代。相比之下,以當前運動性能最優的波士頓動力 Atlas 機器人為例,根據高工機器人網報道,Atlas 售價大約在 200 萬美元,如此高昂的價格,注定無法在 C 端大面積鋪開,而 B 端用戶對于成本與價格的考量往往比 C 端用戶更加理性且嚴格。波士頓動力公司在 Atlas 的整個開發過程中一直明確表示,其人形機器人純粹用于研發目的。表 2:主要人形機器人介紹擎天柱擎天柱AmecaAmeca鐵大鐵大WalkerWalker X XAtAtl lasasASIMOASIMO公司特斯拉Engineered Arts小米優必選波士頓
70、動力本田外形身高 173cm,體重73kg身高 1.87 米,體重為 49 公斤身高 177cm,體重52kg體重 63kg,身高130cm體重 75Kg,身高1.5 米身高 1.3 米,體重48 公斤價格預計 2 萬美元以內超過 13.3 萬美元成本約六、七十萬約 400 萬人民幣200 萬美元250 萬美元能力可完成步行、下蹲、搬運箱子、抓取物體等動作對話、上肢活動、表情豐富,目前還不能行走對話,行走,打架子鼓捶背按摩、下象棋,上下樓梯和斜坡跑步,跨越障礙物,跳躍、翻滾,倒立,跳舞跑步、單腿跳躍、人類跳舞、與人交流驅動方式伺服電機驅動伺服電機驅動伺服電機驅動液壓驅動電機驅動自由度軀干 28
71、 個自由度,單手 6 個驅動器,全 11 個自由度身體共有 52 個模塊,支持 51 種關節運動21 個關節自由度41 個自由度28 個液壓驅動器,28 個自由度57 個自由度發展進度2021 年推出概念機,2022 年推出原型機,2023 年 5 月多臺機器人行走亮相21 年底發布豐富表情和肢體動作視頻2022 年 8 月推出,12 月鐵大 2.0 已投入研發2016 年開始研發,2021 年 7 月發布2020 年底,現代汽車集團以 9.21億美元從軟銀收購波士頓動力2018 年已停止研發商業定位不想干的事統統交給特斯拉機器人來干和人類有更好的互動服務型機器人服務型機器人主要用于研發未找到
72、商業化路徑圖片資料來源:各公司官網,華金證券研究所行業深度分析26/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分我們認為,從特斯拉人工智能生態的角度來看待,汽車、機器人和自動駕駛、DOJO 超級計算機可以形成閉環,DOJO 和自動駕駛系統充當“大腦”,汽車和機器人則在物理空間中拓展認知,再反過來訓練“大腦”。根據我們總結根據我們總結,特斯拉生態具備特斯拉生態具備:1)特斯拉制造汽車時引進了全球最大的壓鑄機,人形機器人有上千個零部件,未來也可能通過一體化的方式加快生產制造。2)純視覺方案,可直接嫁接FSD 系統。Optimus 采用了跟特斯拉電動車相同的感知與計算單元,其中包括自研的芯片,以及三個自動輔
73、助駕駛攝像頭。3)Dojo 計算機訓練 AI 模型。dojo 是特斯拉開發的一臺超級強大的訓練計算機,目標是接收大量圖像和視頻數據,并在無人監督的情況下自行學習。4)根據有駕網報道,D1是特斯拉自主研發的 AI 訓練芯片,相比于業內其他芯片,同成本下性能提升 4 倍,同能耗下性能提高 1.3 倍,占用空間節省 5 倍。目前 dojo 已用上自研 D1 芯片。5)商業模式上可直接延續電動車的“硬+軟”收費模式。圖 57:特斯拉 D1 芯片圖 58:特斯拉 FSD 系統資料來源:特斯拉AI Day,華金證券研究所資料來源:搜狐汽車,華金證券研究所表 3:特斯拉人形機器人具備的生態優勢生態生態說明說
74、明沖壓機特斯拉制造汽車時引進了全球最大的 9000 噸級壓鑄機,人形機器人有上千個零部件,未來也可能通過一體化的方式加快生產制造FSD 系統Optimus 采用了跟特斯拉電動車相同的感知與計算單元,其中包括自研的芯片,以及三個自動輔助駕駛攝像頭,已經嫁接了 FSD 系統。Dojo 計算機dojo 是特斯拉開發的一臺超級強大的訓練計算機,用來訓練 AI 模型,目標是接收大量圖像和視頻數據,并在無人監督的情況下自行學習D1 芯片D1 是特斯拉自主研發的 AI 訓練芯片,相比于業內其他芯片,同成本下性能提升 4 倍,同能耗下性能提高 1.3 倍,占用空間節省 5 倍。目前 dojo 已用上自研 D1
75、 芯片商業模式2019 年特斯拉開始 OTA 付費升級,每個月 9.9 美元購買娛樂性和軟件的更新服務。高級別自動駕駛系統 FSD 的買斷價格高達 1.5 萬美元,21 年特斯拉軟件及服務營收 38.02 億美元,占其總營收的 7.06%其他技術特斯拉已經把汽車的一些技術運用到了人形機器人擎天柱上,包括電池組、冷卻系統等,還使用與汽車測試類似的技術來進行擎天柱的運動和對外部碰撞模擬資料來源:特斯拉官網,華金證券研究所整理21 年概念機到年概念機到 22 年原型機再到年原型機再到 23 年年 5 月完整機月完整機,Optimus 已經可以已經可以“自己造自己自己造自己”了了。根據特斯拉 2022
76、 年 AI DAY 和 2023 年股東大會直播顯示,22 年 10 月 Optimus 首次亮相無法自主行走需要人攙扶,23 年股東大會展示視頻中 Optimus 已經可以在車間靈活行走、抓取物體,已經擁行業深度分析27/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分有環境探索與記憶、電機轉矩控制能力、基于人類跟蹤運動的 AI 訓練以及物體操縱能力,且已打通了 FSD 底層模塊,實現了一定程度的算法復用。根據新浪財經報道,2022 年馬斯克接受采訪時說道,機器人“擎天柱”預計明年底開始交付,目標量是 23 年 10 萬臺、24 年 50 萬臺、25 年 100 萬臺。2023 年 3 月馬斯克表示,特
77、斯拉機器人已經可以特斯拉機器人已經可以“自己造自己自己造自己”了。了。圖 59:特斯拉“擎天柱”發展圖資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所最新展示中最新展示中 Optimus 電機可精準控制不打破雞蛋電機可精準控制不打破雞蛋,已經可以完成物品分揀的復雜工作已經可以完成物品分揀的復雜工作。根根據據特斯拉最新在23年股東大會上發布的視頻顯示,Optimus完成了一系列復雜任務如電機扭矩控制,力度控制更精確、環境探測與記憶等。例如特斯拉展示了 Optimus 電機轉矩控制的能力,能做到精準控制力道不打碎雞蛋。此外,Optimus 也展示了其基于端到端 AI 學習人類行為的過程,對物體進行分類擺放
78、等,還展示了其從一個容器中拾取物體并將它放入第二個容器中。圖 60:電機精準控制不打破雞蛋圖 61:Optimus 可學習對物體分類擺放資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所(二)特斯拉 Optimus 硬件拆解機器人四大核心組件:傳感系統、控制系統、執行系統、驅動系統。機器人四大核心組件:傳感系統、控制系統、執行系統、驅動系統。根據優必選研究院,機器人主要由機械部分、控制部分和傳感部分組成,其中機械部分是其它部分的重要基礎。機械部分按系統分包括驅動系統和機械系統。人形機器人有 4 大核心組件,分別是傳感系統(對應五官)、控制系統(對應大腦)、執行機構
79、(對應四肢)和驅動系統(對應關節組織)。行業深度分析28/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 62:機器人傳感、控制、機械部分圖 63:機器人四大系統資料來源:優必選研究院,華金證券研究所資料來源:智東西,華金證券研究所根據根據 2023 年特斯拉股東大會直播顯示,年特斯拉股東大會直播顯示,Optimus 視覺方面采用攝像頭純視覺方案,能量視覺方面采用攝像頭純視覺方案,能量方面采用方面采用 2.3KWh 電池,可待機電池,可待機 20 小時,支持工作全天。小時,支持工作全天。特斯拉最新亮相的機器人身高 173cm 左右,體重 73kg,采用了三個攝像頭,兩個常規的攝像頭分布在左右耳朵的位置
80、,一個魚眼相機分布在最前方,延續了電動車的純視覺方案。大腦采用 Tesla SoC 可以進行視覺信息處理,動作決策、以及語音交流。電池部分采用了一塊 2.3 kWh 的電池,電池包內帶有充放電及電源管理芯片,可持續待機 20 小時,能支持機器人工作一整天。圖 64:人體全身有 200+自由度圖 65:藍色是電子系統,橘色是電機資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所特斯拉對機器人做了損害控制,保證位于胸腔的電池在機器人跌倒是不會爆炸。特斯拉對機器人做了損害控制,保證位于胸腔的電池在機器人跌倒是不會爆炸。還對全身的結構件都做了相應的受力分析,出于成本考慮,
81、為了適應量產沒有選用重量輕、性能好的碳纖維復合材料,而是采用鋁合金。特斯拉在汽車上有成熟的高壓鑄造鋁合金的經驗,在材料端對于機器人將來量產有較大幫助。行業深度分析29/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 66:“擎天柱”損害控制實驗圖 67:保證電池不發生爆炸資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所整機構型是大型仿人機器人機械部分的關鍵點之一整機構型是大型仿人機器人機械部分的關鍵點之一,它與關節的數量及布置方式緊密相關它與關節的數量及布置方式緊密相關。根據優必選研究院根據優必選研究院,人體有 206 塊骨頭,大的關節有 78 個,有六種類型關節。一般
82、大型仿人機器人關節有 15-70 個,關節類型有三種,旋轉(水平方向旋轉)、偏移(垂直方向上下移動)、滑動(水平方向線性移動)。圖 68:人體和人形機器人關節類型和分布對比資料來源:優必選研究院,華金證券研究所特斯拉機器人軀干共有特斯拉機器人軀干共有 28 個關節個關節,旋轉關節和直線關節各旋轉關節和直線關節各 14 個個,每個關節對應一個執行每個關節對應一個執行器,手部共器,手部共 12 個執行器。根據個執行器。根據 2023 年特斯拉股東大會直播顯示,我們對年特斯拉股東大會直播顯示,我們對 28 個執行器位置和數量個執行器位置和數量進行預計,進行預計,28 個執行器個執行器分別為肩關節(單
83、側三自由度旋轉關節)6 個,肘關節(單側直線關節)2個,腕部關節(單側 2 個直線+1 個旋轉)6 個,腰部(二自由度旋轉關節)2 個,髖關節(單側 1個直線+2 個旋轉)6 個,膝蓋(單側 1 直線關節)2 個,踝部(單側二自由度直線關節)4 個。每個旋轉關節用到一個諧波減速器,手部單手有 6 個執行器,11 個自由度,拇指方面由兩個電機驅動,驅動拇指的空心杯電機均橫置在手掌內,其他手指各一個。能拿起約 9 公斤重物體,可以使用工具,實現精準抓取小部件。行業深度分析30/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 69:軀干共 28 個關節圖 70:手部有 6 個執行器資料來源:特斯拉股東大會,
84、華金證券研究所整理資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所整理圖 71:特斯拉“擎天柱”手部介紹資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所通過仿真模擬,考慮成本和重量兩個因素,選出每個關節執行器最優解。根據通過仿真模擬,考慮成本和重量兩個因素,選出每個關節執行器最優解。根據 2023 年特年特斯拉股東大會直播顯示,斯拉股東大會直播顯示,在設計關節驅動器時,最重要的事情就是確定驅動器的工作范圍。首先對于機器人的工況做了假設,針對這些工況進行了仿真,在仿真中模擬出了機器人在各種情景下關節的輸出力矩。之后將輸出力矩投影到了關節驅動器的效率圖中,采用的是市面上可以買的標準品電機+減速機,之后根據不同的電
85、機和不同減速比減速器組合,最終組合出十幾萬種結果,紅色的曲線就是系統成本和重量的最優曲線,再選出最合適的電機與減速比方案。之后將全身所有關節都做這樣的分析,可以得到全身關節的最優組合。行業深度分析31/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 72:考慮成本和重量選出最優執行器圖 73:28 個關節選出各自最優執行器資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所從局部最優進一步到整體最優,從局部最優進一步到整體最優,28 個軀干關節最終選出個軀干關節最終選出 6 款執行器??顖绦衅?。為了降低生產成本,對執行器數量進行了精簡,即從局部的成本與重量最優,到全身的成本
86、與重量最優。最終特斯拉選擇出了三款旋轉關節,三款直線關節,旋轉關節的扭矩為 20、110、180Nm,直線關節的推力為 500、3900、8000N。圖 74:從局部最優解到全身最優解圖 75:軀干用到共 6 個關節執行器資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所在高速端,旋轉關節采用內轉子電機+角接觸軸承,并配有一個剎車裝置,直線關節部分采用了內轉子電機和普通的球軸承。在低速端,旋轉關節采用了諧波減速機,并配有交叉滾子軸承,直線關節部分采用了行星滾柱絲桿,相比于傳統的滾珠絲桿,可以承受更大的負載。在傳感器方面,關節在高速端和低速端都配備了位置傳感器以及力
87、和力矩傳感器。行業深度分析32/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 76:旋轉關節高速端關節方案圖 77:旋轉關節低速端關節方案資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所整理資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所整理圖 78:直線關節傳感器圖 79:直線關節采用行星滾柱絲杠資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所整理資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所整理根據中國新聞網報道,伺服電機、減速機、控制系統、驅動器與機器視覺等重要零部件占根據中國新聞網報道,伺服電機、減速機、控制系統、驅動器與機器視覺等重要零部件占據人形機器人成本超過據人形機器人成本超過 70%。根據高工機器人網,人形機器人
88、整體的自由度。根據高工機器人網,人形機器人整體的自由度/關節數量通常為關節數量通常為 20 個個至至 50 個,一個自由度對應一臺伺服電機,國外電機價格通常為個,一個自由度對應一臺伺服電機,國外電機價格通常為 5000 至至 6000 元,甚至上萬元,國元,甚至上萬元,國產電機價格也在產電機價格也在 2000 元以上。元以上。行業深度分析33/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 80:伺服驅動器的基本構成資料來源:優必選研究院,華金證券研究所根據優必選研究院,伺服驅動器工作原理:根據優必選研究院,伺服驅動器工作原理:要實現機器人的精準運動,每個關節需要能產生精確的輸出位置和力矩。每個舵機在
89、接收到位置指令后,可以實時響應命令,多個舵機協調運行,就可以產生猶如人類一般靈活的運動。大型伺服驅動器有三種類型,分別為常規伺服驅動器、SEA伺服驅動器、本體伺服驅動器。常規伺服驅動器主要由力矩電機、諧波減速器、電機編碼器、輸出常規伺服驅動器主要由力矩電機、諧波減速器、電機編碼器、輸出編碼器、驅動板、制動器組成。編碼器、驅動板、制動器組成。表 4:腿足式機器人伺服驅動器方案腿足式機器人伺服驅動器方案腿足式機器人伺服驅動器方案常規伺服驅動器SEA 伺服驅動器本體伺服驅動器方案特性電機+大減速比齒輪+高剛度力矩傳感器+輸出,重量較重電機+大減速比齒輪箱+柔性彈性體,重量較重大力矩密度電機+低減速比
90、齒輪箱+小慣量輸出,重量輕力矩測量基于應變片原理基于編碼器原理電流環間接測量應用場景傳統雙足人形雙足人形四足以及雙足小人型技術水平相對完善成熟主流研究中正發展崛起主要優點高頻響應,技術成熟,輸出力矩大,控制精度高柔性抗外界沖擊性能強且能夠儲能,輸出能力強高頻響應,抗沖擊力強,力矩反饋較精準主要缺陷高剛度,動態物理交互性能較差,大沖擊下容易損壞減速器剛性小,高頻響應較弱,帶寬較窄小減速比減速箱,能量輸出密度不足發展形勢逐漸成熟,應用在外界環境相對確定的特定場景在發展中,需要提高力控反饋精度測量技術和選擇適合場景的彈性剛度以提升力控響應性能發展中,制約因素是力矩電機的性能仍然不能滿足大型仿人機器人
91、的力矩需求資料來源:優必選研究院,華金證券研究所行業深度分析34/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分圖 81:大型伺服驅動器三種類型圖 82:常規伺服驅動器資料來源:優必選研究院,華金證券研究所資料來源:優必選研究院,華金證券研究所以特斯拉關節結構來看以特斯拉關節結構來看,旋轉關節和直線關節結構類似旋轉關節和直線關節結構類似,我們總結主要區別有三點我們總結主要區別有三點:1)減速裝置:旋轉關節用的是諧波減速器,直線關節為滾柱絲杠。2)低速端傳感器:旋轉關節用的是角度編碼器,直線關節是位置編碼器。3)力傳感器:旋轉關節輸出端由于是旋轉運動,用的是力矩傳感器,直線關節輸出端是直線運動,用的是力傳
92、感器。圖 83:旋轉關節結構構成圖 84:直線關節結構構成資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所整理資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所整理根據對人形機器人研究,我們認為在關節構成中,價值量最高、技術壁壘最高的兩個環節根據對人形機器人研究,我們認為在關節構成中,價值量最高、技術壁壘最高的兩個環節是諧波減速器和無框力矩電機。是諧波減速器和無框力矩電機。諧波減速器具備高精度、輕量化、小型化等優勢,人形機器人通常采用諧波減速器。根據諧波減速器具備高精度、輕量化、小型化等優勢,人形機器人通常采用諧波減速器。根據優必選研究院,優必選研究院,減速器是一種動力傳達機構,主要起著降低電機轉速、提升扭矩的
93、作用。仿人機器人常用減速器有精密行星減速器、諧波減速器、擺線減速器三種,回差是仿人機器人用精密減速器的關鍵性能指標之一,一般來說回差越小精度越高,諧波減速器滿足高精度、小型化、輕量化、大減速比等特性,人形機器人一般采用諧波減速器。表 5:人形機器人常用的三種減速器減速器種類減速器種類精密行星減速器精密行星減速器諧波減速器諧波減速器擺線(擺線(R RV V)減速器)減速器減速器圖片回差(度)0.05-0.33(3-20 弧分)0.0083-0.033(0.5-2 弧分)0.0017-0.025(1-1.5 弧分)行業深度分析35/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分體積及重量體積中等、重量中等體
94、積小、重量輕體積中等、重量中等額定扭矩高中高峰值扭矩中中高傳遞效率中高高主要應用場景自動化生產線、四足機器人、服務機器服務機器人、工業機器人服務機器人、工業機器人資料來源:優必選研究院,華金證券研究所整理機器人關節電機核心指標是功率密度,無框力矩電機由于體積小、重量輕,可滿足高功率機器人關節電機核心指標是功率密度,無框力矩電機由于體積小、重量輕,可滿足高功率密度要求密度要求。根據根據一種無框力矩電機的制作方法一種無框力矩電機的制作方法,無框力矩電機沒有外殼,可以提供更大的設備空間,中間是中空形式的,便于走線。在設計中,可以使整個機器體積更小,因此可以提供更大的功率密度比,同尺寸下可以提供更大的
95、扭矩,可人形機器人輕量化和小型化的要求。功率密度功率密度=輸出功輸出功率率/質量質量,對于人形機器人關節來說對于人形機器人關節來說,由于空間有限由于空間有限,功率密度是非常核心的指標功率密度是非常核心的指標,因此無框力矩電因此無框力矩電機優勢明顯機優勢明顯。圖 85:無框電機能量密度高、體積小、重量輕資料來源:DirectINDUSTRY,機床商務網,華金證券研究所機器人運動時膝關節受力最大機器人運動時膝關節受力最大,Optimus 使用了仿生四連桿結構使用了仿生四連桿結構,可平滑電機輸出力保持可平滑電機輸出力保持效率最高區間效率最高區間。根據根據 2023 年特斯拉股東大會直播顯示年特斯拉股
96、東大會直播顯示,特斯拉對于機器人的各種動作進行了模態分析并將其降入到控制系統中去來降低控制頻率節省算力以及能源。膝蓋是機器人運動時受力最大的關節,為了降低電機輸出的力,膝蓋處創新使用了仿生四連桿結構,這種結構相比于二連桿可平滑電機輸出力,可以讓電機的出力維持在一個恒定值上來讓電機在效率最高的區間工作。圖 86:進行模態分析降低控制頻率以節省算力圖 87:膝關節仿生四連桿可平滑電機輸出力行業深度分析36/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所資料來源:特斯拉股東大會,華金證券研究所九、投資建議人形機器人關節數量多,根據分析我們認為價值量集中在單價高且用量多的
97、零部件,主要有電機、諧波減速器、力/力矩傳感器。以特斯拉機器人為例,根據 2023 年特斯拉股東大會直播顯示,我們預計 Optimus 軀干 28 個關節,其中旋轉關節和直線關節均為 14 個,手指共 12 個執行器。每個旋轉關節需要 1 個諧波減速器,所有軀干關節都需要無框力矩電機,手機每個執行器用一個空心杯電機,軀干和手指每個執行器都要用一個力/力矩電機,因此總共需要 28 個無框力矩電機+14個諧波減速器+40 個力/力矩傳感器+12 個空心杯電機。根據新浪財經報道,2022 年馬斯克接受采訪時說道,機器人“擎天柱”預計明年底開始交付,目標量是 23 年 10 萬臺、24 年 50 萬臺
98、、25 年 100 萬臺。根據前瞻產業研究院等數據顯示,價值量占比較高的諧波減速器、驅動器+無框力矩電機、力/力矩傳感器、空心杯電機、編碼器價格大致分別為 1500、3000、600、700、100 元,假設在 10 萬、50 萬、100 萬臺情況下,各零部件成本分別為單臺成本的 80%、67%、60%,測算結果如表 6 所示。關注相關領域頭部上市公司,重點關注三類重點關注三類:1)在汽車領域與特斯拉有深度合作并布局人形機器人賽道的相關公司;2)人形機器人領域已經和特斯拉達成初步合作的相關公司。3)產品在細分領域處于全球領先的相關公司。表 6:特斯拉機器人 Optimus 關節各部件拆分及預測
99、單臺10 萬臺50 萬臺100 萬臺零件個數位置單價(元)總價(萬元)單價(元)總價(萬元)市場空間(億元)單價(元)總價(萬元)市場空間(億元)單價(元)總價(萬元)市場空間(億元)諧波減速器14旋轉關節,每個關節 1 個15002.112001.6816.810001.4709001.26126驅動器+無框力矩電機2828 個軀干關節30008.424006.7267.220005.628018005.04504力/力矩傳感器4028個軀干關節+12個手指執行器6002.44801.9219.24001.6803601.44144空心杯電機12手部 12 個執行器各一個7000.84560
100、0.676.724700.56284200.550編碼器68每個軀干關節 2個,手指 12 個1000.68800.545.4670.4623600.440資料來源:前瞻產業研究院,淘寶,常鑫機電官網,獨角獸智庫,華金證券研究所整理及預測相關標的相關標的1)綠的諧波:國內諧波減速器龍頭,根據公司 22 年年報,公司 21 年國內市占率達 24.7%。根據公司公告,公司與三花智控共建了墨西哥工業園。行業深度分析37/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分2)三花智控:特斯拉汽車熱管理系統核心供應商,客戶和渠道優勢明顯,根據公司公告,公司與綠的諧波共建墨西哥工業園。3)拓普集團:特斯拉汽車產業鏈核心
101、供應商,根據公司 22 年年報,公司已開展機器人執行器研發,包括旋轉執行器和直線執行器,樣品已獲得客戶的認可。4)鳴志電器:專注人形機器人手掌模組及指??刂齐姍C,根據公司 23 年 5 月 12 日業績說明會表示,公司已獲得頭部企業合作意向,目前已經向頭部客戶提交了全套技術方案及樣機。5)江蘇雷利:公司在投資者回復表示,控股子公司鼎智科技研發的線性傳動組件、空心杯電機、精密齒輪箱等產品處于國內領先地位,可應用于人形機器人。6)步科股份:公司在投資者回復表示,第三代無框力矩電機產品可以對標國際領先產品,部分型號具備一定優勢,已與國內人形機器人企業進行相關產品的共創。7)昊志機電:公司在投資者互動
102、平臺表示,公司諧波減速器、無框力矩電機和編碼器等產品可應用于人形機器人。8)禾川科技:公司在投資者回復中表示,公司在人形機器人的伺服驅動器軟件/總線通信技術/集成控制芯片/電機減速機一體集成傳動等產品和技術方面有較深的前沿技術儲備。十、風險提示1、人形機器人發展進度不及預期風險:人形機器人作為一種新興前沿科技,當前處于發展初期階段,后續可能有發展不及預期的風險。2、人形機器人需求不及預期風險:人形機器人作為一種新興產物,下游各個場景需求的確定性尚未得到驗證,存在需求量不及預期的風險。3、產能不及預期風險:人形機器人大規模放量需要產業鏈各個環節具備相應產能,可能存在部分環節產能不足的風險。行業深
103、度分析38/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分行業評級體系行業評級體系收益評級:領先大市未來 6 個月的投資收益率領先滬深 300 指數 10%以上;同步大市未來 6 個月的投資收益率與滬深 300 指數的變動幅度相差-10%至 10%;落后大市未來 6 個月的投資收益率落后滬深 300 指數 10%以上;風險評級:A 正常風險,未來 6 個月投資收益率的波動小于等于滬深 300 指數波動;B 較高風險,未來 6 個月投資收益率的波動大于滬深 300 指數波動;分析師聲明分析師聲明劉荊聲明,本人具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格,勤勉盡責、誠實守信。本人對本報告的內容和觀點負責,保
104、證信息來源合法合規、研究方法專業審慎、研究觀點獨立公正、分析結論具有合理依據,特此聲明。行業深度分析39/39請務必閱讀正文之后的免責條款部分本公司具備證券投資咨詢業務資格的說明本公司具備證券投資咨詢業務資格的說明華金證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)經中國證券監督管理委員會核準,取得證券投資咨詢業務許可。本公司及其投資咨詢人員可以為證券投資人或客戶提供證券投資分析、預測或者建議等直接或間接的有償咨詢服務。發布證券研究報告,是證券投資咨詢業務的一種基本形式,本公司可以對證券及證券相關產品的價值、市場走勢或者相關影響因素進行分析,形成證券估值、投資評級等投資分析意見,制作證券研究報告,并向本
105、公司的客戶發布。免責聲明:免責聲明:。本公司不會因為任何機構或個人接收到本報告而視其為 本公司的當然客戶。本報告基于已公開的資料或信息撰寫,但本公司不保證該等信息及資料的完整性、準確性。本報告所載的信息、資料、建議及推測僅反映本公司于本報告發布當日的判斷,本報告中的證券或投資標的價格、價值及投資帶來的收入可能會波動。在不同時期,本公司可能撰寫并發布與本報告所載資料、建議及推測不一致的報告。本公司不保證本報告所含信息及資料保持在最新狀態,本公司將隨時補充、更新和修訂有關信息及資料,但不保證及時公開發布。同時,本公司有權對本報告所含信息在不發出通知的情形下做出修改,投資者應當自行關注相應的更新或修
106、改。任何有關本報告的摘要或節選都不代表本報告正式完整的觀點,一切須以本公司向客戶發布的本報告完整版本為準。在法律許可的情況下,本公司及所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司所發行的證券或期權并進行證券或期權交易,也可能為這些公司提供或者爭取提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等相關服務,提請客戶充分注意??蛻舨粦獙⒈緢蟾鏋樽鞒銎渫顿Y決策的惟一參考因素,亦不應認為本報告可以取代客戶自身的投資判斷與決策。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議,無論是否已經明示或暗示,本報告不能作為道義的、責任的和法律的依據或者憑證。在任何情況下,本公司亦不對任何人因使用本報告中的任何內
107、容所引致的任何損失負任何責任。本報告版權僅為本公司所有,未經事先書面許可,任何機構和個人不得以任何形式翻版、復制、發表、轉發、篡改或引用本報告的任何部分。如征得本公司同意進行引用、刊發的,需在允許的范圍內使用,并注明出處為“華金證券股份有限公司研究所”,且不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。華金證券股份有限公司對本聲明條款具有惟一修改權和最終解釋權。風險提示:風險提示:報告中的內容和意見僅供參考,并不構成對所述證券買賣的出價或詢價。投資者對其投資行為負完全責任,我公司及其雇員對使用本報告及其內容所引發的任何直接或間接損失概不負責。華金證券股份有限公司辦公地址:上海市浦東新區楊高南路 759 號陸家嘴世紀金融廣場 30 層北京市朝陽區建國路 108 號橫琴人壽大廈 17 層深圳市福田區益田路 6001 號太平金融大廈 10 樓 05 單元電話:021-20655588