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1、請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明僅供機構投資者使用證券研究報告|行業深度研究報告多維度賦能,多維度賦能,人形機器人蓄勢待發人形機器人蓄勢待發-人形機器人系列報告人形機器人系列報告分析師:楊分析師:楊睿睿SACSAC NONO:S S11205200500031120520050003分析師:李唯嘉分析師:李唯嘉SACSAC NONO:S S11205200700081120520070008研究助理:哈成宸研究助理:哈成宸郵箱:郵箱:cn20232023年年7 7月月2929日日 148223摘要摘要1人形機器人商業化持續推進人形機器人商業化持續推進。人
2、形機器人發展到高動態階段為未來多樣化應用場景落地創造了豐富的想象空間,多家企業已就實際應用場景開展了商業化初試,其中1X technologies的機器人EVE和Agility Robotics的機器人Digit取得了不錯的成績,通過復盤他們的發展情況,我們認為人形機器人成功實現商業化需要從以下幾點考量:(1)找到降本路徑實現規?;?,提升機器人應用經濟性;(2)提升智能化水平;(3)功能設計與實用場景匹配助力應用,比如EVE、Digit。多維度賦能多維度賦能,人形機器人發展有望提速人形機器人發展有望提速。在ChatGPT的加持下,人形機器人有望迎來新一輪進化,科技龍頭紛紛入局,技術革新蓄勢待發
3、。同時,相關政策激勵也將推動人形機器人應用落地。未來,隨著技術創新和成本下探,人形機器人具備可觀發展潛力,有望迎來廣闊的商業化應用前景空間特斯拉入局特斯拉入局,人形機器人有望實現人形機器人有望實現“0-1”。2022年特斯拉人形機器人Optimus原型機在AI day首次亮相,基于特斯拉強大的儲備技術,Optimus實現了快速迭代,到2023年5月,其力度精準控制、環境感知能力等方面都有了較大的提升。我們認為基于特斯拉電動車的快速擴產能力以及專注于技術降本的強大的創新研發能力將加快Optimus的經濟性提升,人形機器人有望實現“0-1”。投資建議:投資建議:目前人形機器人處于商業化初期:一方面
4、,需要重點關注特斯拉等頭部企業的人形機器人的研發、生產及應用情況;另一方面,上游核心部件環節有望受益于商業化應用和行業空間擴大。同時,伴隨商業化進程的推進,人形機器人降本需求迫切,國內廠商有望憑借硬件部分的性價比等優勢迎來機遇,看好:1)手部方案較為確定以及格局較好的空心杯電機環節;2)價值量占比較高的減速器、伺服電機、無框力矩電機等環節;3)壁壘較高的力矩傳感器、驅動器、編碼器等環節。人形機器人的發展將為零部件制造商提供新的應用市場,技術同源、具備領先優勢的相關企業有望受益。受益標的:受益標的:匯川技術、三花智控、綠的諧波、禾川科技、鳴志電器、偉創電氣、步科股份、昊志機電、鼎智科技、江蘇雷利
5、、五洲新春等。風險提示:風險提示:人形機器人技術瓶頸突破不及預期;人形機器人降本不及預期;人形機器人商業化應用不及預期;原材料價格大幅波動;政策變化等風險。0WpY2WTXlVxU9PbP6MpNoOpNtQfQrRtMkPtQoP6MqQzQvPsOmNMYtQpO012人形機器人的發展復盤人形機器人的發展復盤 人形機器人探索已經歷多個發展階段人形機器人探索已經歷多個發展階段人形機器人前期發展可劃分為主要三個階段:技術探索階段人形機器人前期發展可劃分為主要三個階段:技術探索階段、功能突破階段以及高動態發展階段功能突破階段以及高動態發展階段1973-2000年:1973年,日本早稻田大學的加藤
6、一郎教授研發出世界上第一款人形機器人 WABOT-1。此后人形機器人的研究主要聚焦于人形機器人的自主控制和運動,人形機器人處于僅能行走人形機器人處于僅能行走、不能預測運動控制且不能跑步的階段不能預測運動控制且不能跑步的階段。2000-2013年:2000年,日本本田公司推出了人形機器人“阿西莫”(ASIMO),展示出強大的行走、跳舞、上樓梯以及拿放物品的能力。隨著機器人技術的快速迭代隨著機器人技術的快速迭代,人形機器人的運行功能逐步完善人形機器人的運行功能逐步完善,并實現能夠替代人類完成重力作業的功能并實現能夠替代人類完成重力作業的功能。2013年至今:2013年,波士頓動力推出Atlas,經
7、過幾次優化設計后,目前的Atlas已經能夠實現跨越障礙物、后空翻等高難度動作。當當前的人形機器人具備了更高的環境感知能力前的人形機器人具備了更高的環境感知能力、決策能力決策能力、學習能力以及運動控制能力學習能力以及運動控制能力,呈現高動態發展趨勢呈現高動態發展趨勢,為未來應用場景落地創造了豐富的想象空間。31.13 WABOTWABOT-1 1技術探索階段技術探索階段1973年,早稻田大學加藤教授研發出WABOT-1。1986-1993年,本田公司接連開發了E0到E6等7種行走機器人,只有腿部結構,主要用于研究行走功能。1993年,公司在研制的P1基礎上加上了雙臂使其初具人形,而后同年完成的P
8、3則是ASIMO的原型。功能突破階段功能突破階段ASIMOASIMO高動態發展階段高動態發展階段SPOTSPOT和和AtlasAtlas2000年,本田公司推出ASIMO。2003年,日本工業技術研究院推出HRP系列的4C和5P,5P可以替代人類完成重力作業。2009年,雙足機器人PETMAN亮相,PETMAN設計用于檢測化學防護衣的人形機器人。2013年,波士頓動力推出Atlas,能夠在碎石堆上行走。2016年,俄羅斯推出Fedor,會開各種交通工具、提重物、匍匐前進、開槍打靶。2017年,Atlas學會臺階之間跳躍,甚至后空翻。2021年,優必選發布Walker X,能上下樓梯、操控家電、
9、端茶倒水、給人按摩、陪人下棋。圖:人形機器人發展歷程梳理圖:人形機器人發展歷程梳理 41.2人形機器人主流廠商的發展情況人形機器人主流廠商的發展情況1X technologies:EVE已初步實現商業化已初步實現商業化,NEO預計預計2023年底開啟預訂年底開啟預訂1X technologies前身為Halodi Robotics,成立于2014年,是挪威一家專注于開發具有高度靈活性和可擴展性的人形機器人公司。1XTechnologies的旗艦產品是EVE,一款擁有兩臂、兩眼和四輪底盤的機器人,可以在各種環境中執行多種任務,如巡邏、監控、搬運等。目前1X Technologies還在研發一款名
10、為NEO的雙足機器人,相比于EVE,其智能化水平更高,具備自主學習、AI導航等功能,預計將在2023年底開啟預訂。2023年3月,據1X Technologies宣布,該公司已經完成了規模為2350萬美元的A2輪融資,由OpenAI創業基金領投,Tiger Global、Alliance Venture、Investinor和其他投資者跟投。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。型號型號身高身高(cm)(cm)體重(體重(kgkg)速度(速度(km/hkm/h)應用場景應用場景具體情況具體情況EVE1868314.4安保、護理、調酒等
11、與與ADT commercialADT commercial合作成功開發合作成功開發EVEEVE應應用于商業場景,目用于商業場景,目前在售,每月可生前在售,每月可生產產1010臺臺;在美國和歐洲部分地區開始投入使用NEO-30步行:4跑步:12主要應用于安保、物流、制造、機械操作以及處理復雜的作業2023年底開啟預訂圖:圖:EVE和和NEO官方示意圖官方示意圖資料來源:1X technologies官網,華西證券研究所EVEEVENEONEO資料來源:1X technologies官網、ADT官網、Robotics News、財聯社、華西證券研究所表:表:EVE和和NEO情況對比情況對比 51
12、.2人形機器人主流廠商的發展情況人形機器人主流廠商的發展情況Agility Robotics:擁有商業化的專注于物流倉儲環節的機器人:擁有商業化的專注于物流倉儲環節的機器人DigitAgility Robotics成立于 2015 年,是美國一家致力于制造行走機器人的公司,其目前的業務重心是卸載貨車、搬運箱子、管理貨架等倉儲工作。2016年Agility Robotics發布名為Cassie的動態步行機器人,可以穿越崎嶇地形并越過障礙物;2019年推出雙足機器人Digit;2020年福特公司接收了第一批下線的兩臺Digit機器人。與福特共同探索與福特共同探索“doorstep delivery
13、(送貨上門送貨上門)”,Digit功能設計與物流運輸場景高度匹配:功能設計與物流運輸場景高度匹配:(1)可以緊緊折疊,以存儲到汽車后部,在需要時再展開使用;(2)可以單腳平衡或小心地避開障礙物,以便于其完成遞送過程的最后一步;(3)其重量輕,可以確保長時間運行,從而有能力保障完成每日持續運營的快遞業務。據36氪報道,2022年4月,Agility Robotics獲得1.5億美元的B輪融資,由DCVC和Playground Global領投,Amazon Industrial InnovationFund等跟投。其中,Amazon涉足倉儲物流,多年著力于開發機器人來加速包裹的交付,設立Amaz
14、on Industrial Innovation Fund,致力于支持物流、供應鏈等方面的創新。據IEEE Spectrum報道,Agility計劃在2024年初向其合作伙伴交付機器人Digit,然后在次年全面上市。DigitDigit最新版最新版參數參數功能功能身高175cm行走功能包括前進、后退、并排、原地轉彎、蹲著走、上下坡、穿過不平整路面等體重不足65kg碰撞時,使用手臂、手和腳保持平衡可負載16kg能夠拾取和放下不同尺寸和重量的物體自動充電當在路上感知到人或障礙物,暫停并在周圍導航部署簡單蹲下、深蹲、旋轉上半身等表:表:Digit參數及功能參數及功能資料來源:Agility Robo
15、tics官網,華西證券研究所 61.2人形機器人主流廠商的發展情況人形機器人主流廠商的發展情況Boston dynamics:機器狗:機器狗Spot商業化初顯成效商業化初顯成效,兩足機器人兩足機器人Atlas為高動態機器人領軍代表為高動態機器人領軍代表Boston Dynamics 成立于 1992年,是美國一家工程和機器人設計公司,是從麻省理工學院分拆出來的,曾服務于美國軍方機構。2013、2017以及2021年公司先后被谷歌、軟銀以及現代汽車收購。機器狗機器狗Spot商業化初顯成效商業化初顯成效:2020年公司旗下Spot以7.45萬美元開售,開始初步商業化嘗試。Spot已有超過1000臺
16、銷往了35個國家,主要被應用于制造業、電力和公用事業、采礦、石油和天然氣等領域。兩足機器人兩足機器人Atlas為高動態機器人領軍代表:為高動態機器人領軍代表:Atlas于2013年首次亮相,其功能發展迅速。2017年Atlas已經可以學會臺階之間跳躍以及后空翻;2018年Atlas學會了跑步,能夠邊跑邊越過障礙物、躍上臺階;2019年Atlas掌握“體操”技巧,能夠連續的跳躍、翻滾、倒立;2023年Atlas在最新視頻中展現出了其手部靈活性(能抓能扔)。跳躍跳躍抓取物品抓取物品SpotSpot已實現應用場景已實現應用場景美國佛吉尼亞州的能源公司Dominion Energy使用Spot在潛在輻
17、射場景給工廠做例行檢查。在世界最大的鐵礦Luossavaara-Kiirunavaara AB(LKAB)基律納礦井中用于安全檢測。Spot已成為National Grid中的一員,協助能源供應商進行日常運營管理以保障員工安全、提高生產力等。圖:圖:Atlas跳躍以及抓取物品跳躍以及抓取物品 圖:圖:Spot應用的具體案例應用的具體案例 71.2人形機器人主流廠商的發展情況人形機器人主流廠商的發展情況本田:機器人本田:機器人ASIMO2022年宣布退役年宣布退役日本本田公司于1993年研發出P3機器人,是ASIMO的原型,后于2000年推出第一代ASIMO。經過數年積累,ASIMO掌握了跑步、
18、單腿跳躍、用五指說手語以及將咖啡倒入紙杯的能力,且拿東西力道準確。最終形態的ASIMO具有57個活動關節,可以輕松模仿人類跳舞,身體靈活度很高,電池續航可達到40分鐘。實用性弱實用性弱+成本高昂成本高昂,ASIMO于于2022年宣布退役年宣布退役。雖然ASIMO擁有了豐富的功能,但是這些功能大多數是停留在表演和展示階段,并不能在實際應用場景中展現出優勢,不能適應復雜環境、不能提拿重物,只能完成一些簡單、重復的工作,甚至語音互動只能進行簡單的對話、舞蹈表演也需要事先編程輸入,相比于其高昂的研發投入以及造價成本,性價比低。2018年本田宣布停止ASIMO研發,2022年宣布ASIMO退役。踢足球踢
19、足球單腳跳躍單腳跳躍倒咖啡倒咖啡比手語比手語圖:圖:ASIMO展現多種功能展現多種功能資料來源:slash gear、機器人大講堂等,華西證券研究所 028人形機器人發展有望迎來提速人形機器人發展有望迎來提速 人形機器人引領產業變革升級人形機器人引領產業變革升級9工業機器人已實現產業化工業機器人已實現產業化工業機器人應用快速滲透工業機器人應用快速滲透。據MIR睿工業統計,在中國,2012-2022年工業機器人銷量從2萬多增長到近30萬臺,十年增長了近15倍,CAGR約為26%。經過多年培育,工業機器人的下游應用場景不斷開拓,包括汽車、電子、鋰電、光伏、金屬加工、食品飲料等。行業中,外資品牌的綜
20、合實力強勁,其中發那科、安川、ABB和川崎作為“四大家族”處于領先地位,本土企業受益于國內機器人領域的快速發展而興起,主要玩家包括埃斯頓、匯川技術、埃夫特、新時達等。人形機器人的進階:人形機器人的進階:人形機器人不僅外觀和功能方面與人相似,其能夠具有類人的感知、決策、行為和交互能力,從而輔助甚至替代人類的生產生活。與工業機器人相比,人形機器人從自動化邁向智能化甚至向具身智能進階:人形機器人具有更智能的人形機器人具有更智能的“大腦大腦”。工業機器人的行為通常是被事先編碼設定的;人形機器人在全方位AI感知技術以及GPT大語言模型加持下,呈現出較高的主動性,具體表現為具有自主學習、決策以及推理的能力
21、。人機器人具有更靈活的人機器人具有更靈活的“身體身體”。通用型工業機器人因為其主要替代的是重復性勞動,根據事先設定完成重復工作,所以其自由度一般為4-6;而人形機器人的行為更類人,其自由度一般在20以上,使其能夠完成更加復雜、多樣的動作。人形機器人的應用場景更加多元化人形機器人的應用場景更加多元化。由于被事先設定,工業機器人的應用場景相對固定;對于人形機器人,一方面在“大腦層面”具備自主學習、決策以及推理的能力,另一方面在“身體層面”具備更高自由度能夠完成更加多樣的動作,因而其應用場景更加多元化。2.1工業機器人工業機器人人形機器人人形機器人價格/成本出口均價 25850.3美元/臺*小米Cy
22、berone成本 60-70萬元/臺*自由度4-6平均20+應用場景相對固定多樣化智能化水平一般高技術發展成熟早期商業化程度高低表:工業機器人和人形機器人對比表:工業機器人和人形機器人對比資料來源:佛山市機器人產業創新協會、光電資訊、2022年雷軍年度演講等,華西證券研究所*出口均價為中國2022年1-11月份數據*Cyberone成本為2022年8月公開的數據 2.2人形機器人商業化應用推進人形機器人商業化應用推進人形機器人商業化進程持續突破人形機器人商業化進程持續突破。2015年日本本田ASIMO開售,是人形機器人商業化嘗試的開端,隨后,多家企業開始推進人形機器人的商業化,包括1X tec
23、hnologies、Agility Robotics等。通過梳理多家主流廠商的發展經驗,我們認為,人形機器人想要落地商業化需要重點從以下幾點進行考量:找到降本路徑實現規?;?,提升機器人應用經濟性-汽車、工業機器人、工控等其他賽道零部件助力提升智能化水平-AI賦能功能設計與實用場景匹配助力應用,比如EVE、Digitt聚集科技企業聚集科技企業,多家跨界龍頭入局多家跨界龍頭入局。區別于工業機器人,當前人形機器人的主要布局者多為科技公司,此外,也有多家跨界公司入局。2022年8月,小米發布人形機器人“Cyberone”;2022年9月,特斯拉在AI day 公布人形機器人Optimus原型機;202
24、3年2月,微軟發布論文ChatGPT for Robotics:Design Principles and Model Abilities,公開了目前ChatGPT在機器人應用方面的研究成果;2023年3月,谷歌與柏林工業大學共同推出了史上最大的視覺語言模型PaLM-E;2023年4月,騰訊(Robotics X實驗室)發布了靈巧操作研究成果,并推出自研機器人靈巧手“TRX-Hand”和機械臂“TRX-Arm”。公司公司型號型號身高身高(cm)(cm)體重(體重(kgkg)速度(速度(km/hkm/h)自由度自由度/關節關節數數具備功能具備功能/應用場景應用場景具體情況具體情況TeslaOpt
25、imus17373850澆水植物、移動金屬棒、環境感知和記憶力較好、力度控制較精準等預計預計OptimusOptimus可能將大規模量產至可能將大規模量產至“百萬”量級,預計其單臺成本“百萬”量級,預計其單臺成本或將低于或將低于2 2萬美元萬美元小米Cyberone177523.621重建真實世界、實現運動姿態平衡、感知人類情緒根據2022年雷軍演講報告:人形人形機器人的成本每臺大概六、七十機器人的成本每臺大概六、七十萬元萬元,尚無法實現量產Boston dynamicsAtlas15089928可以行走、奔跑并穿越多種復雜地形、手部靈活能完成抓取等動作。定位為研究平臺;成本約成本約25025
26、0萬美萬美元元資料來源:Tesla AI day、各公司官網、科技新知,華西證券研究所表:人形機器人公司情況梳理表:人形機器人公司情況梳理人形機器人商業化應用前景已現人形機器人商業化應用前景已現 11公司公司型號型號身高身高(cm)(cm)體重(體重(kgkg)速度(速度(km/hkm/h)自由度自由度/關節關節數數具備功能具備功能/應用場景應用場景具體情況具體情況Agility RoboticsDigit175不足65-16移動手提袋或包裹、卸貨、行走交付2020年出售兩臺給福特,主要用于商用車物流;預計在預計在20252025年全年全面上市面上市1X technologiesEVE1868
27、314.4-安保、護理、調酒等與與ADT commercialADT commercial合作成功開發合作成功開發EVEEVE應用于商業場景,目前在售,應用于商業場景,目前在售,每月可生產每月可生產1010臺臺;在美國和歐洲部分地區開始投入使用NEO-30步行:4跑步:12-主要應用于安保、物流、制造、機械操作以及處理復雜的作業2023年底開始接受預訂Engineered ArtsAmeca18749-61可以在與人類互動時檢測情緒和年齡,并可以用常見的表情進行交流;可應用于實驗研究、展覽、接待、教育主要是租賃模式優必選Walker X13063341復雜地形自適應、動態足腿控制、手眼協調操作
28、、柔順物理交互、U-SLAM視覺導航、自主徑規劃等;主要應用于科技展館、影視綜藝、商演活動、政企展廳-傅利葉Fourier GR-116555540動作方面具備直腿行走、快速行走、敏捷避障、穩健上下坡、應對沖擊干擾、與人協同完成動作等功能;在工業、康復、居家、科研等多應用場景潛能巨大-達闥Cloud Ginger 2.015889-41應用場景主要包括賣場促銷、直播賣貨、教育科研、清潔打掃、康養陪護、迎賓導覽-追覓追覓通用人形機器人17856-44可以完成單腿站立;完成室內三維環境的建模;能夠適應不同路面,實現自主避障。-2.2續表:續表:人形機器人公司情況梳理人形機器人公司情況梳理資料來源:
29、Robotics News、財聯社、各公司官網,華西證券研究所人形機器人商業化應用前景已現人形機器人商業化應用前景已現 人形機器人發展有望提速人形機器人發展有望提速12AI賦能賦能,ChatGPT加持加持,人形機器人有望迎來新一輪人形機器人有望迎來新一輪“進化進化”。人形機器人發展的一個主要痛點是其運動能力與實際使用的應用場景匹配度不夠,其原因在于算法復雜度和數據規模限制導致其智能化不足,而ChatGPT的出現將使機器人智能水平獲得跨越式提升,主要包括:人機交互增強:人機交互增強:ChatGPT擁有強大的信息整合和對話能力,它可以根據各種指令和問題生成符合人類理解的響應,大大提升了人與機器之間
30、的語義理解和溝通,從而增強了人機交互的自然度和體驗感。自主學習和決策能力提升:自主學習和決策能力提升:ChatGPT可以作為人形機器人身體的大腦,通過人形機器人身體以獲得物理世界中真實的反饋,可以利用比如強化學習以得到反復訓練,從而提升自由行走、抓取、推理以及決策的能力。感知和行為有望形成閉環:感知和行為有望形成閉環:ChatGPT在人形機器人的視覺、大腦感知以及行為動作等方面拓展應用,有望推動人形機器人的感知和行為形成閉環,互為促進改善,助力人形機器人能夠適應更為復雜、多元的開放環境,發揮更大的商業價值。圖:圖:RobotGPT運行框架運行框架資料來源:RobotGPT:From ChatG
31、PT to Robot Intelligence,華西證券研究所圖:圖:機器學習工程師與接入機器學習工程師與接入ChatGPTChatGPT的的SpotSpot機器狗進行自然交流機器狗進行自然交流 2.3 人形機器人發展有望提速人形機器人發展有望提速13資本搶注資本搶注,企業紛紛入局加碼機器人賽道企業紛紛入局加碼機器人賽道在ChatGPT掀起的AI浪潮下,國內外科技龍頭包括華為、英偉達、小米、騰訊、OpenAI紛紛入局加碼機器人賽道。從具體投融資情況來看:在國內,根據機器人新媒統計,2023年1-5月機器人領域發生的融資事件累計81起,融資總額預計超110億元,融資方向主要包括工業機器人、服務
32、機器人、機器人視覺等;在海外,2023年3月1X Technologies完成了2350萬美元的A2輪融資,由OpenAI領投;2023年5月,AI人形機器人初創公司 Figure完成了7000萬美金的A輪融資,由Parkway Venture Capital領投。圖:圖:2023年年1-5月中國機器人行業融資情況月中國機器人行業融資情況 0 01010202030304040505060602023/012023/012023/022023/022023/032023/032023/042023/042023/052023/05融資總額(億元)融資總額(億元)融資事件(件數)融資事件(件數)
33、2.3時間時間公司公司事件事件2023.06華為以8.7億元的注冊資本成立東莞極目機器有限公司達閥發布海睿AGI平臺英偉達發布了可供第三方進行二次開發的全新自主移動機器人平臺Isaac AMR2023.05Figure完成了7000萬美金的A輪融資,由Parkway Venture Capital領投2023.04騰訊(Robotics X實驗室)發布了靈巧操作研究成果,并推出:自研機器人靈巧手“TRX-Hand”和機械臂“TRX-Arm”小米北京小米機器人技術有限公司成立2023.031X technologies完成了2350萬美元的A2輪融資,由OpenAI領投表:科技企業在機器人領域的
34、布局情況表:科技企業在機器人領域的布局情況 人形機器人發展有望提速人形機器人發展有望提速政策先行政策先行,加速機器人加速機器人+應用落地應用落地。2023年以來,從中央到地方,支持機器人產業發展的相關政策頻繁出臺,將持續擴大機器人產業規模、豐富其應用場景,加速機器人商業化進程。相比于工業機器人,受限于高技術門檻以及高成本,人形機器人的發展尚處于早期階段;未來在政策支持的背景下,人形機器人的技術迭代和實際場景落地有望提速。142.314時間時間相關部門相關部門文件名稱文件名稱相關內容相關內容2023/6/29北京市人民政府辦公廳北京市機器人產業創新發展行動方案(20232025年)目標到2025
35、年,培育培育100100種高技術高附加值機器人產品、種高技術高附加值機器人產品、100100種具有全國推廣價值的應用場景種具有全國推廣價值的應用場景,萬人機器人擁有量達到世界領先水平,形成創新要素集聚、創新創業活躍的發展生態。機器人核心產業收入達到機器人核心產業收入達到300300億元以億元以上上。加緊布局人形機器人加緊布局人形機器人,對標國際領先人形機器人產品,支持企業和高校院所開展人形機器人整機產品、關鍵零部件攻關和工程化,加快建設北京市人形機器人產業創新中心,爭創國家制造業創新中心。2023/5/31中共深圳市委辦公廳、深圳市人民政府辦公廳深圳市加快推動人工智能高質量發展高水平應用行動方
36、案(20232024年)指出:聚焦通用大模型、智能算力芯片、智能傳感器、智能機器人智能機器人、智能網聯汽車等領域,實施人工智能科技重大專項扶持計劃,重點支持打造基于國內外芯片和算法的開源通用大模型;支持重點企業持續研發和迭代商用通用大模型;開展通用型具身智能機器人的研發和應用開展通用型具身智能機器人的研發和應用。2023/5/18上海市人民政府辦公廳上海市推動制造業高質量發展三年行動計劃(2023-2025年)提出細分目標:到到20252025年,規模以上制造業企業數字化轉型比例達年,規模以上制造業企業數字化轉型比例達80%80%以上,工業機器人使用密度力爭達以上,工業機器人使用密度力爭達36
37、0360臺臺/萬人。萬人。2023/3/13上海市經濟和信息化委員會上海市智能機器人標桿企業與應用場景推薦目錄請各區產業主管部門支持推動以機器人為代表的智能終端產業發展,培育一流營商發展環境。力爭到力爭到20252025年,年,本市將打造本市將打造1010家行業一流的機器人頭部品牌、家行業一流的機器人頭部品牌、100100個標桿示范的機器人應用場景、個標桿示范的機器人應用場景、10001000億元機器人關聯產業規億元機器人關聯產業規模。模。2023/1/19工業和信息化部、教育部等十七部門“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、特種機器人
38、行業應用深度和廣度顯著提升。聚焦10大應用重點領域,突破突破100100種以上機器人創新應用技術及解決方案,推廣種以上機器人創新應用技術及解決方案,推廣200200個以上具有較高技術水平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。表:表:2023年以來國內機器人相關政策梳理年以來國內機器人相關政策梳理 人形機器人市場空間廣闊人形機器人市場空間廣闊152.5人形機器人未來具備可觀市場規模人形機器人未來具備可觀市場規模已有商業應用場景預期落地已有商業應用場景預期落地,如巡邏如巡邏、物流倉儲物流倉儲。EVE和Digit是商業化進程領先的人形機器人產品,分別來看:1X te
39、chnologies與ADT commercial共同研發的EVE目前已成功應用于巡邏安保場景;Digit的應用場景主要是在物流倉儲環節,進行的任務主要包括卸載貨車、搬運箱子、管理貨架等,預計將在2025年全面上市。未來的商業應用場景有望滲透進入服務業未來的商業應用場景有望滲透進入服務業、制造業等領域制造業等領域。馬斯克曾表示其設計特斯拉機器人的遠景目標是讓其服務于千家萬戶,比如做飯、修剪草坪、照顧老人等。賽迪顧問報告顯示,目前較有潛力的人形機器人發展方向主要面向制造業、航天探索、生活服務業、高??蒲械?,預計2025年,人形機器人將有望實現制造業場景應用的突破,小批量應用于電子、汽車等生產制造
40、環境。2023年6月29日北京市人民政府辦公廳印發的北京市機器人產業創新發展行動方案(20232025年)中指出,面向3C電子制造、新能源汽車生產等典型應用場景,突破復雜運動控制、定位導航、視覺處理和精細操作等技術瓶頸,推動人形機器人工程化和產業化。我們認為我們認為,在政策在政策、資本以及技術多維度賦能下資本以及技術多維度賦能下,人形機器人市場的潛力有望被加速釋放人形機器人市場的潛力有望被加速釋放。馬斯克表示,人形機器人的需求可能會達到 100 億臺,甚至更多,如果人類和機器人的比例為 2:1,數量可能會遠遠超過汽車的需求。根據2023年5月GGII發布的報告預測,預計到2026年全球人形機器
41、人在服務機器人中的滲透率有望達到3.5%,市場規模超20億美元,到2030年,全球市場規模有望突破200億美元。0316特斯拉入局,人形機器人有望實現“特斯拉入局,人形機器人有望實現“0-1”173.1特斯拉機器人特斯拉機器人OptimusOptimus介紹介紹Optimus原型機亮相原型機亮相,身體身體+手部共手部共50個自由度個自由度2022年9月30日,特斯拉AI day上特斯拉機器人Optimus原型機首次亮相,Optimus展現了跳舞、搬運物品以及澆花等功能。Optimus原型機身高173cm,體重73kg,擁有28個身體執行器,包含兩類六種。Optimus的靈巧手是設計亮點,單只手
42、有6個執行器可實現11個自由度。馬斯克曾表示其設計特斯拉機器人最初的定位是替代人們從事重復枯燥、具有危險性的工作;但遠景目標是讓其服務于千家萬戶,比如做飯、修剪草坪、照顧老人等。OptimusOptimus參數詳情參數詳情參數項目原型機體型身高173cm體重73kg手臂負載9.1kg電池電池包2.3KWh,電壓52V大腦在特斯拉SoC上運行并支持Wi-Fi和LTE連接;還具備音頻處理功能視覺系統將Autopilot現有視覺感知技術移植到Optimus人形機器人頭部視覺器官(頭部集成三顆攝像頭:左肩、右肩、中央魚眼)靈巧手(單只)執行器6個自由度11個身體執行器執行器28個類型旋轉執行器:大、中
43、、小線性執行器:大、中、小表:表:Optimus參數詳情參數詳情資料來源:Tesla AI day、智通財經、車右智能,華西證券研究所 OptimusOptimus如何實現“如何實現“0 0-1 1”?”?183.2儲備技術移植儲備技術移植,加速加速Optimus迭代迭代。2023年3月,在特斯拉投資者會上,馬斯克提到Optimus是可以將公司之前已有技術整合在一起,就能直接制造出來的。根據目前的信息,預計電動車儲備技術移植將主要體現在:(1)FSD算法:算法:打通FSD和機器人的底層模塊;(2)Dojo 超級計算機:超級計算機:能為Optimus提供算力支持。Tesla AI推特賬號公布,2
44、023年7月特斯拉的 Dojo 計劃投產,2024年2月特斯拉的算力規模將進入全球前五,2024年10月特斯拉的算力總規模將達到 100 Exa-Flops;(3)Autopilot感知技術感知技術Occupancy Network。受益于技術支撐受益于技術支撐,Optimus實現快速迭代實現快速迭代。2021年8月,特斯拉首次公開展示概念機Tesla Bot;2022年9月30日,Tesla AI day上Optimus原型機亮相,展現了跳舞、搬運物品以及澆花等功能;2023年5月的股東大會上公布了Optimus的最新情況,Optimus的功能有了較大的提升,包括力度控制更加精準靈敏、環境感
45、知和記憶能力提升、掌握模仿人類行為的能力。技術介紹FSD算法主要功能包括導航輔助駕駛(NOA)、自動變道、自動泊車、智能召喚、交通信號識別、(基于導航路線的)城市道路自動轉向等。僅僅2022年就積累了年就積累了480萬段數據,訓練了萬段數據,訓練了7.58萬個神經萬個神經網絡。網絡。Dojo超級計算機Dojo解決的是云端深度學習、最終指向純視覺基礎的完全自動駕駛。特斯拉表示,每個特斯拉表示,每個 Dojo 都集成了都集成了120個訓練模塊,內置個訓練模塊,內置3000個個D1芯片,擁有超過芯片,擁有超過100萬個訓練節點,算力達到萬個訓練節點,算力達到1.1EFLOP(每秒千萬億次浮點運算)。
46、(每秒千萬億次浮點運算)。Autopilot感知技術(Occupancy Network)其核心是將語義分割和柵格占據地圖法相結合,這種結合方法可以使路徑規劃更加精準和安全,可以運用于自動駕駛、機器人導航、虛擬現實等。圖:圖:特斯拉特斯拉Optimus發展進程發展進程資料來源:IT之家、Tesla AI day、特斯拉股東大會、Tesla AI推特、華西證券研究所2021.08首次展示人形機器人概念機Tesla BotOptimus原型機亮相,展現了跳舞、搬運物品以及澆花等功能2022.092023.05股東大會上公布了Optimus的最新情況,Optimus的功能有了較大的提升2023.07
47、Dojo計劃投產資料來源:Tesla AI day、中國汽車報、財聯社、汽車測試網,華西證券研究所表:特斯拉主要儲備技術梳理表:特斯拉主要儲備技術梳理 193.2電動車產能擴張迅速電動車產能擴張迅速,印證印證Optimus量產能力量產能力從2014年特斯拉在內華達打造了第一座超級工廠,僅經7年,到2022年底特斯拉在全球已有7家主要工廠(含5家超級工廠)。截止到2023Q2,特斯拉電動車年產能已超過200萬輛。2023年3月,馬斯克公布了墨西哥超級工廠計劃,意味著特斯拉第6座超級工廠即將落地。2023年5月,馬斯克在股東大會上表示將擴建內華達超級工廠用于生產特斯拉Semi和4680電池。隨著超
48、級工廠的建立,特斯拉汽車產量快速增長,由2014年的3.5萬臺提升至2022年的137萬臺,CAGR達到58.15%。根據馬斯克預測根據馬斯克預測,Optimus的單臺成本可能低于的單臺成本可能低于2萬美元萬美元。我們認為,一旦Optimus實現了技術上的降本突破以及商業上的應用落地,Optimus將有望借助于特斯拉電動車超強的制造能力而快速量產,從而實現規?;当?,提高經濟優勢,低成本將促進Optimus快速滲透,滲透帶來的規模效應又將進一步推動成本下降,形成良性循環。OptimusOptimus如何實現“如何實現“0 0-1 1”?”?圖:圖:2014-2022年特斯拉汽車單季度產銷量及單
49、臺成本年特斯拉汽車單季度產銷量及單臺成本*單臺成本=汽車成本/產量圖:特斯拉全球汽車圖:特斯拉全球汽車產能分布情況產能分布情況 01234567890500001000001500002000002500003000003500004000004500005000002014Q12014Q22014Q32014Q42015Q12015Q22015Q32015Q42016Q12016Q22016Q32016Q42017Q12017Q22017Q32017Q42018Q12018Q22018Q32018Q42019Q12019Q22019Q32019Q42020Q12020Q22020Q32020
50、Q42021Q12021Q22021Q32021Q42022Q12022Q22022Q32022Q42023Q1交付量(臺)產量(臺)單臺成本(萬美元)Model X開始交付Model 3開始交付Model Y開始交付 203.2OptimusOptimus如何實現“如何實現“0 0-1 1”?”?研發創新力強研發創新力強,Optimus技術降本可期技術降本可期。特斯拉保持高研發投入特斯拉保持高研發投入,堅持研發創新降本堅持研發創新降本。2017-2022年特斯拉研發支出由13.78億美元增長至30.75億美元,CAGR為17.41%。高研發投入產出的成果也十分亮眼,在電動車領域,特斯拉采用了
51、多種技術降本方式,包括自研4680電池、采用CTC技術、一體化壓鑄、自研FSD芯片、電子電氣架構升級、電驅設計降本等。我們認為我們認為,Optimus將受益于特斯拉強大的研發能力將受益于特斯拉強大的研發能力,從而從而有望快速實現技術降本突破有望快速實現技術降本突破。TeslaTesla電動車技電動車技術降本方式術降本方式效果效果自研4680電池相比2170電池,4680續航增加54%,單位成本下降單位成本下降56%56%,單單GWhGWh產能投資額下降產能投資額下降69%69%。CTC技術特斯拉預測,隨著CTC技術的應用,每每GWhGWh投資將減少投資將減少55%55%,占用空間也將減少35%
52、。一體化壓鑄Model Y車的車身底板和前底板用一體化壓鑄后,零件由零件由171171個減至個減至2 2個,焊點數量減少個,焊點數量減少16001600個以上,整車減重個以上,整車減重10%10%,底板減重底板減重30%30%。自研FSD芯片搭載自研搭載自研FSDFSD芯片的芯片的HW3HW3較搭載英偉達芯片的較搭載英偉達芯片的HW2.5HW2.5的成本的成本降低降低20%20%。電子電氣架構升級Model S線束長度約3km,Model 3線束長度約1.5km(從(從Model SModel S到到Model 3Model 3,線束重量減少輕,線束重量減少輕1717公斤),公斤),Model
53、 Y Model Y 的車內線束長度縮短到的車內線束長度縮短到100100米。米。未來特斯拉車輛的低壓用電系統將升級到48V電壓,并通過硬件的整合,實現由一實現由一根電線連接全部的低壓用電器,來提升安裝的效率。根電線連接全部的低壓用電器,來提升安裝的效率。電驅設計降本總制造成本將降低到約總制造成本將降低到約10001000美元;減少美元;減少75%75%的碳化硅用量、的碳化硅用量、完全不使用稀土材料等。完全不使用稀土材料等。資料來源:2020年特斯拉電池日、中國有色金屬報、車業雜談、蓋世汽車每日速遞、2023年特斯拉投資者活動日,華西證券研究所表:表:Tesla電動車技術降本方式梳理電動車技術
54、降本方式梳理圖:圖:2017-2022年特斯拉研發支出及同比增速年特斯拉研發支出及同比增速 13.7814.613.4314.9125.9330.75-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%80%05101520253035201720182019202020212022研發支出(億美元,左軸)同比增速(右軸)0421產業鏈迎發展機遇產業鏈迎發展機遇 22產業鏈迎發展機遇產業鏈迎發展機遇4人形機器人產業鏈圖譜人形機器人產業鏈圖譜資料來源:Tesla AI day、高工機器人,華西證券研究所注:*為預測表:人形機器人產業鏈情況表:人形機器人產業鏈情況圖:人形機器人主要構造拆
55、解圖:人形機器人主要構造拆解以以Tesla Optimus為例為例 投資建議投資建議234人形機器人已發展到高動態階段,為未來多樣化應用場景落地創造了豐富的想象空間,多家企業已就實際應用場景開展了商業化初試,部分產品已初顯成效。雖然目前人形機器人尚處于商業化初期,但在ChatGPT的加持下,人形機器人有望迎來新一輪“進化”,預計智能水平將獲得跨越式提升,跨界科技龍頭紛紛入局,技術革新蓄勢待發。同時在相關激勵政策支持推動人形機器人應用落地加速,市場潛力有望被快速釋放。未來,隨著技術創新和成本下探,人形機器人具備可觀發展潛力,有望迎來廣闊的商業化應用空間,應重點把握新興、高成長賽道機遇。我們認為我
56、們認為,人形機器人目前尚處于商業化初期:人形機器人目前尚處于商業化初期:需要重點關注,特斯拉等頭部企業的人形機器人的研發、生產、應用情況;上游核心部件環節有望受益于商業化應用和行業空間擴大。同時,伴隨商業化進程的推進,人形機器人降本需求迫切,國內廠商有望憑借硬件部分的性價比等優勢迎來機遇,看好:1)手部方案較為確定以及格局較好的空心杯電機環節;2)價值量占比較高的減速器、伺服電機、無框力矩電機等環節;3)壁壘較高的力矩傳感器、驅動器、編碼器等環節。人形機器人的發展將為零部件制造商提供新的應用市場,技術同源、具備領先優勢的相關企業有望受益。受益標的:匯川技術、三花智控、綠的諧波、禾川科技、鳴志電
57、器、偉創電氣、步科股份、昊志機電、鼎智科技、江蘇雷利、五洲新春等。0524風險提示風險提示 風險提示風險提示(1)人形機器人技術瓶頸突破不及預期;(2)人形機器人降本不及預期;(3)人形機器人商業化應用不及預期;(4)政策及市場變化等風險;(5)原材料價格大幅波動。255 免責聲明免責聲明分析師分析師及研究助理簡介及研究助理簡介楊睿楊睿,華北電力大學碩士,專注能源領域研究多年,曾任民生證券研究院院長助理、電力設備與新能源行業首席分析師。2020年加入華西證券研究所,任電力設備與新能源行業首席分析師。第三屆新浪財經金麒麟電力設備與新能源行業新銳分析師第一名。李唯嘉李唯嘉,中國農業大學碩士,曾任民
58、生證券研究院電力設備與新能源行業分析師,2020年加入華西證券研究所。第三屆新浪財經金麒麟電力設備與新能源行業新銳分析師第一名團隊成員。哈成宸哈成宸,美國康奈爾大學碩士,2022年加入華西證券研究所。分析師承諾分析師承諾作者具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格或相當的專業勝任能力,保證報告所采用的數據均來自合規渠道,分析邏輯基于作者的職業理解,通過合理判斷并得出結論,力求客觀、公正,結論不受任何第三方的授意、影響,特此聲明。評級說明評級說明公司評級標準公司評級標準投資評級投資評級說明說明以報告發布日后的6個月內公司股價相對上證指數的漲跌幅為基準。買入分析師預測在此期間股價相對強于上證指
59、數達到或超過15%增持分析師預測在此期間股價相對強于上證指數在5%15%之間中性分析師預測在此期間股價相對上證指數在-5%5%之間減持分析師預測在此期間股價相對弱于上證指數5%15%之間賣出分析師預測在此期間股價相對弱于上證指數達到或超過15%行業評級標準行業評級標準以報告發布日后的6個月內行業指數的漲跌幅為基準。推薦分析師預測在此期間行業指數相對強于上證指數達到或超過10%中性分析師預測在此期間行業指數相對上證指數在-10%10%之間回避分析師預測在此期間行業指數相對弱于上證指數達到或超過10%華西證券研究所:華西證券研究所:地址:北京市西城區太平橋大街豐匯園11號豐匯時代大廈南座5層網址:
60、http:/ 免責聲明免責聲明27華西證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)具備證券投資咨詢業務資格。本公司不會因接收人收到或者經由其他渠道轉發收到本報告而直接視其為本公司客戶。本報告基于本公司研究所及其研究人員認為的已經公開的資料或者研究人員的實地調研資料,但本公司對該等信息的準確性、完整性或可靠性不作任何保證。本報告所載資料、意見以及推測僅于本報告發布當日的判斷,且這種判斷受到研究方法、研究依據等多方面的制約。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及預測不一致的報告。本公司不保證本報告所含信息始終保持在最新狀態。同時,本公司對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改,投資者需自
61、行關注相應更新或修改。在任何情況下,本報告僅提供給簽約客戶參考使用,任何信息或所表述的意見絕不構成對任何人的投資建議。市場有風險,投資需謹慎。投資者不應將本報告視為做出投資決策的惟一參考因素,亦不應認為本報告可以取代自己的判斷。在任何情況下,本報告均未考慮到個別客戶的特殊投資目標、財務狀況或需求,不能作為客戶進行客戶買賣、認購證券或者其他金融工具的保證或邀請。在任何情況下,本公司、本公司員工或者其他關聯方均不承諾投資者一定獲利,不與投資者分享投資收益,也不對任何人因使用本報告而導致的任何可能損失負有任何責任。投資者因使用本公司研究報告做出的任何投資決策均是獨立行為,與本公司、本公司員工及其他關
62、聯方無關。本公司建立起信息隔離墻制度、跨墻制度來規范管理跨部門、跨關聯機構之間的信息流動。務請投資者注意,在法律許可的前提下,本公司及其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。在法律許可的前提下,本公司的董事、高級職員或員工可能擔任本報告所提到的公司的董事。所有報告版權均歸本公司所有。未經本公司事先書面授權,任何機構或個人不得以任何形式復制、轉發或公開傳播本報告的全部或部分內容,如需引用、刊發或轉載本報告,需注明出處為華西證券研究所,且不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。THANKSTHANKS