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1、中泰證券研究所專業領先深度誠信2023.11.03人形機器人產業系列報告(一)三重因素加速行業發展,產業鏈迎來新機遇三重因素加速行業發展,產業鏈迎來新機遇馮勝馮勝中泰中游制造負責人中泰中游制造負責人&先進產業研究首席先進產業研究首席執業執業證書編號:證書編號:S0740519050004S0740519050004齊向陽齊向陽曹森元曹森元中泰先進產業研究組中泰先進產業研究組 分析師分析師中泰先進產業研究組中泰先進產業研究組 研究助理研究助理執業證書編號:執業證書編號:S0740523100001S0740523100001 證 券 研 究 報 告 2核心觀點核心觀點 發展歷史已久,人形機器人初
2、具產業基礎:發展歷史已久,人形機器人初具產業基礎:首臺雙足機器人誕生于1969年,至今已有五十余年發展歷史。從產業角度來看,海內外已涌現出一批以特斯拉、優必選為代表的人形機器人主機廠,并在視覺識別、語言模型、電驅伺服等多項軟硬件技術上取得突破。目前人形機器人已經能初步應用于教育、醫療、工業等行業,未來有望覆蓋幾乎所有涉及人類作業的下游場景。人形機器人有望借鑒電動車行業技術人形機器人有望借鑒電動車行業技術&產業鏈,市場空間廣闊:產業鏈,市場空間廣闊:1)人形機器人與電動車均以電力為直接能源,天然地支持數據運算和信號傳輸環節,為智能化提供了堅實底座。人形機器人有望借鑒電動車發展經驗,復用其技術&產
3、業鏈:架構方面,人形機器人有望參考電動車采用“感知層-決策層-執行層”的架構;技術方面,人形機器人有望復用視覺等電動車領域的人工智能模型;產業鏈方面,特斯拉先后發力電動車、人形機器人的經驗表明,人形機器人有望復用電動車產業鏈。2)人形機器人在結構上與人類類似,未來有望覆蓋所有涉及人類作業的下游場景。據高盛預測,最理想情況下,2035年人形機器人市場空間有望達1540億美元。長期來看,特斯拉認為人形機器人的需求量遠超電動車,可能會達到100億至200億個;假設人形機器人價格為10萬元/臺,按十年折舊期計算,每年新增市場空間超百億元。三重要素催化,人形機器人行業有望迎來發展拐點:三重要素催化,人形
4、機器人行業有望迎來發展拐點:人形機器人尚處產業化初期,在大模型技術突破、政策加碼、特斯拉強勢入局三重要素催化下,有望迎來發展拐點。未來人形機器人行業大概率經歷“生產擴張-需求擴張-產能出清”的過程,最終實現產品降本和行業健康發展。1)大模型日趨成熟,有望顯著提升人形機器人智能化水平:)大模型日趨成熟,有望顯著提升人形機器人智能化水平:以Transformer架構為代表的新技術涌現,推動大模型日趨成熟,并表現出更強的智能性。在大模型技術的加持下,人形機器人的可用性有望顯著增強,有望迅速打開下游應用場景。核心觀點核心觀點3UzXyXcXfWnVmQnRaQ8Q7NpNrRmOsRfQoPrQeRm
5、MpR6MpOnMxNsQoRuOnMvN3核心觀點核心觀點2)特斯拉強勢入局,“鯰魚效應”帶動行業發展:)特斯拉強勢入局,“鯰魚效應”帶動行業發展:2021年特斯拉正式入局人形機器人行業,經過兩年的大力投入實現了產品快速迭代,完成了算力、模型、硬件等多方面的技術&產品突破;通過示范效應,吸引眾多玩家入局。3)國內政策加碼,推動人形機器人行業加速落地:)國內政策加碼,推動人形機器人行業加速落地:2023年,北京上海深圳等地區密集出臺人形機器人相關政策,工信部以榜單的形式積極鼓勵人形機器人產業發展,產業前期培育期投入產出不匹配的問題,有助于推動國內人形機器人行業健康發展。人形機器人核心零部件總價
6、值量約人形機器人核心零部件總價值量約10萬元萬元/臺:臺:傳感器:單機使用力、視覺、慣性傳感器,單機總價值量為2.3萬元;滾動軸承:單機用量為84-96套,單套價格為50100元,對應單機總價值量為42009600元;滑動軸承:單機用量為75-150套,單套價格為10元,對應單機總價值量為7501500元;無框電機:單機用量為28套,單套價格為1500元,對應單機總價值量為4.2萬元;空心杯電機:單機用量為12套,單套價格為500元,對應單機總價值量為0.6萬元;滾柱絲杠:單機用量為14套,單套價格為1500元,對應單機總價值量為2.1萬元。建議關注:建議關注:【關節總成】三花智控、拓普集團;
7、【傳感器】中航電測、柯力傳感、芯動聯科、奧比中光;【軸承】長盛軸承、蘇軸股份、斯菱股份、五洲新春、力星股份;【電機/減速器/鋼絲繩】祥明智能、中大力德、大業股份、鳴志電器、步科股份、鼎智科技;【滾柱/滾珠絲杠】長盛軸承、恒立液壓、匯川技術、秦川機床、鼎智科技。風險提示風險提示:人工智能&大模型技術發展不及預期、人形機器人商業化進程不及預期、行業規模測算偏差風險、研報使用的信息存在更新不及時風險等。核心觀點核心觀點目錄C O N T E N T SC O N T E N T S智能算法構筑人形機器人“大腦”人形機器人有望成為具身智能最好的載體1核心零部件企業迎來發展新機遇相關標的:海內外齊發力,
8、千山待越以Optimus為例解析人形機器人架構2345投資建議65CONTENTS目錄CCONTENTS專業領先深度專業領先深度誠信誠信中泰證券研究所中泰證券研究所1人形機器人有望成為具身智能最好的載體61.11.1 人形人形機器人發展歷史已久,海外起步更早機器人發展歷史已久,海外起步更早 首臺雙足機器人誕生于1969年,至今已有五十余年發展歷史。隨著零矩點(ZMP)穩定性理論被攻克,人形機器人逐步由靜態機轉向動態機發展。波士頓動力、軟銀、亞馬遜等企業紛紛布局人形機器人行業,2021年特斯拉強勢入局,推動了全球人形機器人行業加速發展。在全球人形機器人產業逐步成長的背景下,2000年國內首臺人形
9、機器人“先行者”(國防科大發布)問世,并涌現了優必選、小米、傅利葉、達闥等一批人形機器人主機廠。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表1 1:人形機器人發展沿革人形機器人發展沿革圖表圖表2 2:人形機器人行業競爭格局人形機器人行業競爭格局來源:前瞻產業研究院,中泰證券研究所來源:前瞻產業研究院,中泰證券研究所71.21.2 人形機器人有望成為具身智能最好的載體人形機器人有望成為具身智能最好的載體 具身智能浪潮下,機器人有望表現出強智能性。具身智能浪潮下,機器人有望表現出強智能性。傳統機器人只能基于預設程序進行固定作業,不具備獨立處置突發(非程序內)問題的能力。伴隨“具身人
10、工智能(embodied AI)”成為下一波人工智能浪潮,機器人有望通過與環境交互感知,自主規劃、決策、行動,進而獲得更強的智能化屬性。人形機器人有望成為具身智能最好的載體。人形機器人有望成為具身智能最好的載體。具身智能因為需要外界信息反饋,所以一定要依賴于硬件實體。人形機器人一方面由于其與人類相似,能夠更好地服務人類,所以有望成為數量最大的機器人類型;另一方面由于其下游應用廣泛,所以有望接觸更多復雜場景。得益于未來人形機器人基數大&場景復雜的特性,其有望成為具身智能最好的載體。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表3 3:具身智能為人工智能終極形態具身智能為人工智能終極
11、形態圖表圖表4 4:具身機器人四大挑戰具身機器人四大挑戰來源:自動化學報,中泰證券研究所來源:騰訊網、中泰證券研究所8圖表圖表5 5:各主機廠人形機器人布局各主機廠人形機器人布局來源:上游新聞、星船知造、36Kr、達闥機器人官網、Engineeredarts、每日經濟新聞、遠瞻研究、騰訊新聞、傅利葉官網,中泰證券研究所1.3 1.3 海內外廠商紛紛布局,產品迭代加速海內外廠商紛紛布局,產品迭代加速 國內外多家廠商加速入局人形機器人,技術路線差異大。國內外多家廠商加速入局人形機器人,技術路線差異大。其中,以本田的ASIMO為代表的早期機器人由于高昂的成本以及系統的智能水平限制未能實現量產,而以波
12、士頓動力為代表的液壓技術路線雖然整體運動能力強、迭代速度較快,但由于其極為復雜的設計和高成本,至今未能找到成熟的商業化落地場景。在類人路線上,英國的Ameca公司生產的機器人可以實現人類面部表情的高度模仿,但運動能力有限;在通用人形機器人方面,以特斯拉為代表的技術路線有望短時間內實現量產,國內包括小米、優必選、傅利葉、智元等廠商也在加速跟進。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一型號型號生產商生產商國家國家發布時間發布時間參數參數產品特點產品特點量產規劃量產規劃ASIMO本田日本2000年身高1.3m,體重48kg,最大速度是9km/h,全身57個關節實現小跑、單腳跳、上下樓梯以
13、及踢足球等系列復雜運動其高昂的價格導致未進行商業化Atlas波士頓動力美國2013年身高1.5m,體重80kg,速度1.5m/s,依靠28個液壓執行器實現各種高難度運動高動態的運動性能,能做高難度運動動作很難找到成熟的市場落地場景Walker優必選中國2016年身高1.3m,體重63kg,具備36個高性能伺服關節突破了波動地形上的自平衡,力位混合控制,不平整地面行走等技術已實現成本可控以及穩定量產交付GingerXR-1達闥中國2019年身高1.6m,重62kg,能夠最快以1m/s速度移動,全身共34個智能柔性關節SCA具備抓取負載能力,能完成端茶倒水、穿針引線等高難度復雜動作可規?;慨aAm
14、ecaEngineered Arts英國2021年高1.87m,重49kg,身體共有52個模塊,支持51種關節運動實現人類面部表情的高度模仿,但運動功能非常有限還不具備量產能力CyberOne小米中國2022年身高1.77m,體重52kg,單手握持1.5千克重物、多達21個自由度感知人類情緒,具有視覺建模能力還不具備量產能力Optimus特斯拉美國2022年身高1.72m,重量73kg,負載9kg,全身共28個自由度,靈巧手11個自由度具有自由行走和自我組裝的能力;可以在不同的環境中自主導航24年底量產GR-1傅利葉中國2023年身高1.65m,體重達到55kg,全身自由度多達40個,步行速度
15、可達到5km/h,負重50kg采用自研FSA高性能一體化執行器,擁有強大且靈活的運動性能一兩年內實現量產交付遠征A1智元中國2023年身高1.75m,體重53kg,最高步速可達7km/h,全身49個自由度,整機承重80kg,單臂最大負載5kg成本價不到20萬元,自研核心關節電機PowerFlow,靈巧手SkillHand,統一軟件框架AgiROS,語言任務模型WorkGPT,具身智腦El-Brain架構預計2024年快速切入商業化落地9圖表圖表6 6:機器人分類及應用領域機器人分類及應用領域圖表圖表7 7:20222022-20282028全球人形機器人市場規模預測趨勢全球人形機器人市場規模預
16、測趨勢來源:騰訊新聞,中泰證券研究所來源:中商情報網,Markets and Markets,中泰證券研究所05010015020222023E2024E2025E2026E2027E2028E市場規模:億美元1.41.4 潛在潛在市場巨大,市場巨大,20352035年市場空間或超千億美元年市場空間或超千億美元人形機器人應用領域廣泛,理論上能應用于絕大多數行業。人形機器人應用領域廣泛,理論上能應用于絕大多數行業。傳統的機器人分為工業機器人、服務機器人和特種機器人三類,能覆蓋的下游場景有限,而人形機器人在結構上與人類類似,理論上能覆蓋所有涉及人類作業的下游場景,未來有望應用于多個下游行業。人形機
17、器人市場空間廣闊,最理想情況下,人形機器人市場空間廣闊,最理想情況下,20352035年市場空間或超千億美元。年市場空間或超千億美元。據高盛預測,未來1015年人形機器人市場空間至少達60億美元,最理想情況下預計2035年人形機器人市場空間有望達1540億美元。從遠期來看,馬斯克預計人形機器人數量將遠超電動車,假設人形機器人與人口比例為2:1,未來人形機器人需求量有望達到100200億臺。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一10圖表圖表8 8:我國政策引導人形我國政策引導人形機器人機器人產業發展產業發展來源:工信部等,中泰證券研究所整理1.51.5 我國政策引導人形機器人產業發
18、展我國政策引導人形機器人產業發展 2023年我國相關政策密集出臺,積極推動人形機器人產業發展。年我國相關政策密集出臺,積極推動人形機器人產業發展。2023年5月31日,深圳市提出建設1000億元人工智能基金群,推動智能機器人發展;6月15日,上海市在三年計劃中提出加快人形機器人創新發展;6月28日,北京市提出集中突破人形機器人原型機關鍵技術;9月13日,工信部以榜單的形式鼓勵各社會部門積極突破人形機器人核心技術。目前人形機器人產業尚處發展初期,我國各部門相關政策的密集出臺有助于搶占行業先機,為人形機器人產業創建良好的發展環境,未來人形機器人行業有望在政策的持續催化下迎來加速發展的契機。人形機器
19、人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一地區文件內容2023/5/31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(2023-2024年)統籌設立規模1000億元的人工智能基金群,創建人工智能先鋒城市;提出民生訴求平臺嵌入民意速辦AI機器人,積極孵化高度智能化的生產機器人,孵化高度智能化的生產機器人。2023/6/15上海市上海市推動制造業高質量發展三年行動計劃(2023-2025年)深入貫徹制造強國戰略,努力打造高端制造業增長極;打造世界級產業集群,提出加快人形機器人的創新發展。2023/6/28北京市北京市機器人產業創新發展行動方案(20232025年)加快推動機器人產業創
20、新發展,緊扣機器人智能化、仿生化、模塊化發展趨勢,打造全球機器人產業高地;加緊布局人形機器人,支持高效和企業開展人形機器人研發攻關,集中突破人形機器人通用原型機和通用人工智能大模型等關鍵技術。2023/9/13工信部2023年未來產業創新任務揭榜掛帥工作加快人形機器人等未來產業的創新發展,鼓勵企業、金融機構、科技服務機構、高校、科研院積極參與,發掘培育一批掌握關鍵核心技術、具備較強創新能力的優勢單位,突破一批標志性技術產品,加速新技術、新產品落地應用。11圖表圖表9 9:我國政策引導人形我國政策引導人形機器人機器人產業發展產業發展來源:前瞻產業研究院等,中泰證券研究所整理1.6 1.6 以新能
21、源車為鑒,人形機器人有望迎來加速發展以新能源車為鑒,人形機器人有望迎來加速發展 人形機器人有望借鑒電動車發展經驗,復用其技術人形機器人有望借鑒電動車發展經驗,復用其技術&產業鏈。產業鏈。人形機器人與電動車均以電力為直接能源,天然地支持數據運算和信號傳輸環節,為智能化提供了堅實底座。人形機器人有望在三方面借鑒電動車行業經驗:1)架構方面,人形機器人有望參考電動車采用“感知層-決策層-執行層”的架構;2)技術方面,人形機器人有望復用視覺等電動車領域的人工智能模型;3)產業鏈方面,特斯拉先后發力電動車、人形機器人的經驗表明,人形機器人有望復用電動車產業鏈。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告
22、系列之一1920s1920s至今至今2011年至今,人工智能在圖像識別、語言模型、知識問答等方面取得了重大突破,人工智能迎來增長新高潮。2012年AlexNet神經網絡模型贏得ImageNet競賽,2014年對抗神經網絡問世,2016年AlphaGo戰勝圍棋世界冠軍李世石,2017年機器人索菲亞獲得公民身份,2020年Neuralink展示了植入Neuralink設備的實驗豬腦部活動,2021年AlphaFold 2 能預判蛋白質與分子結合概率。2018年大語言模型出現,同年OpenAI推出GPT,2020年GPT-3問世,2022年基于GPT-3.5和GPT-4的ChatGPT問世。人工智能
23、人工智能1920s后期,全球首批人形機器人問世;1973年,早稻田大學推出WABOT-1;19861993年,本田公司開發了7種行走機器人,同年完成的P3是ASIMO的原型。20132017年,波士頓動力Atlas運動能力逐步增長,逐步實現了在碎石堆上行走、跳躍、空翻等復雜運動動作。2021年優必選發布WalkerX,能夠實現上下樓梯、操縱家電、端茶倒水、按摩等動作。人形機器人初期技術探索人形機器人初期技術探索人形機器人運動控制技術人形機器人運動控制技術2021年,特斯拉正式入局人形機器人行業。2022年,中國政府以政策方式支持人形機器人行業發展。特斯拉入局特斯拉入局國內政策加持國內政策加持技
24、術進步技術進步+資本入局資本入局+政策支持政策支持12圖表圖表1010:新能源車產業發展復盤新能源車產業發展復盤來源:中華人民共和國中央人民政府,wind等,中泰證券研究所整理1.6 1.6 以新能源車為鑒,人形機器人有望迎來加速發展以新能源車為鑒,人形機器人有望迎來加速發展人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一0%5%10%15%20%25%0.00100.00200.00300.00400.00500.00600.00國內電動車累計產量(萬輛)國內電動車累計產量占比20172017年:年:國家發布雙積分政策,同年補貼退坡,引發補貼過渡期的銷量小高潮;主機廠積極布局,“蔚小理”
25、搶占新能源車科技高地,國內主機廠中比亞迪、北汽、上汽優勢凸顯,海外寶馬、豐田、本田等主機廠紛紛布局。20142014年:年:國家免征新能源汽車車輛購置稅,積極推廣新能源汽車。20152015年:年:國家以政策方式支持充電等新能源車基礎設施體系建設。20182018年:年:放開對合資新能源企業數量限制,涌現了大眾+江淮、福特+眾泰、寶馬+長城等企業;同年,特斯拉落地上海。20192019年:年:補貼持續退坡背景下,新能源車銷量不及預期。20202020年:年:歐洲減碳政策下對新能源車需求增長;特斯拉成為全球市值最高的汽車公司。20212021年至今:年至今:歐洲減碳政策下對新能源車需求增長,國內
26、政策繼續鼓勵新能源車;油價高漲背景下,消費者對新能源車消費意愿增長;碳酸鋰價格由60萬元/噸高點回調,降低新能源車成本。新能源車由政策驅動、資本驅動逐漸轉為技術驅動、需求驅動,目前人形機器人行業尚處發展初期,隨著政策出臺與資本加持,人形機器人可以參考新能源車的發展歷程。13CONTENTS目錄CCONTENTS專業領先深度專業領先深度誠信誠信中泰證券研究所中泰證券研究所2以Optimus為例解析人形機器人架構142.12.1 特斯拉強勢入局特斯拉強勢入局,加速行業發展加速行業發展 特斯拉強勢入局,“鯰魚效應”帶動行業發展。特斯拉強勢入局,“鯰魚效應”帶動行業發展。特斯拉在2021年AI Day
27、首次發布人形機器人概念機,標志著正式入局人形機器人行業。特斯拉對人形機器人產品大力研發,解決了行業初期技術可用性問題,并通過示范效應吸引眾多主機廠入局&加速研發,促進行業加速發展。同時,特斯拉通過產業化的方式逐步降低人形機器人成本,加速行業落地節奏。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表1111:特斯拉人形機器人核心設計參數較接近人類特斯拉人形機器人核心設計參數較接近人類來源:Bloomberg,Tesla AI day,中泰證券研究所15圖表圖表1212:特斯拉人形機器人產業鏈展望特斯拉人形機器人產業鏈展望來源:中泰證券研究所2.12.1 特斯拉強勢入局特斯拉強勢入局,
28、加速行業發展加速行業發展人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一二級供應商二級供應商主機廠主機廠一級供應商一級供應商直線執行器旋轉執行器關節總成鋰電池控制器無框電機空心杯電機鋰電池鋰電池RV&諧波&行星減速器滾動軸承&滑動軸承滾柱絲杠&滾珠絲杠金屬鑄件力傳感器視覺傳感器慣性傳感器關節總成本體總成運動控制算法感知算法運動控制算法感知算法決策算法注:虛線框表示此產品的生產不一定由本環節企業負責16圖表圖表1313:特斯拉人形機器人架構特斯拉人形機器人架構來源:特斯拉,中泰證券研究所2.2 2.2 人形機器人自下而上分為三層架構人形機器人自下而上分為三層架構 特斯拉人形機器人或將參考其電
29、動車架構,自下而上劃分為特斯拉人形機器人或將參考其電動車架構,自下而上劃分為感知層、決策層、執行層感知層、決策層、執行層。傳感器是構筑感知層的關鍵:傳感器是構筑感知層的關鍵:人形機器人中應用的傳感器包括力傳感器、視覺傳感器、慣性傳感器、柔性傳感器等,通過采集多維參數實現對周圍環境的感知,并向上提供數據素材供決策層使用。算力算力&AI提供智能決策能力:提供智能決策能力:CPUGPU等芯片主要負責提供算力,人工智能算法扮演“大腦”進行智能決策,此外通訊系統扮演“神經網絡”,實現于執行部件之間的信息傳輸。核心零部件助力人形機器人精密執行動作:核心零部件助力人形機器人精密執行動作:人形機器人需要無框空
30、心杯電機、電機驅動器、軸承、滾珠滾珠絲杠,RV諧波減速器等核心零部件,主要用于動作的精密執行。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一電機執行層執行層決策層決策層感知層感知層驅動器減速器結構件CPUGPU通訊系統人工智能算法力傳感器視覺傳感器慣性傳感器柔性傳感器軸承絲杠172.3 2.3 人形機器人核心零部件(以特斯拉人形機器人核心零部件(以特斯拉OptimusOptimus為例)為例)人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表1414:OptimusOptimus概念圖概念圖來源:特斯拉,中泰證券研究所 特斯拉Optimus包括28個自由度,可細分為14個旋轉執
31、行器、14個線性執行器,由無框電機、滾動軸承、滾柱絲杠等核心零部件構成。Optimus靈巧手模仿人手生物學構成,通過空心杯電機實現精密動作的執行。18CONTENTS目錄CCONTENTS專業領先深度專業領先深度誠信誠信中泰證券研究所中泰證券研究所3智能算法構筑人形機器人“大腦”193.13.1 大模型有望促進人形機器人加速落地大模型有望促進人形機器人加速落地 人工智能算法是人形機器人的“靈魂”。人工智能算法是人形機器人的“靈魂”。人形機器人軟件架構自下而上可大致分為算力、操作系統、人工智能算法與應用四個層級,其中人工智能算法包括感知算法、運動控制算法、大語言模型與其他AI算法,是人形機器人“
32、智能性”的來源。大模型蓬勃發展,催化人形機器人加速落地。大模型蓬勃發展,催化人形機器人加速落地。Transformer架構解決了傳統RNN和CNN無法解決長距離信息關聯的難題,推動人工智能向大模型時代邁進,以ChatGPT為代表的大語言模型的率先落地驗證了其可行性,未來更多大模型有望逐漸成熟。伴隨著大模型的發展,人形機器人的可用性有望顯著增強,相關產業鏈有望加速落地。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表1515:人形機器人軟件架構人形機器人軟件架構圖表圖表1616:TeslaTesla有望將電動車能力復用至人形機器人有望將電動車能力復用至人形機器人來源:中泰證券研究所來
33、源:特斯拉,中泰證券研究所算算 力力操操 作作 系系 統統人人 工工 智智 能能 算算 法法感知算法運動控制算法語言模型應應 用用 層層Tesla Dojo、D1芯片、FSD芯片Linux自平衡系統應 用 端FSD+深度學習占用網絡模型Transformer+BEV203.23.2 特斯拉:自研芯片、特斯拉:自研芯片、DojoDojo為為OptimusOptimus提供算力支持提供算力支持 特斯拉重視全棧開發,有望將電動車解決方案復用至人形機器人。特斯拉重視全棧開發,有望將電動車解決方案復用至人形機器人。特斯拉自研FSD芯片、D1芯片適配主機需求,并推出Dojo超級計算機用于深度神經網絡訓練,
34、加速提升產品智能化程度。目前特斯拉實現了由算力端到全棧AI算法端的覆蓋,并成功應用于電動車,未來伴隨特斯拉在軟件能力方面的進一步深化,有望將其解決方案拓展至人形機器人產品。特斯拉特斯拉算力端能力可以復用至人形機器人產品:算力端能力可以復用至人形機器人產品:1)特斯拉自研FSD芯片,適配產品視覺系統,提升整體的安全性和可靠性;2)D1芯片具備高算力、低功耗等優勢;3)Dojo超級計算機能快速有效地進行神經網絡訓練,有助于人形機器人快速提升智能化程度。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表1717:DojoDojo硬件架構硬件架構圖表圖表1818:DojoDojo集群架構集群
35、架構來源:Tesla AI Day,中泰證券研究所來源:Tesla AI Day,中泰證券研究所21圖表圖表1919:OptimusOptimus通過模擬現實世界實現運動控制通過模擬現實世界實現運動控制來源:Tesla AI Day,中泰證券研究所整理3.3 3.3 特斯拉:特斯拉:OptimusOptimus采用“采用“FSDFSD視覺方案視覺方案+運動控制算法”運動控制算法”特斯拉特斯拉Optimus復用了復用了FSD視覺方案,并自研運動控制算法實現運動動作。視覺方案,并自研運動控制算法實現運動動作。推出占用網絡模型,進一步完善推出占用網絡模型,進一步完善FSD視覺系統。視覺系統。傳統的B
36、EV+Transformer解決方案以二維建模為主,特斯拉推出占用網絡模型解決了三維建模問題,能夠更好地完善真實場景。占用網絡模型增強了FSD視覺系統性能,并為人形機器人視覺系統了良好解決方案。Optimus運動控制算法表現出較強的可用性。運動控制算法表現出較強的可用性。在運動控制算法方面,Optimus以對現實世界的模擬為基礎,深度融合動力學知識,過捕捉真人動作建模、生成參考軌跡、優化軌跡程序的方式實現運動控制,并體現出良好的成果。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一22圖表圖表2020:占用網絡模型進一步優化占用網絡模型進一步優化FSDFSD視覺解決方案視覺解決方案來源:T
37、esla AI Day,中泰證券研究所3.3 3.3 特斯拉:特斯拉:OptimusOptimus采用“采用“FSDFSD視覺方案視覺方案+運動控制算法”運動控制算法”人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一訓練基礎設施訓練數據訓練數據規劃規劃AI編輯器&推理自動標記模擬數據引擎占據柵格地圖車道對象神經網絡神經網絡23CONTENTS目錄CCONTENTS專業領先深度專業領先深度誠信誠信中泰證券研究所中泰證券研究所4核心零部件企業迎來發展新機遇244.1 4.1 傳感器:具身智能傳感器:具身智能感知層的關鍵感知層的關鍵 人形機器人的具身智能更重視感知層和交互層。人形機器人的具身智能
38、更重視感知層和交互層。人形機器人強調具身智能,即能夠感知并理解周邊環境,通過自主學習完成任務的智能體。傳感器及軟件是具身智能的關鍵,感知層和認知層是機器人向具身智能機器人邁進的門檻,機器視覺和多態語言大模型的快速迭代有望大幅提升機器人的感知能力和認知能力。傳感器是“感知”的核心,其質量和技術水平將直接影響到機器人的性能和穩定性。機器人傳感器可以根據檢測對象的不同,分為內部傳感器和外部傳感器。部傳感器用來感知機器人自身的狀態,如速度、位置等;外部傳感器用來感知機器人周邊環境情況,如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、壓力、溫度、濕度、距離等。特斯拉人形機器人上傳感器的成本占比接近特斯拉人形機器人上傳感器的成
39、本占比接近30%30%。在一個機器人中,傳感器的用量是巨大的,除攝像頭(圖像傳感器)、雷達(激光、毫米波、超聲波)、六維力矩傳感器、編碼器、觸覺傳感器外,還有位置、速度、加速度、平衡、力覺、觸覺、視覺、聽覺、接近覺、距離、嗅覺等等10多種傳感器應用于人形機器人中。由傳感器專家網數據,特斯拉optimus機器人上各類傳感器成本占比接近30%。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表2121:與人相對應的傳感器系統與人相對應的傳感器系統圖表圖表2222:機器人的常用傳感器機器人的常用傳感器來源:傳感器專家網,中泰證券研究所來源:傳感器專家網,中泰證券研究所254.1 4.1 傳
40、感器:力、視覺、慣性傳感器均有大量應用傳感器:力、視覺、慣性傳感器均有大量應用 力矩傳感器是機械臂感知力度的重要部件力矩傳感器是機械臂感知力度的重要部件,應用前景廣闊。,應用前景廣闊。按照測量維度,力矩傳感器可分為一至六維力矩傳感器,人形機器人中,靈巧手或將使用微型壓力傳感器或微型六維力傳感器,對柔順控制要求高的手腕和腳踝或將使用六維力矩傳感器,而身體的其他關節將使用關節扭矩傳感器。根據高工機器人的數據,以模擬關節及肢體末端觸感的力傳感器為例,其在人形機器人成本中占比約為15%。六維力傳感器研發和制造工藝難度高,國內已具備量產能力,降本空間有望打開。六維力傳感器研發和制造工藝難度高,國內已具備
41、量產能力,降本空間有望打開。視覺傳感器是機器人視覺系統的核心,是提取環境特征最多的信息源。視覺傳感器是機器人視覺系統的核心,是提取環境特征最多的信息源。視覺傳感器是指通過對攝像機拍攝到的圖像進行圖像處理,來計算對象物的特征量(面積、重心、長度、位置等),并輸出數據和判斷結果的傳感器。特斯拉自動駕駛FSD系統目前采用的就是純視覺方案,即不依靠雷達或其他傳感器,完全使用攝像頭(視覺傳感器)實現自動駕駛,馬斯克表示,特斯拉已經打通了FSD和機器人的底層模塊,實現了一定程度的算法復用。FSD算法利用傳感器數據進行環境感知,這些傳感器也可以幫助機器人感知周圍環境,識別物體、人和障礙物等。慣性傳感器有望成
42、為機器人標配。慣性傳感器有望成為機器人標配。慣性傳感器又稱慣性測量單元(IMU:Inertial Measurement Unit)在機器人上可以與攝像頭、力傳感器等多傳感器數據融合,以達到維持身體平衡,預測速度和軌跡并進行定位導航等功能,在四足機器人、人形機器人上均有望標配。慣性傳感器技術壁壘高,國內已有公司掌握核心技術并實現穩定量慣性傳感器技術壁壘高,國內已有公司掌握核心技術并實現穩定量產產。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表2323:力傳感器在人形機器人上的應用力傳感器在人形機器人上的應用圖表圖表2424:慣性慣性傳感器相關企業傳感器相關企業來源:高工機器人,深
43、圳鑫精誠,中泰證券研究所來源:芯動聯科招股說明書,中泰證券研究所26圖表圖表2525:特斯拉特斯拉OptimusOptimus靈巧手靈巧手圖表圖表2626:OptimusOptimus需要需要2828個無框電機個無框電機來源:特斯拉,中泰證券研究所來源:特斯拉,中泰證券研究所4.24.2 電機:人形機器人的動力之源電機:人形機器人的動力之源人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一 OptimusOptimus所有關節執行器均搭載無框電機:所有關節執行器均搭載無框電機:無框力矩電機是以扭矩為控制方向的電機,采用開環控制,具備低轉速、大扭矩、過載能力強、響應快、特性線性度好等優點。特斯
44、拉Optimus線性執行器均搭載無框電機,單機對無框電機需求量為28個。OptimusOptimus靈巧手采用空心杯電機方案:靈巧手采用空心杯電機方案:空心杯電機采用無鐵芯轉子,消除了鐵芯形成渦流而造成的電能損耗,屬于直流永磁、伺服微特電機,具備高效節能、啟停性好、穩定性強等特點。特斯拉Optimus靈巧手采用了五指多關節結構,每只靈巧手搭載6個空心杯電機。274.34.3 軸承:滾動軸承廣泛應用于軸承:滾動軸承廣泛應用于OptimusOptimus關節執行器關節執行器人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表2727:OptimusOptimus關節執行器對滾動軸承的應用關
45、節執行器對滾動軸承的應用來源:wind等,中泰證券研究所測算 OptimusOptimus關節執行器使用角接觸、深溝球、交叉滾子等多款滾動軸承,據我們測算,單機的滾動軸承用量關節執行器使用角接觸、深溝球、交叉滾子等多款滾動軸承,據我們測算,單機的滾動軸承用量約為約為8484-9696套。套。旋轉關節執行器:旋轉關節執行器:搭配諧波減速器或RV減速器使用。諧波減速器:使用角接觸軸承、交叉滾子軸承等,每個旋轉關節執行器搭配3-4套滾動軸承;RV減速器:使用角接觸軸承、滾針軸承等,每個旋轉關節執行器搭配9-15套滾動軸承。線性關節執行器:線性關節執行器:使用深溝球軸承、四點接觸軸承等。據我們測算,單
46、臺人形機器人滾動軸承價值量約為0.42-0.96萬元,長期來看假設人形機器人產量與汽車相同,則對應滾動軸承市場規模為3570-8160億元。2021年全球軸承市場規模約8000億(1200億美元),人形機器人有望成為軸承行業的重要發展支柱。軸承類型軸承類型配套數量配套數量軸承類型軸承類型配套數量配套數量電機角接觸軸承1*14 角接觸軸承1*14柔性軸承1*14 柔性軸承1*12十字交叉滾子軸承1*14 十字交叉滾子軸承1*12薄壁深溝球軸承1*14 薄壁深溝球軸承1*12角接觸軸承2*2圓錐滾子軸承6*2滾針軸承1*2深溝球軸承1*14 深溝球軸承1*14四點接觸軸承1*14 四點接觸軸承1*
47、148496合計方案一方案一方案二方案二諧波減速器RV減速器線性關節旋轉關節284.34.3 軸承:滾動軸承廣泛應用于軸承:滾動軸承廣泛應用于OptimusOptimus關節執行器關節執行器人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表2828:OptimusOptimus關節執行器關節執行器來源:特斯拉,中泰證券研究所線性關節執行器旋轉關節執行器294.34.3 軸承:自潤滑軸承應用于人形機器人關節部位軸承:自潤滑軸承應用于人形機器人關節部位人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表2929:自潤滑軸承有望廣泛應用于人形機器人自潤滑軸承有望廣泛應用于人形機器人
48、來源:特斯拉,中泰證券研究所 自潤滑軸承在人形機器人的應用潛力較大:自潤滑軸承在人形機器人的應用潛力較大:自潤滑軸承具有輕量化、小體積、無噪聲、免維護等優勢,適用于人形機器人關節中絕大多數的摩擦點位。以膝關節為例,我們測算單關節對自潤滑軸承的需求量為5-10套,目前Optimus的活動關節約為15個,故單機的自潤滑軸承需求量為75-150套。未來伴隨人形機器人的自由度增長,單機對自潤滑軸承的需求量有望繼續提升。目前優必選的人形機器人產品已經采用了自潤滑軸承解決方案,未來自潤滑軸承在人形機器人上的應用有望加速。自潤滑軸承以10元/套單價計算,單臺人形機器人的自潤滑軸承價值量為750-1500元,
49、長期來看假設人形機器人產量與汽車相同,對應自潤滑軸承市場規模為638-1275億元。2020年全球滑動軸承市場約為900億元(137億美元),人形機器人有望成為自潤滑軸承的重要下游行業。30圖表圖表3030:OptimusOptimus線性執行器采用滾珠絲杠線性執行器采用滾珠絲杠圖表圖表3131:國內滾珠絲杠產量及需求量(萬套)國內滾珠絲杠產量及需求量(萬套)來源:特斯拉,中泰證券研究所來源:華經產業研究院,中泰證券研究所4.4 4.4 滾珠滾珠&滾柱絲杠:人形機器人打開需求空間滾柱絲杠:人形機器人打開需求空間人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一 人形機器人有望催生千億滾珠人形
50、機器人有望催生千億滾珠&滾柱絲杠市場:滾柱絲杠市場:滾珠&滾柱絲杠具備高精度、可逆性和高效率的特點,主要用于精密線性運動場景。Optimus線性關節執行器中采用了滾柱絲杠解決方案,單機使用14套滾柱絲杠產品,對應價值量約為21000元。未來人形機器人有望成為滾珠&滾柱絲杠重要下游行業,打開其發展空間。滾珠&滾珠絲杠對材料、設計、制造等環節的要求較高,目前國內市場仍以NSK、THK、SKF等外資企業為主導,國內滾珠&滾珠絲杠仍存在較大供需缺口。0500100015002000產量需求量31圖表圖表3232:OptimusOptimus靈巧手方案靈巧手方案圖表圖表3333:OptimusOptim
51、us靈巧手蝸輪蝸桿靈巧手蝸輪蝸桿來源:特斯拉、中泰證券研究所來源:特斯拉、中泰證券研究所4.5 4.5 鋼絲繩:不應被忽視的人形機器人零部件鋼絲繩:不應被忽視的人形機器人零部件人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一 Optimus靈巧手采用仿生設計,關節部位采用了“彈簧+鋼絲繩”的方案,在抓取物體時,實現了對物體外形的自適應和抓取力自適應,所以即便Optimus手指沒有裝力傳感器或觸覺傳感器,依舊可以實現自適應抓取。在人形機器人指關節方案中,單純的剛性桿或彈簧方案都存在弊端,我們認為“剛性桿+鋼絲繩”或“彈簧+鋼絲繩”能夠更好地兼顧剛性和靈活性,未來有望成為主流解決方案。鋼絲繩在
52、靈巧手中需求量較大,未來有望受益于人形機器人行業發展。324.6 4.6 人形機器人核心零部件價值量測算人形機器人核心零部件價值量測算人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表3434:人形機器人中軸承人形機器人中軸承&電機價值量測算電機價值量測算來源:wind、AI Day等,中泰證券研究所整理 單臺人形機器人中力傳感器單臺人形機器人中力傳感器&視覺傳感器視覺傳感器&慣性傳感器的總價值量約慣性傳感器的總價值量約2.32.3萬元:萬元:力傳感器:普通單維力傳感器總價值量為6400元,六維力傳感器總價值量為8000元;視覺傳感器:單目攝像頭總價值量300元,4D毫米波雷達總價值
53、量860元;慣性傳感器:包含加速度計和陀螺儀,IMU的總價值量約為7800元。單臺人形機器人中軸承單臺人形機器人中軸承&電機電機&絲杠的總價值量為絲杠的總價值量為7.47.4萬元萬元8.08.0萬元:萬元:軸承:滾動軸承總價值量約為42009600元,滑動軸承總價值量約為7501500元;電機:無框電機總價值量約為42000元,空心杯電機總價值量約為6000元;滾柱絲杠:滾柱絲杠總價值量約為21000元。應用類型位置應用類型位置單價(元)單價(元)單機用量(套)單機用量(套)價值量(元)價值量(元)普通力傳感器400166400六維力傳感器200048000單目攝像頭10033004D毫米波雷
54、達8601860慣性傳感器IMU(慣性測量單元)780017800旋轉執行器線性執行器空心杯電機靈巧手500126000電機旋轉執行器線性執行器自潤滑軸承全身關節位置1075-150750-1500滾柱絲杠滾柱絲杠線性執行器150014210002884-96420004200-9600傳感器滾動軸承力傳感器視覺傳感器150050-100無框電機電機軸承33CONTENTS目錄CCONTENTS專業領先深度專業領先深度誠信誠信中泰證券研究所中泰證券研究所5相關標的:海內外齊發力,千山待越345.1 5.1 特斯拉:特斯拉:OptimusOptimus有望引領人形機器人行業發展有望引領人形機器人
55、行業發展 2021年,特斯拉在AI Day中首次發布人形機器人概念機,并在此后兩年時間內實現了快速迭代,完成了開發平臺建造、Optimus產品亮相以及電機扭矩控制、環境探測與記憶、雙手復雜任務等能力的實現。特斯拉Optimus整身共28個自由度,采用2.3kwh電池組供電,搭配電驅伺服關節形式,使用6種定制關節驅動器和單顆自研SoC芯片,結合汽車同款神經網絡進行視覺導航,通過行動控制系統解決平衡問題,且具備表現優秀的靈巧手結構。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表3535:特斯拉人形機器人發展歷程特斯拉人形機器人發展歷程來源:前瞻產業研究院,經濟觀察報,優必選科技,中泰
56、證券研究所2021.82021.82022.102022.102023.32023.3特斯拉AI DAY上 發布人形機器人概念機這一次Optimus的新技能是抓取物體,AI技術能力再次提升,已經擁有電機扭矩控制、環境探索與記憶、基于人類跟蹤運動的AI訓練以及物體操縱能力。特斯拉AI DAY上Optimus正式亮相,并公布更多設計細節特斯拉展示了可以行走Optimus,以及多個人形機器人的工作過程。在分類操作和平衡控制方面的表現已經十分接近人類的水平。2023.72023.72023.52023.5355.2 5.2 波士頓波士頓動力動力AtlasAtlas:運動能力強,商業化進展緩慢:運動能力
57、強,商業化進展緩慢 波士頓動力成立于1992年,致力于研究AI仿真和具有高機動性、靈活性和移動速度的先進機器人。Atlas是波士頓動力旗下旨在突破全身運動極限的研發平臺,被設計用于各種搜救任務,但目前仍處于實驗室階段,沒有市售。Atlas采用液壓驅動,高1.5m,重89kg,速度可達2.5m/s,共28個自由度,通過模型預測控制器MPC等技術,實現了從提前預設行動到自主規劃路徑的轉變。Atlas能夠進行倒立、跳馬、跳舞和跑酷等復雜動作,目前其雙臂已增加夾取功能,可實現雙臂負重敏捷機動、靈敏感知通過獨木橋、旋轉跳躍重物拋投。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表3636:A
58、tlasAtlas跑酷視覺“看到”和規劃的信息跑酷視覺“看到”和規劃的信息圖表圖表3737:波士頓動力波士頓動力AtlasAtlas來源:虎嗅網、中泰證券研究所來源:公司官網、中泰證券研究所365.3 5.3 軟銀軟銀/Pepper/Pepper:性能較弱、商業化失敗的人形機器人:性能較弱、商業化失敗的人形機器人 Pepper是由日本軟銀集團和法國Aldebaran Robotics于2014年推出的類人型情感機器人,但由于庫存積壓,2020年宣告停產,共計生產約2.7萬臺。Pepper高120cm,重29kg,共20個自由度,胸前自帶10.1英寸的觸摸屏,續航可達12小時以上,可通過人類表情
59、和音調來判斷感情,并使用動作手勢和人進行簡單的交談,但其核心的情感引擎開發較為落后,且手部抓握能力薄弱。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表3838:軟銀機器人技術軟銀機器人技術參數參數圖表圖表3939:軟銀機器人示意圖軟銀機器人示意圖來源:公司官網、中泰證券研究所來源:人民網、中泰證券研究所375.4 5.4 Agility Agility Robotics/DigitRobotics/Digit:亞馬遜參投的兼具移動性和操縱能力的人:亞馬遜參投的兼具移動性和操縱能力的人形機器人,價格昂貴形機器人,價格昂貴 Digit為首款銷售的雙足機器人,其應用場景靈活多樣,但價格
60、昂貴,商業化規模小。Digit的膝蓋關節可以做到向后彎曲,這意味著它可在各種表面上改善平衡性和穩定性。Digit高175cm,重65kg,雙臂最多可攜帶16kg負載,能夠進行前后走動、原地轉彎、蹲步、上下傾斜和穿越無結構地形(草地、巖石、路緣)等動作,可應用于物流、倉庫遠程控制和工業檢測等領域。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表4040:DigitDigit產品產品示意圖示意圖圖表圖表4141:最后一公里快遞業務最后一公里快遞業務來源:公司官網、中泰證券研究所來源:公司官網、中泰證券研究所385.5 5.5 Engineered Engineered Arts/Ame
61、caArts/Ameca:面部表情逼真但是運動性能較弱的娛樂人形:面部表情逼真但是運動性能較弱的娛樂人形機器人機器人 Ameca由英國科技公司Engineered Arts開發的人形娛樂機器人,動作和面部表情仿若人類,備受社交媒體關注,但其運動能力有限,缺少步行功能,且價格超過 13.3 萬美元,目前仍未實現商業化量產。Ameca高約1.87m,重約49kg,結合 AI 與 AB(Artificial Body)技術,底層則是機器人操作系統 Tritium 和工程藝術系統 Mesmer,它能夠在橡膠皮膚上表現出超過 62 種面部表情。在接入 Stable Diffusion 和 GPT-3后,
62、可現場完成作畫。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表4242:AmecaAmeca產品產品示意圖示意圖圖表圖表4343:AmecaAmeca技術技術參數參數來源:CNET、中泰證券研究所來源:公司官網、中泰證券研究所395.6 5.6 優優必選:人形機器人研發十余年,場景聚焦服務、陪伴等必選:人形機器人研發十余年,場景聚焦服務、陪伴等 優必選科技在2012年成立前就開始投入人形機器人的研發,至今已超過11年。2016年優必選搭建Walker原型機,2018年發布第一代大型雙足仿人服務機器人Walker,迄今已經過四次迭代,2021年發布人形服務機器人Walker X。W
63、alker X身高130cm、體重63kg,具有41個高性能伺服驅動關節,能夠進行類人步態行走,最高時速為3km/h;面部160環繞4.6K高清雙柔性曲面屏,靈動酷炫的四維燈語體系;機器人的頭部、手掌、電池都可以快速拆卸和組裝,實現了“模塊化”;配備便捷可拆卸電池。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表4444:優必選人形機器人發展歷程優必選人形機器人發展歷程圖表圖表4545:優必選人形機器人產品拆解優必選人形機器人產品拆解來源:優必選招股說明書、中泰證券研究所來源:優必選招股說明書、中泰證券研究所405.7 5.7 小米小米CyberoneCyberone:背靠小米強大
64、的供應鏈和自研能力:背靠小米強大的供應鏈和自研能力2022年8月小米發布公司首個全尺寸人形仿生機器人“CyberOne”,研發尚處于初級階段,每臺成本六七十萬,尚無法實現量產。CyberOne高1.77米,重52kg,內部名稱“鐵大”。CyberOne 配備 Mi-Sense深度視覺模塊,搭配AI 具備感知3D空間并識別個體、手勢和表情的能力。此外,憑借自主研發的MiAI環境語義識別引擎和MiAI語音情感識別引擎,CyberOne可識別85種環境聲音和45類人類情感。其面部的曲面OLED模塊,可以顯示實時交互信息。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表4646:小米機器人
65、產品小米機器人產品構成構成圖表圖表4747:小米機器人產品小米機器人產品示意圖示意圖來源:公司官網、中泰證券研究所來源:新浪、中泰證券研究所41圖表圖表4848:達闥機器人產品達闥機器人產品示意圖示意圖圖表圖表4949:智能柔性關節智能柔性關節SCASCA演進過程演進過程來源:新浪、中泰證券研究所來源:新浪、中泰證券研究所5.8 5.8 達達闥機器人:軟硬件自研,預計闥機器人:軟硬件自研,預計2525年量產,聚焦多場景的服務機器人年量產,聚焦多場景的服務機器人 達闥人形雙足機器人XR4“七仙女”亮相于2023世界機器人大會,由達闥全棧自研,搭載海睿云端大腦操作系統,集成多模態大模型Robort
66、GPT,并創新性引入并聯驅動結構的智能柔性關節技術,解決機器人關鍵零部件卡脖子問題,創始人預計2024年正式發布,2025年規模量產。XR4高165cm,重65kg,全身采用碳纖維復合材料,擁有60多個智能柔性關節,采用并聯高扭矩密度電機。同時,支持實時接入云端大腦,由多模態大模型RobotGPT賦能,實現具身智能,且通過基于數字孿生的深度強化學習可實現平衡站立、優美步態、靈巧雙臂和雙手操作。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一42圖表圖表5050:傅利葉人形機器人產品傅利葉人形機器人產品示意圖示意圖圖表圖表5151:傅利葉人形機器人運動傅利葉人形機器人運動表現表現來源:公司官
67、網、中泰證券研究所來源:公司官網、中泰證券研究所5.9 5.9 傅利葉傅利葉:康復機器人賽道龍頭,前期積累技術成果可復用:康復機器人賽道龍頭,前期積累技術成果可復用 傅利葉智能成立于2015年,2019年啟動通用人形機器人項目。GR-1通用人形機器人采用自研FSA高性能一體化執行器,擁有強大且靈活的運動性能,具備商業化落地能力,預計2023年底量產發售,目前已有AI公司購買以驗證其AI算法。GR-1通用人形機器人高1.65m,重55kg,全身共40個自由度,最大關節模組峰值扭矩可達300NM,步行速度可達到5KM/h,負重50kg。GR-1采用電驅動方案,行走動作流暢,已具備較高的運動智能表現
68、。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一435.10 5.10 智元智元:后起之秀,成立近半年,成果亮眼:后起之秀,成立近半年,成果亮眼 智元機器人成立于2023年2月,8月即推出第一代通用型人形雙足機器人“遠征A1”,搭載自研“WorkGPT”,實現基于大語言模型的機器人行為自動編排和任務執行。已與比亞迪洽談,或將率先應用于比亞迪工廠,預計未來成本將控制在20萬元以內,具備落地商用的可能?!斑h征 A1”高 175cm,重 55kg,擁有超過 49 個自由度,整機承重 80kg,單臂最大負載5kg,關節電機峰值扭矩 350Nm,配有水冷散熱,腿部采用了反關節設計,步速達7km/h
69、,部擁有 12 個主動自由度,5 個被動自由度,配有指尖攝像頭,具備200TOPS 算力。人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表5252:遠征遠征A1 A1 登臺行走登臺行走圖表圖表5353:遠征遠征 A1A1應用場景應用場景來源:公司官網、中泰證券研究所來源:公司官網、中泰證券研究所CONTENTS目錄CCONTENTS專業領先深度專業領先深度誠信誠信中泰證券研究所中泰證券研究所6投資建議456.16.1 重點關注人形機器人核心標的重點關注人形機器人核心標的人形機器人行業報告系列之一人形機器人行業報告系列之一圖表圖表5454:人形機器人核心標的盈利預測與估值人形機器人核
70、心標的盈利預測與估值來源:wind,中泰證券研究所(股價取自2023年11月3日,除長盛軸承、蘇軸股份、祥明智能、大業股份、鼎智科技外,EPSPE數據均取自wind)2023/11/32023/11/3股價股價2022A2022A2023E2023E2024E2024E2025E2025E2022A2022A2023E2023E2024E2024E2025E2025E002050.SZ三花智控26.500.720.851.071.3136.8131.0124.8820.21-601689.SH拓普集團67.201.542.102.883.8543.6431.9723.3017.45-30011
71、4.SZ中航電測45.360.330.420.520.61137.45106.9387.6074.59-603662.SH柯力傳感30.050.921.111.401.7232.6627.1521.5117.48-688582.SH芯動聯科38.180.340.400.570.78112.2994.9567.2748.85-688322.SH奧比中光31.42-0.77-0.55-0.180.13-40.81-57.58-176.72240.58-300718.SZ長盛軸承17.210.340.851.041.4350.6220.2516.5512.03買入430418.BJ蘇軸股份 15.2
72、60.871.121.481.9117.5413.6310.317.99買入301550.SZ斯菱股份54.801.49-36.78-603667.SH五洲新春16.990.480.500.730.9835.4033.8423.4017.39-300421.SZ力星股份9.570.260.450.690.9337.4421.1613.9310.33-301226.SZ祥明智能22.841.020.560.620.6622.3940.7936.8434.61增持002896.SZ中大力德38.870.470.530.670.8982.7073.0058.1843.69-603278.SH大業股份
73、11.69-0.880.601.121.42-13.2819.4810.448.23買入603728.SH鳴志電器66.400.590.550.871.28111.94121.0676.3651.83-688160.SH步科股份55.951.081.211.481.8451.8146.1137.9030.40-873593.BJ鼎智科技30.162.012.673.434.5015.0011.308.796.70增持601100.SH恒立液壓57.061.791.942.312.8431.8829.4824.6620.07-300124.SZ匯川技術62.471.641.892.413.053
74、8.0933.1025.9320.48-000837.SZ秦川機床10.990.310.260.370.4935.9442.1930.0022.62-公司代碼公司代碼公司簡稱公司簡稱EPSEPSPEPE評級評級46風險提示風險提示 人工智能人工智能&大模型技術發展不及預期;大模型技術發展不及預期;核心零部件成本高居不下帶來的需求不及預期;核心零部件成本高居不下帶來的需求不及預期;下游落地場景拓展不及預期;下游落地場景拓展不及預期;人形機器人商業化進程不及預期;人形機器人商業化進程不及預期;政策支持力度減弱帶來的風險;政策支持力度減弱帶來的風險;行業規模測算偏差行業規模測算偏差風險;風險;研報使
75、用的信息存在更新不及時風險。研報使用的信息存在更新不及時風險。47投資評級說明:投資評級說明:.評級評級說明說明股票評級股票評級買入預期未來612個月內相對同期基準指數漲幅在15%以上增持預期未來612個月內相對同期基準指數漲幅在5%15%之間持有預期未來612個月內相對同期基準指數漲幅在-10%+5%之間減持預期未來612個月內相對同期基準指數跌幅在10%以上行業評級行業評級增持預期未來612個月內對同期基準指數漲幅在10%以上中性預期未來612個月內對同期基準指數漲幅在-10%+10%之間減持預期未來612個月內對同期基準指數跌幅在10%以上備注:評級標準為報告發布日后的612個月內公司股
76、價(或行業指數)相對同期基準指數的相對市場表現。其中A股市場以滬深300指數為基準;新三板市場以三板成指(針對協議轉讓標的)或三板做市指數(針對做市轉讓標的)為基準;香港市場以摩根士丹利中國指數為基準,美股市場以標普500指數或納斯達克綜合指數為基準(另有說明的除外)。48重要聲明重要聲明中泰證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)具有中國證券監督管理委員會許可的證券投資咨詢業中泰證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)具有中國證券監督管理委員會許可的證券投資咨詢業務資格。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。務資格。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告基于本公司及其研究人員認為可
77、信的公開資料或實地調研資料,反映了作者的研究觀點,力求獨立、客觀和公正,結論不受任何第三方的授意或影響。本公司力求但不保證這些信息的準確性和完整性,且本報告中的資料、意見、預測均反映報告初次公開發布時的判斷,可能會隨時調整。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,投資者應當自行關注相應的更新或修改。本報告所載的資料、工具、意見、信息及推測只提供給客戶作參考之用,不構成任何投資、法律、會計或稅務的最終操作建議,本公司不就報告中的內容對最終操作建議做出任何擔保。本報告中所指的投資及服務可能不適合個別客戶,不構成客戶私人咨詢建議。市場有風險,投資需謹慎。在任何情況下,本公司不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。投資者應注意,在法律允許的情況下,本公司及其本公司的關聯機構可能會持有報告中涉及的公司所發行的證券并進行交易,并可能為這些公司正在提供或爭取提供投資銀行、財務顧問和金融產品等各種金融服務。本公司及其本公司的關聯機構或個人可能在本報告公開發布之前已經使用或了解其中的信息。本報告版權歸“中泰證券股份有限公司”所有。事先未經本公司書面授權,任何機構和個人,不得對本報告進行任何形式的翻版、發布、復制、轉載、刊登、篡改,且不得對本報告進行有悖原意的刪節或修改。