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1、智能機器人產業研究報告20252 智能機器人產業發展背景智能機器人產業發展現狀0102智能機器人發展趨勢03第一章:智能機器人產業發展背景4 研究范圍智能機器人按應用場景分類工業機器人個人/家用服務機器人公共服務機器人特種機器人其他領域機器人按機械結構分類垂直關節型機器人平面關節型機器人直角坐標型機器人并聯機器人其他機械結構型機器人工業機器人1959 年,戴沃爾與美國發明家英格伯格聯手制造出第一臺工業機器人。1970年,斯坦福研究所制造第一個能夠推理周圍環境的移動機器人 Shakey。1972年,早稻田大學發布全球第一臺全尺寸類人智能機器人WABOT-1。1973年,德國庫卡推出全球首臺電動驅
2、動工業機器人Famulus。1979 年,美國 Unimation 公司推出通用工業機器人PUMA標志著工業機器人技術已經成熟。智能與消費類機器人80年代,專家系統在醫療、化學領域大顯身手,工業機器人逐漸普及。1997年,運行在IBM的Deep Blue深藍國際象棋專家系統,擊敗了人類的國際象棋冠軍,被認為是人工智能歷史上的一個里程碑。1998年由索尼開發出機器狗AIBO,這是第一個用于娛樂應用的大眾市場消費機器人。多領域智能機器人2002 年iRobot公司首次發布第一款掃地機器人Roomba真空吸塵器。2003年,火星探測器精神號和機遇號落地火星表面。2005年,人形機器人Albert H
3、UBO被發布,是世界上第一款具有人形頭部的行走類人機器人。2005年,波士頓動力推出四足機器人BigDog,適應復雜地形。2008年,協作機器人先驅Universal Robots發布首款商用協作機器人(Cobot)。人形機器人2016年,波士頓動力發布了雙足人形機器人Atlas和四足機器人Spot同年,AlphaGo擊敗李在石,展示了人工智能強大的學習和決策能力。2017年,由香港公司Hanson Robotics開發人形機器人Sophia獲得沙特阿拉伯公民身份,成為第一個獲得國家公民身份的機器人。2021 年,特斯拉宣布開發機器人Optimus,帶動人形機器人產業發展。目前,受大模型的技術
4、驅動,人形機器人概念爆發,宇樹科技、優必選、傅利葉智能、智元機器人等企業頻頻發布產品。我國發布的國家標準機器人分類(GB/T 39405-2020)將機器人定義為:具有兩個或兩個以上可編程的軸,以及一定程度的自主能力,可在其環境內運動以執行預定任務的執行機構。以此為基礎,極光月狐研究院將智能機器人定義為:加入智能技術,能夠實現自主感知、交互、決策、執行等操作的機器人。定義及分類定義及分類:從機械化、單一化向高度智能化、泛在化邁進,:從機械化、單一化向高度智能化、泛在化邁進,智能機器人歷經數十年技術革新與應用探索,仍在持續突破智能機器人歷經數十年技術革新與應用探索,仍在持續突破資料與數據來源:公
5、開資料,月狐研究院整理5 驅動因素社會驅動:人口老齡化加速、藍領工作人力缺口大、高科技社會驅動:人口老齡化加速、藍領工作人力缺口大、高科技平民化共同驅動智能機器人滲透平民化共同驅動智能機器人滲透根據國家統計局最新數據與聯合國有關老齡化的劃分標準顯示,我國人口增長動力減弱,老齡化人口占比增長,我國已全面步入中度老齡化社會并且老齡化仍在加速中。藍領群體規模達四億,但勞動力仍存在較大缺口。相對于白領工作,藍領存在很多繁重、危險的工作場景,年輕人對進入藍領工作崗位的意愿較低。這亟需機器人進廠進行崗位的人力替代、協作、補充。目前AI平民化成為大趨勢,人工智能融入國民生產生活中,民眾對于AI相關應用的關注
6、呈指數級增長,民眾對于人工智能的接受度也逐漸上升。資料與數據來源:國家統計局,中國藍領群體就業研究報告,月狐數據-4-20246810121416182015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年2022年2023年2024年人口出生率()人口死亡率()人口自然增長率()65歲及以上占比(%)20152015年年-2024-2024年中國人口數據年中國人口數據30,000 32,000 34,000 36,000 38,000 40,000 42,000 44,000 46,000 48,000 2023-012023-032023-052023-072023-0920
7、23-112024-012024-032024-052024-072024-092024-112025-0120232023年年-2025-2025年智能年智能AIAI應用應用MAUMAU數據數據1 1技能勞動者的求人倍率超過1.5,高級技工的求人倍率甚至達到2以上,藍領高級技工的缺口達到了上千萬人。勞動力缺口大勞動力缺口大2 2藍領群體的平均年齡也在繼續增加,40歲以上藍領勞動者占比約50%,年輕群體進入藍領工作崗位的意愿較低。年輕群體意愿低年輕群體意愿低3 3工廠普工、建筑零工等工作環境危險、任務繁重,工人精神與肉體壓力大,認可度低。許多危險性大或者繁重辛苦的工種已經面臨招工困難的局面。繁
8、重、危險工種招工難繁重、危險工種招工難6 驅動因素政策驅動:從國家戰略到地方政策培育沃土支持機器人產業政策驅動:從國家戰略到地方政策培育沃土支持機器人產業發展發展資料與數據來源:公開資料發布單位發布單位時間時間政策政策定位定位產值產值企業企業產品產品/技術技術應用場景應用場景密度密度北京市機器人產業創新發展行動方案(20232025年)2023年6月16日北京市人民政府辦公廳國內領先、國際先進的機器人產業集群2025年機器人核心產業收入達到300億元以上培育100種高技術高附加值機器人產品打造100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上海市促進智能機器人產業高質量創新發
9、展行動方案(2023-2025年)2023年10月19日上海市經濟和信息化委員會等五部門具有全球影響力的機器人產業創新高地2025年機器人關聯產業規模達1000億元打造10家行業一流的機器人頭部品牌打造100個標桿示范的機器人應用場景機器人密度達500臺/萬人廣東省培育智能機器人戰略性新興產業集群行動計劃(2023-2025年)2024年1月24日廣東省工業和信息化廳等五部委2025年,營收達800億元:服務機器人營收達200億元,無人機(船)營收達500億元,工業機器人年產量超18萬臺(套)培育一批專精特新企業,打造一批“機器人+”應用標桿企業核心技術和關鍵零部件自主可控水平大幅提升,主要技
10、術指標達到國際先進水平,整機綜合指標達到國際領先水平;發明專利授權量年均增長超過10%。聚焦重點領域培育典型應用場景,組織實施500個以上智能制造示范項目江蘇省機器人產業創新發展行動方案2024年4月17日江蘇省工業和信息化廳等五部門培育5家具有國際競爭力的機器人企業、新增10家以上省級以上專精特新企業2025年成為全國機器人產業創新發展和集成應用高地,2027年爭創國家級產業發展集聚區2025年機器人產業鏈規模達2000億元,核心產業規模超250億元遴選50個標桿示范機器人應用場景重點領域機器人密度達500臺/萬人工業機器人整機綜合指標達到國際先進水平,關鍵零部件性能和可靠性達到國際同類產品
11、水平;人形機器人“大腦、小腦、肢體”等關鍵核心技術取得突破,大模型等人工智能技術加快發展服務機器人和特種機器人在家政服務、養老助殘、醫療康復、教育娛樂、維護巡檢、安全應急等領域實現廣泛應用重慶市支持具身智能機器人產業創新發展若干政策措施2024年12月5日重慶市經濟和信息化委員會等七部門支持具身智能機器人領域企業創建高新技術企業、專精特新“小巨人”企業、制造業單項冠軍企業。培育一批的瞪羚企業和獨角獸企業并給予支持。支持具身智能機器人研發制造企業加強與醫療、教育、家政、建筑、養老、市政、特種作業等相關領域合作,開發推廣適用性強、規模效益好的具身智能機器人產品浙江省人形機器人產業創新發展實施方案(
12、20242027年)2024年9月5日浙江省制造業高質量發展領導小組辦公室形成具有國際競爭力的全產業鏈優勢2027年全省整機年產量達到2萬臺,核心產業規模達200億元,關聯產業規模達500億元。培育省級及以上高能級創新載體5家、企業研發機構30家,鏈主企業5家、制造業單項冠軍和專精特新“小巨人”企業50家實施重大科技項目30項,產業鏈供應鏈自主可控建設省級未來產業先導區2個,打造示范應用場景50個機器人機器人+應用行動實施方案應用行動實施方案工業和信息化部、教育部等十七部門2023年1月18日聚焦十大應用重點領域,突破100種以上機器人創新應用技術及解決方案,推廣200個以上典型應用場景,打造
13、一批“機器人+”應用標桿企業,建設一批應用體驗中心和試驗驗證中心。工業和信息化部2023年9月14日關于組織開展關于組織開展20232023年未來產業創新任務揭榜掛帥的通知年未來產業創新任務揭榜掛帥的通知面向元宇宙、人形機器人、腦機接口、通用人工智能4個重點方向,聚焦核心基礎、重點產品、公共支撐、示范應用等創新任務,發掘培育優勢單位,突破一批標志性技術產品,加速新技術、新產品落地應用。人形機器人創新發展指導意見人形機器人創新發展指導意見工業和信息化部2023年11月3日到 2025 年,人形機器人創新體系初步建立,整機產品實現批量生產,在特種、制造、民生服務等場景得到示范應用。國家發改委202
14、4年6月24日關于打造消費新場景培育消費新增長點的措施關于打造消費新場景培育消費新增長點的措施拓展智能機器人在清潔、娛樂休閑、養老助殘護理、教育培訓等方面功能,探索開發基于人工智能大模型的人形機器人。7 驅動因素技術驅動:關鍵硬件實現國產化自研或大幅降價,大模型的技術驅動:關鍵硬件實現國產化自研或大幅降價,大模型的爆發降低開發成本,共同促進機器人落地通用場景爆發降低開發成本,共同促進機器人落地通用場景資料與數據來源:公開資料數據收集與預處理在智能機器人開發中,大模型可整合來自攝像頭、傳感器等設備采集的圖像、聲音、物理信號等數據,將原始數據轉化為適合模型訓練的高質量數據集,極大提升數據準備效率與
15、質量。1大模型大模型模型訓練環節大模型可實現多任務學習,讓智能機器人同時學習多種技能與行為模式。借助遷移學習,在一個任務上訓練好的模型參數可遷移到其他相似任務,加速新任務學習,減少訓練時間與數據需求。2算法優化大模型能為智能機器人找到最優行為策略。在復雜環境中,機器人通過與環境交互獲得獎勵反饋,大模型利用這些反饋不斷調整自身決策。大模型參與對抗訓練,讓生成器生成各種復雜場景數據,判別器與生成器對抗,使智能機器人模型在不同場景下都能穩定運行。3落地應用大模型強大的自然語言處理能力,讓智能機器人能理解人類語言指令,實現流暢對話。在物流、醫療等復雜場景,大模型可整合多方面信息,輔助智能機器人完成復雜
16、任務。4激光雷達激光雷達隨著在智能駕駛系統中的規?;涞?,已大幅降價。據國聯證券測算,2024年用于ADAS系統的激光雷達均價,將同比下跌15.56%至3800元。3D視覺相機六維力傳感器六維力傳感器的生產涉及高精度的制造工藝和復雜的裝配流程,成本居高不下。國內企業正在進行技術攻克實現國產化,如中航電測成功研發六維力傳感器。集成邊緣計算設備、第三方工具和相關配件提升性能,3D機器視覺與深度學習融合,使檢測、揀選更加智能化。人機交互算法自主站立算法群體控制算法導航與定位算法自適應軌跡規劃算法8 驅動因素產業環境驅動:中國智能機器人產業呈現穩健增長態勢,從產業環境驅動:中國智能機器人產業呈現穩健增
17、長態勢,從產業企業發展情況和專利情況看強勁發展潛力產業企業發展情況和專利情況看強勁發展潛力中國智能機器人產業正在呈現穩健上揚的態勢:從中國智能機器人產業企業數量上看,2024年較2020年翻一番,較2023年增長19%;從中國智能機器人企業的生長狀況看,2023年及2024年智能機器人的融資金額正在努力恢復疫情前狀態,呈現穩定增長態勢,其中人形機器人的增長最為突出。截至 2024 年 7 月,我國持有的機器人相關有效專利已超過 19 萬項,占全球比重約 2/3。對于備受矚目的人形機器人賽道,中國相較于發達國家研究時間較晚,但有效發明專利數量已達全球第二,如優必選、達闥等中國機器人企業在人形機器
18、人上也尤為突出。資料與數據來源:市場監管大數據中心,IT桔子,人民網研究院;數據周期:截至2023年5月051015202530354045502020年2023年2024年中國智能機器人產業企業數量中國智能機器人產業企業數量(單位:萬)(單位:萬)0501001502002500200400600800100012002020年2021年2022年2023年2024年中國智能機器人企業融資數量及金額中國智能機器人企業融資數量及金額其他-金額(億元)人形機器人-金額(億元)數量763674426349328225203202186110110優必選本田三星豐田精工愛普生索尼波士頓動力軟銀達闥清
19、華大學北京理工大學人形機器人有效發明專利企業排名人形機器人有效發明專利企業排名17431699674358245日本中國韓國美國法國人形機器人有效發明專利國家排名(人形機器人有效發明專利國家排名(TOP5TOP5)9 地區格局規模情況:全球機器人產業保持穩定增長,中國是最大的規模情況:全球機器人產業保持穩定增長,中國是最大的“練兵場練兵場”根據IFR的機器人數據,從工業機器人的年安裝量來看,中國占全球安裝總量的51%,本土制造商在國內市場的份額大幅增長。從商業機器人的數據來看,近兩年專業服務機器人的年安裝量以約30%的增長率增長,制造商數量位居第二,但相較于第一的下降之勢中國商業機器人制造商數
20、量正在逐步攀升。資料與數據來源:IFR-2-1.5-1-0.500.501020304050602020202120222023中國日本美國韓國德國其他總量增長率歷年全球工業機器人年安裝量(單位:萬臺)歷年全球工業機器人年安裝量(單位:萬臺)及及Top5Top5國家占比情況國家占比情況-0.8-0.6-0.4-0.200.20.402004006008001000120014001600180020002020202120222023專業服務機器人消費服務機器人專業服務-增長率消費服務-增長率歷年全球主要商業機器人年安裝量歷年全球主要商業機器人年安裝量(單位:萬臺)(單位:萬臺)0501001
21、50200250202120222023美國中國德國日本法國歷年商業機器人制造商數量歷年商業機器人制造商數量Top5Top5國家國家第二章:智能機器人產業發展現狀11 產業圖譜產業圖譜:產業圖譜:產業鏈上游包含核心零部件及系統、中游機器人產業鏈上游包含核心零部件及系統、中游機器人本體及模型、下游應用本體及模型、下游應用機器人的產業圖譜逐漸擴展中,無論從零部件、機器人本體還是落地應用上,已逐漸扭轉海外壟斷的局面。國產品牌扎根技術脫穎而出,帶領工業機器人行業從國外壟斷走向國產個性化發展;商業機器人實現國產壟斷;醫療機器人仍在提高性能、探索場景,新玩家不斷加入中;人形機器人領域“新血液”頻出。資料與
22、數據來源:月狐研究院整理核心零部件及系統驅驅動動系系統統減速器減速器電機電機綠的諧波、瑞迪智驅、福德機器人、同川科技、中大力德、昊志機電鳴志電器、偉創電氣、拓邦股份、步科股份、昊志機電、禾川科技、鼎智科技感感知知系系統統雷達雷達編碼器編碼器攝像頭攝像頭力傳感器力傳感器觸摸傳感器觸摸傳感器奧比中光、森云智能、??禉C器人、奧普特科技、凌云光技術柯力傳感、東華測試、中航電測、凌云股份、坤維科技、宇立儀器紐迪瑞科技、蘇州能斯達、三三智能科技、慧聞納米科技和鈦深科技思嵐科技、速騰聚創、禾賽科技、北醒光子、玩智商、鐳神智能、北科天繪、杉川機器人、星秒光電、科力光電、琺石、力策科技弓望電子、奧普光電、禾川科
23、技、昊志機電、偉創電氣、鳴志電器、匯川技術末端執行器末端執行器優傲機器人、蘇州淳棟觸控控制系統控制系統埃斯頓、新松機器人、華中數控、新時達、廣州數控、匯川技術、固高科技、英威騰、卡諾普、萬訊自控、海得控制大腦大腦芯片芯片英偉達、高通、安霸、英特爾、Mobileye、地平線、全志科技、瑞芯微、星宸科技、國芯科技、富瀚微、炬芯科技、晶晨股份、寒武紀、商湯科技、海光信息、云天勵飛機器人本體及模型應用服務服務機器機器人人工工業業機機器器人人發那科、ABB、KUKA庫卡、Yaskawa安川、新松SIASUN、Staubli史陶比爾、川崎Kawasaki、EPSON愛普生、Comau柯馬、埃斯頓、新松機器
24、人科沃斯、石頭科技、擎朗智能、獵戶星空、普渡科技、天智航、安翰科技、威高骨科眾擎機器人、特斯拉、宇樹科技、優必選機器人、樂聚機器人、傅利葉機器人、智元機器人、小鵬汽車人形機人形機器人器人極智嘉、海柔創新、快倉智能、??禉C器人、未來機器人、華??萍?、勱微機器人、syrius炬星、國自機器人、靈動科技移動機移動機器人器人發那科、KUKA庫卡、ABB、安川電機、優傲機器人、埃斯頓、新松機器人、遨博機器人、越疆科技、節卡機器人、大族機器人機械臂機械臂星動紀元、Figure VLA模型Helix、Hugging Face和Physical Intelligence 的 Pi Zero、谷歌 SayCan
25、模型與RT-1模型、微軟ChatGPT for Robotics、字節跳動GR-2大模型大模型協作機協作機器人器人優傲機器人、斗山機器人、紐祿美卡、節卡機器人、大族機器人、艾利特、越疆機器人發那科、ABB、安川電機、KUKA庫卡、川崎重工業、埃斯頓、Denso、三菱電機、雅馬哈、新松機器人、上銀科技、廣州數控、沃迪智能多關節多關節機器人機器人極智嘉、上??靷}智能科技、名傲移動機器人、??禉C器人、未來機器人、勱微機器人、林德叉車、蘇州海豚之星智能醫療醫療機器機器人人達芬奇、精鋒、微創圖邁、思哲睿、術銳、微創鴻鵠、天智航、佗道、史賽克、美敦力、鍵嘉、元化智能、華瑞博、鑄正、捷邁邦美、柳葉刀、維卓致
26、遠數數據據DROID、OPEN-X EMBODIMENT、ROBOMIND、AgiBot World12 產業鏈發展現狀上游:傳感器、關節執行器成為新增探索高地上游:傳感器、關節執行器成為新增探索高地從人形機器人的制造成本上看,“感官”因涉及部位多、總體數量多,成為其最具價值的一部分。電機、減速器、絲杠、編碼器、力矩傳感器等組成的關節執行器關乎機器人的自由度,影響動作的精準度與靈活性。各類型傳感器與關節執行器內的組件成為擬人化、可互動、靈活可靠的機器人的重要支撐。資料與數據來源:特斯拉,高工機器人產業研究所,MIR睿工業公開資料以以4040自由度的機器人為例自由度的機器人為例傳感器電機絲杠減速
27、器編碼器FSD+芯片+攝像頭軸承電池其他平均每臺需要26個一維力傳感器、10個旋轉關節力矩傳感器、4個六維力傳感器2023年,六維力傳感器國產化率約30%力傳感器數量需求大于40個,分布于頸部、手臂、手指、軀干、腿部等部位,其中靈巧手需要空心杯電機電機用于關節和運動機構傳動,使用絲杠的解決,特斯拉人形機器14個線性關節將使用8-10個滾珠絲杠和4-6個梯形絲杠。行星滾柱絲杠國產化率較低,滾珠絲杠國產化率超60%,但高端型僅5%。絲杠每個人形機器人需要兩個視覺傳感器2022年,中國機器視覺核心部件國產化率已超70%視覺傳感器每個人形機器人需要至少12個觸覺傳感器,分布于手指與手掌。2022年中國
28、柔性觸覺傳感器國產化率為32.50%觸覺傳感器需要減速器類型與數量根據設計需求不定,如特斯拉Optimus Gen-2機器人需要諧波減速器14個,行星減速器12個;宇樹科技-G1使用行星減速器37個。2023年,國產機器人減速器占比為55.71%。減速器每個旋轉關節需要兩個編碼器,每個線性關節和靈巧手則各需一個編碼器。單個人形機器人預計需要使用約54個編碼器編碼器1個旋轉關節約需要2個位置傳感器;1個直線關節需要至少1個位置傳感器;1個靈巧手關節需要至少1個位置傳感器位置傳感器每個直線關節需要至少1個拉壓力傳感器,靈巧手需要的壓力傳感器數量根據設計需求計算。國產化率相對較低壓力傳感器特斯聯特斯
29、聯Optimus Gen Optimus Gen 物料清單(按部件分解)物料清單(按部件分解)13 產業鏈發展現狀多模態大模型增強人機交互,實現對人類意圖的理解,對復雜外部環境的理解與認知,助力形成決策:大模型可直接用于對環境的理解,并通過提示詞使之輸出結構化內容如控制代碼、任務分解等指令 利用多模態大模型對環境進行建模,實現具身智能對空間信息的多模態理解 機器人能夠從數據中學習決策與規劃策略,基礎模型為機器人決策與規劃引入了豐富的先驗知識。感知、交互與決策感知、交互與決策大模型在控制上的助力主要集中于大模型處理環境觀察與提示,輸出動作序列,動作序列可以是一系列關節角度或末端執行器的位姿與夾爪
30、開合數據,這些序列將直接用于控制機器人的運動??刂菩枨蠹壢蝿占壚斫庑枨蠓纸庑枨笸瓿扇蝿辗纸馊蝿者\動規劃路徑規劃生成末端執行器坐標/關節角控制率軌跡插值和調節增益生成控制信號計算伺服誤差規劃級動作級基元級伺服級機器人的技術創新任務主要在于人形機器人關鍵技術的突破,其中在人形機機器人本體上的重要技術任務在于開發基于人工智能大模型的人形機器人“大腦”與開發控制人形機器人運動的“小腦”。大模型作為最爆火的人工智能概念,推動了人形機器人大腦的形成,助力人形機器人具有人的感知、交互與決策能力;對于控制系統仍在切入中。中游:大模型與機器人本體結合提供感知交互新能力中游:大模型與機器人本體結合提供感知交互新能
31、力資料與數據來源:基于大模型的具身智能系統綜述大模型賦能傳統控制“我渴了,需要喝水”導航至水杯、抓取水杯、導航至用戶抓取運動規劃、導航路徑規劃完成具體動作決定運動軌跡與控制策略驅動伺服電機14 產業鏈發展現狀產業鏈發展現狀資料與數據來源:IFR從工業場景看,2021 年中國工業機器人密度為322 臺/萬人,按照目標2025年達到約500臺/萬人;目前,工業機器人主要用于搬運環節(超過50%)、焊接與清潔環節,主要領域集中于電子、汽車等重工業場景。因此,提高工業機器人在輕工業、分配加工等環節的滲透成為未來發展的主要課題。從全球商用機器人的出貨量看,運輸物流場景是使用智能機器人最多的商業場景,而服
32、務業、農業機器人的出貨量實現了翻倍的增長,成為商用機器人中滲透最快的場景。醫療機器人更是實現了突破性的增長,逐步占領一席之地。未來,受需求與技術影響,醫療、服務業中的家庭陪伴與養老將為商業機器人開拓新篇章。下游:工業、商業服務持續提高滲透率,家庭陪伴與醫療場下游:工業、商業服務持續提高滲透率,家庭陪伴與醫療場景下技術持續革新成為最具潛力場景景下技術持續革新成為最具潛力場景05101520253035202120222023中國各行業工業機器人安裝量中國各行業工業機器人安裝量(單位:萬臺)(單位:萬臺)電氣/電子汽車金屬及機械塑料及化工食品其他未指定0510152025202120222023全
33、球各行業商用機器人安裝量全球各行業商用機器人安裝量(單位:萬臺)(單位:萬臺)運輸與物流服務業農業專業清潔醫療保健一級分類一級分類二級分類二級分類痛點痛點工業機器人搬運機器人不同行業搬運后的裝卸、室內外搬運的銜接焊接機器人非標行業與場景需求、多種焊接工藝臨時切換清潔機器人多場景不同清洗需求、群體協同、開放場景商用機器人運輸物流機器人動態路徑優化、與人協同交互、集群調度等服務機器人開放場景、陪伴化與擬人化、自主決策農業機器人群體協同、精準作業、不同地形移動與導航醫療機器人手術機器人??苹瘓鼍跋率中g的穩定性與可靠性康復機器人人機協作與融合、穩定性與可靠性15 場景應用成熟度資料與數據來源:月狐研究
34、院整理高低低高智能機器人應用場景分析矩陣智能機器人應用場景分析矩陣應用場景應用場景需求程度需求程度應用場景滲透率應用場景滲透率PS:氣泡大小代表未來市場空間工業制造倉儲運輸電力巡檢金融服務醫療文旅教育養老服務、陪護建筑探測救援樓宇辦公采礦農林牧漁產業餐飲、酒店生產活動中,制造、倉儲等場景因技術成熟度高、切入時間早具有較高應用滲透率;酒店、餐飲等封閉的商業場景的機器人應用較廣泛,但因市場規模大,覆蓋率稍低。農林牧漁業因其開放場景、多樣地形在技術實現與落地上難度較高,滲透率較低。針對探測救援、采礦、建筑等危險作業場景,智能機器人的用戶需求程度較高,但因其技術實現難,應用案例仍在開發中。對于養老、醫
35、療等勞動力稀缺的精細化、人性化工作場景,如人形機器人等高新技術正在逐步落地。各場景應用成熟度各場景應用成熟度:工商農業等生產場景滲透率較高,醫療、:工商農業等生產場景滲透率較高,醫療、教育、陪護、危險作業等場景受技術與倫理影響滲透率較低教育、陪護、危險作業等場景受技術與倫理影響滲透率較低16 工業:從汽車與工業:從汽車與3C3C電子走向全環節多領域,從單點智能到多電子走向全環節多領域,從單點智能到多設備互聯設備互聯產業典型案例資料與數據來源:MIR睿工業,CRIA,埃斯頓機器人中國工業機器人市場相對成熟,從“四大家族”壟斷發展到如今國產化品牌突出重圍、國產化率突破45%的局面,目前埃斯頓、匯川
36、科技等本土品牌躋身前列為工廠提供多環節、個性化的解決方案。同時,工業機器人企業利用行業積累優勢積極研發工業人形機器人,人形機器人企業也將產品逐步落地工業場景并探索群體智能的實現。發那科、埃斯頓、發那科、埃斯頓、匯川科技、庫卡、匯川科技、庫卡、愛普生、愛普生、ABBABB、安川電機安川電機埃夫特、新時達、埃夫特、新時達、臺達、節卡、卡諾臺達、節卡、卡諾普、遨游、珞石、普、遨游、珞石、圖靈圖靈雅馬哈、川崎、雅馬哈、川崎、不二越、三菱電不二越、三菱電機、史陶比爾機、史陶比爾靈猴、天機、配天、廣州數控、華中數控、南靈猴、天機、配天、廣州數控、華中數控、南京熊貓、景業智能、錢江機器人、凱爾達京熊貓、景業
37、智能、錢江機器人、凱爾達.多關節型通用機器人多關節型通用機器人6軸行業通用機器人,類型從MINI、小負載、大負載到超大負載,臂展范圍在720MM-3300MM,負載范圍在7KG-350KG。SCARASCARA機器人機器人4軸裝配機器人,臂展從400MM-1000MM,負載從3KG-20KG。UNOUNO機器人機器人4軸-6軸機器人,應用場景包含光伏鍍膜、搬運、點焊等。臂展從620MM-3100MM,負載從8KG-700KG。協作機器人協作機器人6軸協作機器人,應用場景包含光伏鍍膜、搬運、點焊等。臂展從600MM-1800MM,負載從3KG-20KG。折彎機器人折彎機器人6軸鈑金自動化機器人,
38、臂展范圍在2200MM-2865MM,負載范圍在45KG-130KG。碼垛碼垛 機器人機器人4軸包裝碼垛機器人,臂展范圍在2000MM-3100MM,負載范圍在60KG-180KG。沖壓機器人沖壓機器人沖壓上下料機器人,分為臂展1520MM、負載能力15KG的4軸機器人和臂展3200MM、負載能力150KG的6軸機器人。焊接機器人焊接機器人6軸弧焊機器人,臂展范圍在1400MM-4030MM,負載范圍在8KG-15KG。高防護機器人高防護機器人6軸壓鑄、耐材、打磨、冶金機器人,臂展范圍在1810MM-2650MM,負載范圍在30KG-170KG。工業機器人競爭格局工業機器人競爭格局單臂負載5k
39、g;步行速度3km/h;全身最大自由度44。埃斯頓擁有豐富的中大負載機器人系列產品,應用于汽車制造中的沖壓、焊接、裝配等;埃斯頓酷卓深耕人形機器人領域。17 產業典型案例商業服務:多元化應用場景帶來的豐富需求,商業服務成為商業服務:多元化應用場景帶來的豐富需求,商業服務成為新技術落地試驗場新技術落地試驗場資料與數據來源:普渡機器人商用機器人應用場景繁多,需求分散。目前成熟的應用場景主要為商業配送、清洗場景,所需的功能集中于精準導航、路線規劃、人機交互等。正在發展的場景如教育應用、商業協作等場景注重于更有啟發性的交互引導和更精準的機械操作。商業服務領域憑借其廣泛的受眾、活躍的市場以及對創新的高度
40、接納性,能使新技術快速得到應用驗證,通過實際運營反饋不斷改進完善,推動產業發展。餐飲、酒店配送機器人餐飲、酒店配送機器人市場成熟度較高,市面上的應用方案主要集中于普渡機器人、優地科技、擎朗智能、獵戶星空、九號機器人、云跡科技等企業。自主清洗機器人自主清洗機器人場景分為公共場合與家用場景,市場成熟度較高,應用方案主要集中于高仙機器人、智行者、浩睿智能、石頭科技、美的機器人、賽特智能等企業。教育、導覽機器人教育、導覽機器人應用于教育、文旅、營銷導覽服務等,場景仍在持續開拓中。目前已有解決方案的企業有優必選機器人、浪潮機器人、派寶機器人、樂聚機器人、科沃斯機器人等。商用協作機器人商用協作機器人目前應
41、用較少,主要分為桌面協作機器人與外骨骼機器人,應用場景多為拉花等餐飲類、文旅類等,仍在持續探索中。較為突出的企業為安諾機器人、肯綮科技、越疆機器人等工商業協作機器人企業。成熟成熟場景場景新興場景新興場景普渡機器人在全球范圍內建立了數百個服務網點,產品已廣泛應用于餐飲、零售、酒店、醫療、娛普渡機器人在全球范圍內建立了數百個服務網點,產品已廣泛應用于餐飲、零售、酒店、醫療、娛樂體育、工業制造、教育等多個行業和場景,全球出貨量超過樂體育、工業制造、教育等多個行業和場景,全球出貨量超過8 8萬臺,專利數(含申請中)超萬臺,專利數(含申請中)超16001600個,個,覆蓋覆蓋6060多個國家和地區、多個
42、國家和地區、600600多個城市。多個城市。集掃地、洗地、吸塵、塵推多功能于一體,一臺機器輕松滿足所有清潔需求覆蓋酒店、飯店等室內外場景,具備配送倉、托盤、顯示屏等多種硬件配置的解決方案,集導航定位、自動回充、安全開艙驗證等功能。清潔機器人配送機器人效率提升2-5倍,人工工作減少80%以上,精準率99.99%,無人值守工作7*24小時,覆蓋端到端配送、巡航配送、循環配送、呼叫配送全環節覆蓋。工業場景工業場景單次配送效率提高2-3倍,餐品準確送達率99.9%,人工成本降低50%以上,實現攬客、領位、點餐、傳菜、回盤全環節覆蓋。酒店餐飲場景酒店餐飲場景單次配送效率提高2-3倍,一臺機器日均行走12
43、KM,配送準確送達率99.9%,客戶滿意度提高30%以上,實現迎賓、領位、點餐、配送酒水小吃、包間服務、清潔回盤全環節覆蓋。休閑娛樂場景休閑娛樂場景18 家庭家庭服務、養老服務及特殊場景服務、養老服務及特殊場景:四足、人形機器人的全新:四足、人形機器人的全新落地場景落地場景產業典型案例企業企業產品產品功能功能場景場景優必選Walker S、Walker X、熊貓機器人優悠群體智能、360多模態感知、仿人共情表達工業、家庭陪伴、養老服務、巡檢、教育導覽等小米CyberOne三維空間感知、情緒感知宇樹科技Unitree G1擬人行走、奔跑、原地后空翻智元機器人靈犀X1、遠征A1/A2/A2MAX全
44、景感知、智能避障、多模交互小鵬汽車PX5、“Iron艾倫”擬人、智能感知交互北京人形機器人創新中心天工機器人擬人行走、奔跑、上下肢協同、不同地形行進眾擎機器人ENGINEAI SE 01、PM 01等自然步態行走樂聚機器人KUVAO系列、ROBAN、AELOS系列快速建模,行走避障廣汽集團GoMate可變輪足移動、自主避障等宇樹科技是一家世界知名的民用機器人公司,專注于消費級、行業級高性能通用足式/人形機器人及靈巧機械臂的自主研發、生產和銷售。宇樹高度重視自主研發和科技創新,全自研電機、減速器、控制器、激光雷達等機器人關鍵核心零部件和高性能感知及運動控制算法,整合機器人全產業鏈,在足式機器人領
45、域達到全球技術領先。資料與數據來源:人民網研究院,IT桔子,優必選;數據周期:截至2023年5月隨著人工智能技術的持續突破,人形機器人作為具身智能的優質載體正在持續進化中。在有效發明專利數量上,中國已達全球第二,優必選等中國機器人企業的數量尤為突出;在應用上,除必然落地的工業、商業導覽場景,目前人形機器人及四足機器人正在開拓家庭陪伴、養老服務及危險場景巡檢、安防等特殊場景進行落地應用。主要參與者分為如宇樹科技、智元機器人、優必選等擁有技術實力的新興機器人企業及具備智能駕駛、大模型等重要算法自研能力及整機制造能力的主機廠。360360深度深度感知感知3D 激光雷達+深度相機單腿自由度:單腿自由度
46、:5 5單手臂自由度:單手臂自由度:4 4移動速度移動速度3.3m/s3.3m/s潛在運動性能潛在運動性能5m/s5m/s關節電機超強動力性能標配4D超廣角激光雷達,感知系統提升200%GPT 大模型3D激光建圖企業企業產品產品功能功能宇樹科技行業級 AlienGo/B1/B2、消費級A1/Go1/Go2陪伴、工業巡檢等云深處科技絕影X20/X30、絕影Lite3工廠、教育科研等蔚藍智能BabyAlpha A2/Chat、BabyAlpha Dev、Alpha Dog、BabyAlpha S陪伴、運輸、安防、巡檢資料與數據來源:宇樹科技19 產業典型案例醫療醫療場景場景:精細化智能手術機器:精
47、細化智能手術機器人與康復機器人推動醫療服人與康復機器人推動醫療服務的智能化和高效化發展務的智能化和高效化發展資料與數據來源:MedRobot,華科精準據MedRobot統計,2016年至2023年12月25日,已有56個手術機器人產品在我國獲批上市,2024年中國手術機器人銷量達313臺及以上,其中以腔鏡機器人、骨科機器人為主??祻蜋C器人主要分為上肢康復、下肢康復、手部康復與關節康復機器人,目前外骨骼機器人發展較為火熱,已有破圈的情況。光學跟蹤定位儀光學跟蹤定位儀大臂展機械臂大臂展機械臂手術規劃系統環境光下即時可實現全場景覆蓋,不受體位限制手術全程2min 內即可完成患者配準,手術更高效手術全
48、程動態跟蹤,環境感知更靈敏,主動安全更高階手術全程實時導航全自由度機械臂,大臂展1000mm,旋轉關節突破靈活極限,自動實現立體定向,任意精度0.5mm可搭載多種微創手術器械,實現DBS、SEEG、內鏡等高精度手術自動融合及分割CT、MRI、PET、DTI和BOLD等影像,構建血管、功能區、神經纖維束、腦皮層等解剖結構的三維模型疊加顯示任意三維模型,自動判斷路徑安全性預設多種術式模塊,滿足不同功能需求類型類型銷量銷量主要企業主要企業功能功能手術機器人腔鏡機器人157臺達芬奇、精鋒、微創圖邁、思哲睿、術銳超微創、具有牽引、切割、縫合等多種功能骨科機器人94臺微創鴻鵠、天智航、佗道、史賽克、美敦力
49、、鍵嘉、元化智能、華瑞博、鑄正、捷邁邦美、柳葉刀、維卓致遠3D術前規劃、術中精準控制及微創操作、追蹤及精準導航口腔機器人29臺雅客智慧、鍵嘉、瑞醫博可視化體外模擬,術中精準定位、動態導航等神經外科機器人20臺柏惠維康、華科精準、博醫來顱腦三維建模、高精度定位血管接入機器人8臺微創R-ONE觸覺感知、多器械協同、隔室介入手術經自然腔道機器人4臺直覺醫療穿刺機器人1臺真健康三維重建、輔助路徑規劃等康復機器人-偉思醫療、翔宇醫療、傅利葉智能、璟和機器人、程天科技、邁步機器人、睿瀚醫療主動/被動/助力/示教訓練、康復情況評估華科精準神外手術機器人是我國首款獲批NMPA和FDA雙認證的神經外科手術機器人
50、,臨床主要用于輔助腦出血、腦腫瘤、癲癇、帕金森病等顱內病變的微創治療第三章:智能機器人發展趨勢21 發展趨勢發展趨勢技術趨勢:大模型、數字孿生、技術趨勢:大模型、數字孿生、群體智能等共創具身智能發群體智能等共創具身智能發展展新篇章新篇章大模型為人形機器人提供“大腦”功能,感知外界環節、擬人化進行思考處理任務需求,同時能利用大模型自動生成用于訓練機器人的數據集以此緩解人形機器人缺乏訓練數據的現狀。未來,具身智能大模型的落地應用以支持機器人大腦、提高生成數據質量幫助機器人多場景訓練成為重要發向,同時,大模型助力機器人形成精細的運動控制系統也稱為研究的主要方向。大模型人形機器人的保有量仍有待提升,未
51、形成規?;褂脤е氯诵螜C器人在多樣化應用場景的訓練經驗與數據積累有限。人形機器人結合數字孿生場景,可實現在不同地形和環境中進行不同環境的數據采集。目前,數字孿生模型的精細度、準確度與感知數據的準確性等有待提高。數字孿生大模型大模型群體智能是實現人形機器人在工業、商業服務等重要場景規?;瘧玫年P鍵。目前,軟件架構的優化是推動群體智能發展的核心動力。例如,優必選在極氪5G智慧工廠開展的全球首例多臺、多場景、多任務人形機器人協同實訓中,創新性地提出了人形機器人群腦網絡架構和人形智能網聯中樞,為群體智能的實現提供了技術支撐。群體智能數字孿生數字孿生群體智能群體智能22 發展趨勢發展趨勢應用趨勢:核電站
52、巡檢、太空作業等新場景層出不窮,積極應用趨勢:核電站巡檢、太空作業等新場景層出不窮,積極開拓中國機器人落地場景與全球版圖開拓中國機器人落地場景與全球版圖核電站場景面臨輻射暴露的風險。在核電站的運維管理中,傳統的巡檢機器人大多功能單一,存在地形適應性弱、復用性差等問題。目前針對核電站場景的人形機器人可實現運動靈活、自主避障、跟蹤追蹤等通用功能,也可實現讀取溫箱設備等場景化的功能。人形機器人可應用于化學、物理、醫藥、生物等多種實驗室場景,實現自動化操作、精準實驗、數據記錄與分析等功能,能夠幫助科研人員規避風險。目前,中山大學推出生物實驗人形機器人,深圳大學推出可呼吸暖體假人,模擬人類的呼吸和體溫為
53、疾病傳播研究提供了重要實驗工具。人形機器人能夠在空間站內部監測環境、維護設備、進行實驗,能夠在太空中行走、修復航天器、進行垃圾清理、地表探測、樣本采集等重復性且有危險性的工作。近十年來,美國、俄羅斯等國家在持續推進太空機器人的研發與落地。中國已推出四款太空機器人,包含機械臂與飛行機器人。核核電電站站巡巡檢檢場場景景化化工、工、生生物物等等科科學學實實驗驗場場景景太太空空場場景景據國際數據公司(IDC)發布的報告顯示,2023年中國服務機器人廠商的出口收入合計約15.1億元人民幣;根據IFR與中國海關數據,2023年中國工業機器人出口量達11.83萬臺,增速達86.4%。目前主要地區在亞洲及歐洲
54、地區。中國機器人的商業化仍在持續開疆擴土中。23 發展問題與建議發展問題與建議國產替代國產替代智能機器人目前的主要發展方向為國產化替代,如工業機器人。中國工業機器人的國產化主要集中于中低端市場,對于高端工業機器人的核心零部件如減速器、伺服驅動器等對設計精度與加工工藝的要求較高,目前仍與海外領先廠商有較顯著的差距。同時,因切入時間問題,智能機器人的算法模型起步較晚,如具身AI模型、實時控制算法等與海外存在差距。未來,國內對于機器人核心零部件的標準制定仍需持續推動,同時在供應鏈整合的優勢上應注重機器人系統、模型算法、軟件的開發,軟硬融合是未來機器人產業發展的重要趨勢之一。人形機器人作為人工智能領域
55、的重要發展方向,因其擬人化引發了諸多倫理與安全問題。從倫理角度來看,人形機器人可能引發對人類自身身份認同的沖擊,其高度擬人化的外觀和行為方式容易模糊人機界限,引發諸如機器人行為是否應遵循人類道德準則、如何防止對人無意或惡意產生影響等。在安全層面,人形機器人面臨功能安全、網絡安全、個人信息安全、數據安全、國家安全等諸多安全問題。為應對這些問題,應首先加強技術研發,確保機器人的可靠性和安全性。在研發驗證到規?;涞氐碾A段內逐漸完善法律法規,明確人形機器人的權利與義務邊界,同時開展倫理教育,引導公眾正確看待人機關系,推動人形機器人在符合人類價值觀的前提下健康、可持續發展。目前人形機器人行業仍面臨大規
56、模商業化難題。受技術發展制約,雖然目前已有成品,但多處于實驗室研發和測試階段。人形機器人在復雜環境下的可靠性、人機自然交互的流暢性仍有待提高,例如在人群密集或動態變化的場景中,其環境感知與決策速度、情感理解與表達的細膩程度還難以滿足實際需求。規?;涞仉y的第二個原因是高精度零部件如先進傳感器、高性能電機和減速器等的研發和制造成本高昂,導致人形機器人售價難以被普通消費者和中小企業接受。未來,人形機器人的落地優先選擇封閉場景,如工廠、學校等,從政府側應用場景為切入點,落地影響用戶,逐漸走入消費側;出海打造全球影響力,圍繞當地用戶需求進行定制化開發,同時建立合規體系。成本與規?;瘧贸杀九c規?;瘧?/p>
57、倫理與安全倫理與安全發展問題與建議發展問題與建議:國產替代、規?;瘧?、倫理與安全成為國產替代、規?;瘧?、倫理與安全成為當前智能機器人產業的重要課題當前智能機器人產業的重要課題附錄:報告說明1.研究范疇本報告主要聚焦國內的智能機器人產業發展情況,分析當下智能機器人產業發展概況、驅動因素、產業圖譜和應用情況等內容,幫助市場了解和找準智能機器人產業的發展趨勢和機會。報告重點研究內容主要為智能機器人產業鏈發展重點、不同場景機器人落地情況等。2.資料與數據來源 1)月狐iAPP(MoonFox iApp),基于極光云服務平臺的行業數據及月狐iAPP平臺針對各類移動應用大數據的挖掘,并結合大樣本算法開
58、展的數據統計與分析;2)月狐iBrand(MoonFox iBrand),基于全面品牌洞察方案,對門店客流、店鋪數、銷量、用戶畫像等多維度數據進行統計與分析;3)月狐iMarketing(MoonFox iMarketing),基于自有移動端大數據和用戶畫像標簽,對人群社會屬性、地理位置、軌跡特征、線上行為偏好等多維度數據進行統計與分析;4)月狐調研數據,通過月狐調研平臺進行網絡調研;5)其他合法收集的數據。以上均系依據相關法律法規,經用戶合法授權采集數據,同時經過對數據脫敏后形成大數據分析報告。3.數據周期及數據指標請參考各頁標注。4.免責聲明 月狐數據MoonFox Data所提供的數據信
59、息系依據大樣本數據抽樣統計、小樣本調研、數據模型預測及其他研究方法估算、分析得出。由于統計分析領域中的任何資料與數據來源和技術方法均存在局限性,月狐數據MoonFox Data也不例外。月狐數據MoonFox Data依據上述方法所估算、分析得出的數據信息僅供參考,月狐數據MoonFox Data不對上述數據信息的精確性、完整性、適用性和非侵權性做任何保證。任何機構或個人援引或基于上述數據信息所采取的任何行動所造成的法律后果均與月狐數據MoonFox Data無關,由此引發的相關爭議或法律責任皆由行為人承擔。5.報告其他說明 月狐數據研究院后續將利用自身的大數據能力,對各領域進行更詳盡的分析解讀和商業洞察,敬請期待。6.版權聲明 本報告為月狐數據MoonFox Data所作,報告中所有的文字、圖片、表格均受相關的商標和著作權的法律所保護,部分內容采集于公開信息,所有權為原著作者所有。未經本公司書面許可,任何組織和個人不得以任何形式復制或傳遞。任何未經授權使用本報告的相關商業行為都將違反中華人民共和國著作權法和其他法律法規的規定。深圳市和訊華谷信息技術有限公司版權所有2022-2025粵ICP備12056275號EmailWebsite數 據 洞 見 未 來