人形机器人产业新浪潮来袭 游戏规则将改写

以人形机器人和通用人工智能为代表的新技术、新产品、新业态蓬勃发展，正成为全球科技创新的制高点与未来产业的新赛道。

01、Optimus-Gen 2来了，人形机器人管家还远吗？

没有一点点防备，

特斯拉人形机器人Optimus-Gen 2来了！

12月13日，马斯克于社交媒体上公布了特斯拉第二代人形机器人的产品演示，并预计将于本月内发布。

在视频中，Optimus-Gen 2相比上一代有了大幅改进，不仅拥有AI大模型的加持，并在没有其他性能影响的前提下（相比上一代）将体重减少10kg，更包含：

由特斯拉设计的致动器和传感器；

2-Dof（自由度）的脖子，可以让机器人在一定幅度内转头；

*图片来源网络

11-DoF 全新双手，手指伸展灵活得像个真人；

*图片来源网络

所有手指都配备触觉传感器，可以处理精致的物体，比如鸡蛋；

*图片来源网络

行走速度提高 30%；

人体脚部几何形状，走路方式也和人类相似；

脚力 / 扭矩感应；

铰接式脚趾部分；

它甚至还能做一个均匀的90度深蹲，众所周知，做这个动作需要调动全身多个关节来保持平衡；更能随着音乐翩翩起舞。

*图片来源网络

看起来，似乎我们距离拥有机器人管家的设想不远了。

02、产业链细分技术市场空间前景可期

人形机器人，其灵感来源于人类的身体，来自人类的感知和运动技能，以及人类在环境中使用工具的能力。

人形机器人通过集仿生学原理和机器电控原理于一体，通过模仿人体结构、运动特性等，设计出具有优越性能的机电结构。

从1969年发展至今，人形机器人产业已经发生了不少变化：

主导国家从日本变为美国、中国。早期，人形机器人由本田等日本企业主导。现今包括波士顿动力、 Agility Robotics、特斯拉、优必选科技、小米等全球范围内的企业均已推出人形机器人产品，并且在持续迭代研发；

研发目的从科学展示与教育培训变为多场景作业，企业积极探索人形机器人商业化落地。

而拆分其产业链架构来看，主要仍分为上中下游三部分。

具体来看，上游为人形机器人本体结构、伺服驱动器、智能感知、驱动控制、支撑环境五个模块的供应商；中游则是人形机器人产品集成商；下游为人形机器人可能的应用场景，如商业服务、科学 研究、科学展示等。

*图片来源：《人形机器人技术专利分析报告》

大模型赋能人形机器人，“具身智能”进化的关键一环

由于在传统的深度学习模型中，机器智能往往局限于特定场景，而在大模型赋能下，机器人可以与真实世界进行多模态交互，从而实现“具身智能”，拥有不断进化、跨场景应用的能力。

可以说AI大模型的发展决定了人形机器人产品力的天花板。

智能感知：传感是智能化的必要基础

而要产生人形机器人智能化的直观体现，就需要智能感知、执行控制和智能决策合三为一。

因为，传感器可以将外部信息以及自身状态信息传递给机器人控制系统，从而为人形机器人的决策提供必要条件。

比如在Optimus-Gen 2的升级中，就有特斯拉设计的传感器加持，而触觉传感器的加入，也让其具备了处理更精致物体，例如鸡蛋的能力。

对于智能传感器和发射器解决方案的全球领导者来说，艾迈斯欧司朗认为，在任何应用中，机器人都需要对周围环境有可靠的感测能力，从而确保产品功能的效率、有效性和安全性。

传感和照明技术正是实现环境感知这一目标的关键。

比如，精准紧凑的飞行时间距离测量传感器(1/2/3D)、激光雷达系统（EEL和VCSEL）、用于泛光照明和点阵照明的照明器、在近红外光谱中支持3D主动立体视觉和结构光（路径扫描传感器、人脸识别、物体避让）解决方案的高性能成像器……，它们都将使人形机器人更加智能、使用更加便捷，并在无防护区域提供更安全的人机交互界面。

伺服驱动：精准执行

在伺服系统中，要实现精准执行，除了需要减速器和电机这2大核心硬件，也离不开编码器。

作为人形机器人的内部传感器，它可用于测量人形机器人的自身状态，比如让机器人感知自身的运动状态，使得机器人可以按照规定的位置、轨迹等参数运动。

而艾迈斯欧司朗的磁性位置传感器具备的对外部磁场几近“免疫”的能力，成为其“入主”高性能应用领域的核心优势。

之前，艾迈斯欧司朗专家就曾表示，除了在汽车，其位置传感器的另一个增长点就是各类电机。当下，电机的用量与日俱增，而电机的发展趋势正由过去的有刷电机向无刷电机过渡。对于无刷电机来说，位置传感器更是必不可少的一个组成部分。

而对人形机器人来说，几乎每个关节都会使用两个或多个位置传感器。

特别是马斯克早在特斯拉2023年股东大会上便表示，人形机器人将是今后特斯拉主要的长期价值来源，“如果人形机器人和人的比例是2比1左右，那么人们对机器人的需求量可能是100亿乃至200亿个，远超电动车的数量。”

这其中的市场空间，值得想象。

03、技术专利储备，中国后来居上

2022~2023年，在人工智能为通用人形机器人带来新的想象力之际，特斯拉、亚马逊、微软、三星等多家全球巨头企业都在纷纷投入人形机器人的研发中。而在国内，人形机器人也在 2023 年成为了最受关注的新兴产业之一。

今年11月初，工业和信息化部印发了《人形机器人创新发展指导意见》，将人形机器人定位为“集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，将深刻变革人类生产生活方式，重塑全球产业发展格局”的科技竞争新高地、未来产业新赛道，以及经济发展新引擎。

而下一代颠覆性产品的推出，离不开技术专利这个基座。

11月27日，人民网研究院发布了《人形机器人技术专利分析报告》，对全球范围内的人形机器人技术专利进行了深度分析，并对人形机器人行业发展至今的技术专利布局趋势进行阐述。

据悉，中国已累计申请6618件人形机器人技术专利，是申请人形机器人技术专利数量最多的国家。

*图片来源：《人形机器人技术专利分析报告》

特别是自2000年来，在人形机器人技术领域，中国的专利集中度整体呈下降趋势，并在2014年后在20%~30%间波动。因此，目前，中国的专利集中度较低，可以推知，中国在该领域的竞争相对激烈，行业活力较强。

*图片来源：《人形机器人技术专利分析报告》

此外，在人形机器人的技术分支上，本体结构、智能感知、驱动控制是三个主要的技术专利布局领域，其中，关节、腿部、机器视觉、步态控制等技术是重点的专利布局分支。

*图片来源：《人形机器人技术专利分析报告》

总结来说，在全球人形机器人产业占位的竞争中，中国正在加速投入。

04、产业化落地，拐点已至？

随着国内外标杆企业持续推进，以及未来更多潜在重磅玩家的参与，或将带来新一轮人形机器人产业发展的热潮。

国内外标杆企业持续推进人形机器人技术升级和商业化落地

*图片来源：国海证券

在过往，人形机器人领域也曾出现过不少明星产品，但这些产品都遭遇了商业化落地难的问题，主要还是缘于：

1.核心部件门槛高

伺服驱动器是人形机器人实现运动的核心部件，但技术应用门槛高，只有同时具备体积小、重量轻、大扭矩、高精度等性能，才能保证人形机器人在不断变化的环境中安全、顺畅地工作；

2.系统化集成能力要求高

人形机器人产品技术难度大且集合度高，是机械设计、运动控制、人工智能等领域高精尖技术的综合体现。而当前市面上的企业缺少将大量高难度技术规模化的能力，无法形成有效的人形机器人集合系统；

3.难与多个应用场景共振

人形机器人难以与多个应用场景共振，无法适应多场景的不同需求。人形机器人想要在各领域中落地都需投入大量研发时间和成本，企业研发出的人形机器人无法与多个场景匹配；

4.成本高昂

人形机器人的生产成本高，人形机器人需要多个部件、高性能硬件等做支撑，如相较于工业机器人只需要使用六到七个关节，人形机器人需使用几十个关节以满足人形机器人灵活行走的要求，因此人形机器人生产成本高昂。

但随着人形机器人本体技术的不断成熟，以及AI大模型等前沿技术的快速发展，情况正在发生变化。AI大模型提升了机器人的智能化水平，人形机器人不仅在机械方面取得突破，人机交互方面的能力也在不断提升。

人形机器人正式进入了商业化的初级阶段，全球范围内的多家企业也开始入局人形机器人。

而在商业化的过程中，寻找合适的场景尤为重要。现阶段，工业制造成为了最受关注的场景之一。

在国内，不仅优必选人形机器人针对工业领域的应用进行了多方面的布局，其一是研发了应用于工业领域的人形机器人Walker S；其二是与多家新能源汽车头部企业合作，分阶段规划人形机器人在制造业场景中的应用。

小米也在积极推进仿人机器人在自有制造系统中的分阶段落地，将在北京亦庄建设通用仿人机器人创新示范项目，开展面向3C工厂和汽车工厂等典型制造场景的创新应用示范。

无独有偶，在今年特斯拉二季度的业绩会上，马斯克明确示，特斯拉已经生产了10台擎天柱，预计在今年11月份进行行走测试，计划明年在特斯拉工厂进行实用性测试，据特斯拉透露的未来方向，擎天柱的应用场景未来会全程接管汽车生产领域，实现真正的无人生产。

未来，人工智能教育、智慧物流、智慧康养、商用服务，甚至是家庭管家都将是人形机器人试图冲击的前景领域。