國內(nèi)人形機(jī)器人有望迎來Optimus時(shí)刻。11月2日，工信部印發(fā)《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》（以下簡稱《意見》）。
《意見》清晰畫出人形機(jī)器人戰(zhàn)略路線圖。工信部表示，人形機(jī)器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進(jìn)技術(shù)，有望成為計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品。
同時(shí)工信部提出，國內(nèi)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)前期已有一定基礎(chǔ)。到2025年，人形機(jī)器人創(chuàng)新體系將初步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破，確保核心部組件安全有效供給。而到2027年，形成安全可靠的產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈體系。
有機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，到2030年，人形機(jī)器人市場將達(dá)千億規(guī)模，這也將刺激整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈加速國產(chǎn)化。
首次給出清晰戰(zhàn)略部署
工信部提到，我國人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)前期已有一定基礎(chǔ)，需要加強(qiáng)政策引導(dǎo)，集聚資源推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，培育形成新質(zhì)生產(chǎn)力。此次《意見》首次對(duì)人形機(jī)器人技術(shù)給出全面規(guī)劃，包括關(guān)鍵技術(shù)、適用場景以及三年、五年清晰目標(biāo)等。
更為關(guān)鍵的是，工信部對(duì)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)給出了清晰定位。《意見》指出，人形機(jī)器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進(jìn)技術(shù)，有望成為計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品。
因此，按照謀劃三年、展望五年的時(shí)間規(guī)劃，《意見》安排做了明確戰(zhàn)略部署：到2025年，人形機(jī)器人創(chuàng)新體系初步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破，確保核心部組件安全有效供給，整機(jī)產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平，并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。而到2027年，人形機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提升，形成安全可靠的產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈體系。
哪些技術(shù)事關(guān)人形機(jī)器人技術(shù)演進(jìn)？《意見》給出了四個(gè)方面：機(jī)器人“大腦”關(guān)鍵技術(shù)群、“小腦”關(guān)鍵技術(shù)群、機(jī)器肢關(guān)鍵技術(shù)群和機(jī)器體關(guān)鍵技術(shù)群。
在“大腦”開發(fā)方面，《意見》強(qiáng)調(diào)基于人工智能大模型的人形機(jī)器人“大腦”，增強(qiáng)環(huán)境感知、行為控制、人機(jī)交互能力，推動(dòng)云端和邊緣端智能協(xié)同部署。
在“小腦”方面，開發(fā)控制人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的“小腦”，搭建運(yùn)動(dòng)控制算法庫，建立網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)架構(gòu)。面向特定應(yīng)用場景，構(gòu)建仿真系統(tǒng)和訓(xùn)練環(huán)境，加快技術(shù)迭代速度，降低創(chuàng)新成本。
對(duì)于機(jī)器人肢體即仿人機(jī)械臂、靈巧手和腿足，《意見》提出，突破輕量化與剛?cè)狁詈显O(shè)計(jì)、全身協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制、手臂動(dòng)態(tài)抓取靈巧作業(yè)等技術(shù)。此外，攻關(guān)“機(jī)器體”關(guān)鍵技術(shù)群，突破輕量化骨骼、高強(qiáng)度本體結(jié)構(gòu)、高精度傳感等技術(shù)，研發(fā)高集成、長續(xù)航的人形機(jī)器人動(dòng)力單元與能源管理技術(shù)。
此外，工信部還提出培育整機(jī)、基礎(chǔ)部組件等重點(diǎn)產(chǎn)品。工信部劃定了重點(diǎn)，將基礎(chǔ)部組件聚焦在人形機(jī)器人專用傳感器、高功率密度執(zhí)行器、人形機(jī)器人專用芯片、高能效專用動(dòng)力組件。
值得注意的是，此次《意見》還明確要求，培育2-3家有全球影響力的生態(tài)型企業(yè)和一批專精特新中小企業(yè)，打造2-3個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚區(qū)，孕育開拓一批新業(yè)務(wù)、新模式、新業(yè)態(tài)。而且要求聚焦3C、汽車等制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域，提升人形機(jī)器人工具操作與任務(wù)執(zhí)行能力，打造人形機(jī)器人示范產(chǎn)線和工廠，在典型制造場景實(shí)現(xiàn)深度應(yīng)用。
國內(nèi)廠商加速商業(yè)化
人形機(jī)器人賽道自去年起便被特斯拉引爆。在去年10月，特斯拉人形機(jī)器人Optimus首次亮相，不過當(dāng)時(shí)Optimus需要攙扶，同時(shí)無法正常工作。但市場普遍將其視為人形機(jī)器人商業(yè)化起點(diǎn)。
一年來，Optimus進(jìn)化迅速。在今年3月，視頻中顯示人形機(jī)器人Optimus可實(shí)現(xiàn)直立行走，且能實(shí)現(xiàn)裝配任務(wù)，手指關(guān)節(jié)可抓取電動(dòng)工具、螺絲等。而在5月，Optimus已經(jīng)可在車間靈活行走、抓取物體，并展示了電機(jī)扭矩控制技術(shù)（不打碎雞蛋）。
就在9月24日，Optimus通過視頻展示了自主分類物品、單腳保持平衡等能力。特斯拉稱，Optimus的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練是“完全端到端的”——即可實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)輸入，控制信號(hào)輸出，無需預(yù)設(shè)代碼。
浙商證券在一份研報(bào)中預(yù)計(jì)，特斯拉第一批機(jī)器人會(huì)率先用于超級(jí)工廠，主要場景為替代工廠的部分人工。該機(jī)構(gòu)認(rèn)為，中短期內(nèi)商業(yè)場景的支付意愿、能力高于個(gè)人場景，將率先應(yīng)用人形機(jī)器人；長期而言，在需求數(shù)量上，個(gè)人場景有明顯優(yōu)勢(shì)，且有更大的增長潛力，市場空間廣闊。
從國內(nèi)看來，不少廠商的人形機(jī)器人近期紛紛亮相。在10月24日，小鵬發(fā)布首款人形機(jī)器人PX5。該機(jī)器人在無人攙扶的情況下走上前臺(tái)并揮手，完成首秀。視頻顯示，小鵬人形機(jī)器人已可實(shí)現(xiàn)越障行走、踢足球、平衡車、倒水、抽紙巾、拿物品等動(dòng)作。
而同一天，科大訊飛也在其1024開發(fā)者節(jié)上發(fā)布了其人形機(jī)器人。早在去年1月，科大訊飛便啟動(dòng)了“訊飛超腦2030計(jì)劃”，而這也是科大訊飛進(jìn)軍機(jī)器人領(lǐng)域第一個(gè)長線計(jì)劃。按照這一計(jì)劃，到2025-2030年實(shí)現(xiàn)懂知識(shí)、會(huì)學(xué)習(xí)、能進(jìn)化的陪伴機(jī)器人、自主學(xué)習(xí)的虛擬人，讓擁有機(jī)器人擁有交互、動(dòng)作，推動(dòng)機(jī)器人進(jìn)入家庭。
據(jù)悉，科大訊飛下一步將以人形機(jī)器人為牽引，來推動(dòng)‘視覺-語言-動(dòng)作’多模態(tài)具身大模型，能夠更好的助力機(jī)器人腦力升級(jí)。
實(shí)際上，當(dāng)前人形機(jī)器人的確迎來“東風(fēng)”。廣發(fā)證券一份研報(bào)指出，2023年是人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的破曉時(shí)刻，當(dāng)前時(shí)點(diǎn)剛好是各項(xiàng)技術(shù)大突破的交匯點(diǎn)，無論是精密控制零部件方案的迭代升級(jí)，還是GPT大模型的不斷進(jìn)步，都讓人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的“破曉時(shí)刻”更近了一步。
刺激零部件加速國產(chǎn)化
從產(chǎn)業(yè)鏈看來，關(guān)鍵環(huán)節(jié)目前仍依賴于國外廠商，但部分環(huán)節(jié)正在實(shí)施超越。以特斯拉Optimus為例，其核心部件包括空心杯電機(jī)、無框力矩電機(jī)、減速器、絲杠、力傳感器等。
浙商證券研報(bào)分析，目前行星滾柱絲杠價(jià)值量占比約19%，目前產(chǎn)能主要集中于歐洲、 美國等，國內(nèi)企業(yè)起步較晚，規(guī)模較小，海外進(jìn)口依賴度高；而空心杯電機(jī)價(jià)值量占比約 8%，目前行業(yè)龍頭為瑞士Maxon、德國Fauhalber等，批量制造難度大，國內(nèi)廠商技術(shù)提升空間大。
而減速器價(jià)值量占比約13%，目前減速器行業(yè)日系廠商占主導(dǎo)，國內(nèi)廠商關(guān)鍵技術(shù)已攻克，在工藝經(jīng)驗(yàn)積累方面仍有提升空間。
以減速器為例，減速器是原動(dòng)件與工作機(jī)之間的減速傳動(dòng)裝置，精密減速器回程間隙小、精度較高、使用壽命長，更加可靠穩(wěn)定，應(yīng)用于機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等高端領(lǐng)域。在人形機(jī)器人身上，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)將應(yīng)用諧波減速器，手部或精度要求低的部分身體旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)等或?qū)?yīng)用行星減速器。
中航證券分析，國內(nèi)諧波減速器頭部廠商綠的諧波市占率從2020年的21%提升至2021年的24.7%；此外，而包括來福諧波、福德機(jī)器人、同川精密、國茂股份等廠商正加速布局諧波減速器產(chǎn)能。
根據(jù)國際機(jī)器人協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，2021年到2030年，全球人形機(jī)器人市場規(guī)模年復(fù)合增長率將高達(dá)71%，2030年將達(dá)千億元規(guī)模。千億市場驅(qū)動(dòng)下，國內(nèi)傳感器、精密減速器、滾珠絲杠及空心杯電機(jī)國產(chǎn)化率也將提升。
