数据为王,人形机器人将进入2.0时代

2025-01-25

出品 | 妙投APP


作者 | 董必政


头图 | AI绘图


人形机器人,越来越热。


除英伟达、华为等科技公司相继进入外,金融市场也青睐这一新兴跑道。


人形机器人一旦大量生产,机器人制造商及其供应商的业绩和实际价值将大大提高,资本也将获得高额利润。


同时,a股资本也在炒作人形机器人成交量大带来的增长预期。以柯力传感和绿色谐波为代表的机器人概念股疯狂上涨。自2024年9月18日以来,柯力传感和绿色谐波分别上涨了220%和140%。


然而,落地场景、成本一直是业界最关注的阶段,也是影响机器人大规模生产和大规模生产的关键因素。


令人意想不到的是,人类机器人的价格这么快就被打下来了。


不久前,宇树发布了一个99,000元的人形机器人。最近,众擎又发布了一个88,000元的人形机器人。


要知道,两年前,人类机器人的价格仍然是百万。


如今的人形机器人,怎么会这么便宜?透过成本,人形机器人行业和供应链仍在发生怎样的变化?


它决定了人形机器人下一步的投资趋势将如何改变。


双足时代一、九、九万元。


88,000元,99,000元的人形机器人相当于车辆的“简单配置”,并不意味着成本确实如此。


在机器人的结构和配置上,小型轻量化人形机器人不到10万元的身高一般不到1.4米,比如:宇树Unitree G1身高1.27m、众擎PM01身高1.38m。


在整机硬件成本中,关节(即自由度)占成本的一半以上。小型轻量化人形机器人的关节自由度约为24个,而同一个1.7m人形机器人的自由度约为32个甚至更多。


具体来说,考虑到压缩成本,BOM表中不会出现灵巧手、六维力传感器、行星滚丝杠等昂贵部件。此外,在减速器的选择上,制造商选择相对便宜的行星减速器,而不是谐波减速器。


根据ITES对宇树UnitreeG1的供应链和成本进行估算,整机成本接近90,000元。在这些零件中,机器人零件不包括六维力传感器、行星滚丝丝杠、灵巧手等。


零部件 数量 价格 总价
行星减速器 23 350 8050
无框力矩电动机 23 500 11500
驱动器 23 300 6900
制动器 23 100 2300
双编码器 23 250 5750
标准化的视觉传感器 1 2000 2000
激光雷达 1 3000 3000
IMU 1 1500 1500
机器人外壳 1 15000 15000
通讯模块 1 5000 5000
排热模块 1 3000 3000
供电模块 1 3000 3000
驱控模块 1 15000 15000
合计

87000

(资料来源:深圳ITES工业展)


FSD芯片及套件、六维力矩传感器、行星滚柱丝杠、谐波减速器、无框电机在特斯拉Optimus总价18.86万元的BOM中排名前五,分别占整机价值的22.86%。、16.73%、14.85%、8.54%、7.85%。



通过数据对比,我们可以发现轻量化机器人不使用昂贵的六维扭矩传感器、行星滚丝杠、灵巧手(空心杯电机)等零部件,这是价格可以达到10万元以内的主要原因。


配备这些零件,满足人形机器人对运动精度的更高要求,从而实现更精细的操作。例如,当六维扭矩传感器安装在手腕上时,机器人可以感知手与物体接触时的力和扭矩,从而实现精细的手部操作。


小巧轻便的人形机器人仍然处于双足时代,重视下肢的运动能力和稳定性,能够行走、展示,不能像人一样完成工作,更倾向于科研、教学等应用场景。


要知道,很多高校每年都会组织学生参加机器人比赛。其中,模仿双足NAO机器人起源于2006年(身高58厘米,自由度25个),早在2007年就应用于RoboCup机器人比赛的子项目。如今,小型轻量级的人形机器人只比NAO大。


而且,机器人制造商推出小型轻量化机器人,更像是一种价格营销策略,为企业开拓市场知名度。


第二,数据为王和肢体进化。


人形机器人的真正成本降低在于大规模量产和技术突破的进展,这与机器人的技术特点和行业发展前景密切相关。


根据工业和信息化部发布的《人形机器人创新发展指导意见》,到2025年,人形机器人创新体系初步建立,“大脑、小脑、肢体”等一批核心技术取得突破,确保核心部件安全有效地供应。


1.数据为王


当前机器人“大脑”与“小脑”的发展不平衡,大脑智商迅速提高,而小脑的灵巧操作技巧仍处于起步阶段。


机器人“大脑”的主要功能是环境理解、智能交互和认知推理,主要依靠机器视觉和大语言模型的发展。AI模型可以成为机器人大脑。


机器人“小脑”负责控制核心运动,包括控制平衡、姿势和姿势。在大脑的策略下,小脑可以实现机器人运动的执行和反馈,保证机器人能够稳定行走、跑步和跳跃。


机器人“小脑”是当前主要技术瓶颈。主要限制因素是精细动作执行和多场景泛化控制的数据采集不足。相比之下,大脑(AI模型)没有数据匮乏的问题。


简单地说,大脑(AI大模型)处理虚拟数据,小脑处理现实世界的物理数据。


物理学数据的收集、训练难度,也意味着机器人接下来的商业落地场景将何去何从。


国家智能创新中心(国家创新平台)品牌公关负责人魏嘉星表示,未来2-3年,人形机器人有望率先落地工业制造、特殊工种等场景。这些场景的一个特点是相对结构化,任务相对简单,对人形机器人的考验会更小。


现在看来,特斯拉,优必选,FigureAI、小米、小鹏等厂家已率先进入汽车厂收集物理数据,实践,占据领先优势。


获取数据者,先量产。


另外,马斯克计划特斯拉将在2025年生产数千台Optimus人形机器人。2026年产量将增加10倍,5万到10万台,2027年将增加到50万台。


可以预见,特斯拉机器人最新的量产计划为行业注入了强心剂,供应链迎来了发展机遇,人形机器人的成本将进一步降低。


同时,在金融市场意识到量产计划后,a股人形机器人供应链厂商、绿色谐波、三花智能控制、鸣志电器等。纷纷上涨。


2.肢体进化


除了小脑的练习,四肢的进化也会根据情况进化,从而提高运动能力和控制力。目前有些关节还没有完全完善,价格昂贵,这也是技术攻克的方向,有一定的降本空间。


目前人形机器人“练腿”比较常见,其下肢运动能力和稳定性基本可以面对各种环境。例如,天工机器人将于2025年上半年在北京参加半程马拉松。



另外,从国内各种人形机器人的炫技视频来看,很多机器人展示的姿势比较多,缺乏手部动作的展示,或者没有配备手的人形机器人。


一双灵活的手,是人形机器人处理各种工作,未来进入千家万户的必要条件。


但是,从操作复杂性的角度来看,灵巧的手比足难。一旦灵巧的手能像双脚一样完美大规模生产,就会有一定的降本空间。


具体智能发展报告(2024)由北京人形机器人创新中心和信通院联合发布,通过增加关节自由度和传感器配置,灵巧手的进步相对缓慢,目前更加注重提高操作灵活性。


当前,自由是判断灵巧手性能的最重要标准,代表着精细化的操作技巧。


灵巧的手需要超过20个自由度才能完全投射到人类的动作中。特斯拉机器人手有22个自由度,可以牢牢抓住迎面抛出的网球,放下。


但是,灵巧手的自由度越高,操作越精确,就意味着传感器、驱动手指的电动机越多,生产成本也越高。


根据华西证券的统计,由于其复杂的结构和高性能部件,特斯拉22只灵巧手的成本超过10万元(其中电机传感器占灵巧手的55%-70%)。


而且国产产品的成本可以控制在3~5万元。例如:灵心巧手公司的灵巧手(Linker Hand Pro版)有20个自由度,价格为4.99万元。


目前,雷赛智能、兆威机电、越疆科技等更多厂商正式进入灵巧手跑道。整个供应链也会越来越完善。中国商业产业研究院预测,2030年全球机器人灵巧手市场规模有望超过30亿美元。


从即将大规模生产的特斯拉机器人来看,灵巧的手是标准的,也会随之增加成交量。因此,我们认为灵巧手等零件的迭代方向也会备受关注。


三、总结


目前,主流人形机器人仍处于双脚时代。由于应用场景中物理数据的不足,机器人对物理世界的理解较浅,仍然无法完美适应物理工作场景,这是决定机器人商业化的主要因素。


获取数据者,先量产,人形机器人将进入物理数据为王的2.0时代。机器人制造商的大规模生产进展和业绩也将开始分化。例如,特斯拉、优必选等制造商进入汽车制造商收集数据并进行实践。他们的人形机器人有望率先着陆并增加体积,他们的实际价值也会增加。


除落地场景外,成本也是影响机器人大规模生产的关键因素。灵巧手等偏贵部件,将成为下一阶段硬件攻关的方向。一旦进入特斯拉的供应链,兆威机电、鸣志电器、雷赛智能等正在切入灵巧手这条赛道,其业绩有了很大的提升。另外,金融市场通常会对新技术的突破给予更高的估值。通过这种方式,灵巧手公司将在资本市场上迎来“戴维斯双击”。


伴随着2.0时代的到来,人形机器人也将撕掉展示标签,融入真实的物理世界。



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