原创企业进化论2024年11月11日09:22江苏
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文|苏雷
编辑|豆子
核心观点
人形机器人：颠覆未来的新势力
同时，全球已经有140家人形机器人本体厂商，中国有70家，超过了一半，这显示出中国在人形机器人产业链基础方面的优势。
投资价值凸显，机遇与挑战并存
人形机器人在各领域的应用前景广阔，带来了丰富的投资机会。
在工业自动化领域，人形机器人可以替代人工执行危险或重复性高的任务，为企业节省成本并提高生产效率。在服务领域，如餐饮、酒店、养老、医院等，人形机器人可以替代或辅助人类员工完成一些重复性和劳动密集型的任务。
然而，人形机器人的发展也面临着技术难题等挑战。例如，人形机器人发展的一个主要痛点是其运动能力与实际使用的应用场景匹配度不够，这主要受限于算法复杂度和数据规模。此外，人形机器人的成本较高，也是制约其大规模应用的一个因素。
引领未来生活，重塑产业格局
人形机器人将对未来生活方式产生重大改变，重塑产业格局。随着全球人口老龄化的加剧，护理和陪伴服务的需求日益增长，人形机器人可以在老年人护理、医疗辅助和日常陪伴等方面发挥重要作用。
在产业格局方面，人形机器人产业链是一个复杂的系统，涉及多个环节，从上游的研发设计到下游的销售服务，每个环节都对行业的整体发展至关重要。随着市场的成熟，行业内的整合与合作将成为趋势，企业之间的战略合作可以加速技术的研发和市场的拓展，形成更强的竞争力。
市场态势剖析
2.1宏观环境与人形机器人市场
2.1.1全球经济趋势对人形机器人需求的影响
全球经济增长动态对人形机器人需求有着显著影响。在发达国家，随着劳动力成本的不断上升和人口老龄化问题的加剧，对人形机器人的需求日益增长。例如，在日本，由于人口老龄化严重，劳动力短缺，人形机器人在医疗护理、家庭服务等领域的需求不断增加。而在发展中国家，随着工业化进程的加速，对人形机器人在工业制造领域的需求也在逐渐上升。
2.1.2政策支持与人形机器人产业发展
各国政府政策对人形机器人产业的推动作用不可忽视。工信部《人形机器人创新发展指导意见》为我国人形机器人产业的发展指明了方向，明确了战略部署，从关键技术突破到场景应用拓展，再到产业生态营造，全方位支持人形机器人产业的创新发展。
例如，2023年11月以来，我国人形机器人创新体系逐步建立，整机产品向国际先进水平迈进，实现批量生产的目标越来越近。
2.2行业现状与发展趋势
2.2.1人形机器人市场规模与增长态势
目前，人形机器人市场规模呈现出快速增长的态势。据统计，2024年中国人形机器人市场规模预计将达到27.6亿元。
随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，未来增长趋势十分可观。预测数据表明，到2029年，人形机器人市场规模有望达到750亿元，而到2035年，这一数字可能会增长到3000亿元。
这一增长趋势主要得益于人工智能、高端制造、新材料等先进技术的不断融合，使人形机器人的性能不断提升，成本不断降低，从而推动了市场需求的增长。
2.2.2应用领域拓展与人形机器人市场潜力
人形机器人在多个领域都有着广泛的应用前景。
在军事领域，人形机器人可以执行危险任务，如排爆、侦察等，减少士兵的伤亡。
在航天领域，人形机器人可以进行太空探索和维修任务。
2.3市场竞争格局
2.2.1国内外企业竞争态势
2.2.2技术创新与竞争优势
企业在人形机器人技术创新方面的竞争优势主要体现在高算力芯片、精密减速器等核心零部件的研发上。高算力芯片是人形机器人实现智能化的关键，能够提高机器人的运算速度和处理能力。
精密减速器则是人形机器人机械系统中的关键组件，对机器人的运动性能起着决定性作用。目前全球精密减速器市场主要被日本企业所主导，但近年来，国产精密减速器的市场占有率正在逐步提升。
技术创新与难题
3.1最新研究成果
3.1.1超轻量级人形机器人“贡嘎一号”
“贡嘎一号”的创新之处不仅在于其出色的性能指标，还在于其拥有真正的人形机器人“最强大脑”。这款机器人具备理解、推理和执行能力，能够快速理解任务意图，自主观察环境，推理任务流程，并准确完成任务。这得益于成都人形机器人创新中心在人形机器人“大脑”核心技术方面的持续攻关和突破。
同时，“贡嘎一号”是成都人形机器人创新中心具备完全自主知识产权的产品，整机零部件有60%来自成都本地产业链企业，为成都人形机器人产业的发展奠定了坚实基础。并且，“贡嘎一号”在高校院所实验室、概念验证中心、教育养老、应急安全等行业具有广泛的应用前景。
3.1.2零次方科技人形机器人研发成果
零次方科技在人形机器人研发方面取得了显著成果。其技术路径主要是基于人类视频数据学习。通过三维人体运动姿态感知模型，提取人类关键关节的运动数据并重映射到机器人身上，降低了算法的学习成本。
同时，利用4D高斯溅射技术对机器人所观测信息进行重建，获得基于扩散模型的机器人动作生成策略，驱动机器人自主完成任务，使其具备直接向人类学习的能力。
零次方科技四个月共完成了两款人形机器人的研发工作。
3.2技术难题与挑战
3.2.1三大技术难点
首先，通用大模型比较厉害，但在机器人垂直领域如何打通感知、思考、执行，完善垂直领域小模型或垂直领域的模型，还有待进一步探索。
其次，人形机器人垂直领域如何实现感知、思考、执行一体化也是一个挑战。
最后，人形机器人需要将大模型与垂直领域的需求相结合，以更好地满足不同场景的应用。
3.2.2关键技术挑战与解决方案
人形机器人面临着动力能源管理、机械设计运动控制等多方面的挑战。
在动力和能源管理方面，人形机器人通常需要大量的能量来驱动各种电动关节和传感器，如何实现高效的能源管理是一个重要挑战。解决方案可以是研发更高效的电池技术，提高电池的能量密度和续航能力。同时，可以探索利用外部能源，如太阳能等，为机器人提供持续的能源供应。
在机械设计和运动控制方面，人形机器人需要具备复杂的机械结构和精确的运动控制能力，以模仿人类的运动和动作。这涉及到解决动力学、运动学和控制理论等复杂问题。可以采用先进的运动规划算法和机械结构设计，借鉴生物运动模式，提高机器人的运动表现和稳定性。
在感知与感知处理方面，人形机器人需要能够感知周围环境和自身状态，处理各种传感器数据来做出适当的决策和行为。可以采用深度学习等先进的人工智能算法，结合多种传感器技术，增强机器人对环境信息的感知能力。
在智能决策与规划方面，人形机器人需要具备智能的决策和规划能力，能够在不同的环境中做出正确的选择和行为。可以使用强化学习等智能算法，通过不断学习和实践，提升机器人的决策能力。同时，构建有效的环境模型，用于分析和预测环境变化，优化机器人的决策过程。
在人机交互与安全性方面，人形机器人通常是为了与人类进行交互和合作而设计的，需要确保安全性和用户体验。可以通过加强安全设计，如设置多重安全保护机制，确保机器人在与人类交互时的安全性。同时，提高机器人对人类语言和行为的理解能力，实现更加自然和友好的人机交互。
未来前景展望
4.1应用场景拓展
4.1.1工业领域的人机协同
例如，在与一汽-大众的合作中，人形机器人WalkerS在青岛的国家级智能制造示范工厂开展汽车制造过程中的螺栓拧紧、零件安装、零件转运等工作。
目前实际训练情况来看，人形机器人在汽车工厂的效率约为人的20%，但预计未来1至2年内，通过不断调优，这个数字有望提升接近100%。而且机器人可以24小时不间断工作，意味着综合效率将超过人。
未来3至5年，人形机器人和人类协同工作的场景将越来越多，可以把劳动者从危险繁重恶劣的作业环境中解放出来。
4.1.2服务领域的具身智能
具身智能机器人“天工”在服务领域展现出巨大的发展潜力。
“天工”能够与观众对话交流，通过语音接收并响应指令，将指定物体抓取并置于指定位置。这背后是具身智能平台训练的视觉语言大模型，确保了对不同场景任务的理解能力。
所谓“具身智能”，可简单理解为“具有身体的智能体”，它将更好实现数字世界和物理世界的交互。
未来生活场景中，人形机器人将扮演更多角色融入人的生活，既有亲合力，又能为人类提供帮助和服务。例如，在情感交互方面，通过观察面部动作表情，“天工”能够实现精确地识别人类情感与情绪，进行更深层次的智能交互。
4.2技术发展趋势
4.2.1核心零部件突破
中国科学院院士乔红指出，人形机器人专属部组件与材料高爆发电机、高算力芯片、精密减速器、高精度传感器、长续航电池等核心零部件，将构筑起更加稳定、高性能的人形机器人硬件系统。
4.2.2多模态大模型应用
人形机器人多模态大模型将通过融合语音、图像、文本、传感信号、3D点云等多模态信息，为人形机器人的认知和决策规划提供更强的多模态理解、生成和关联能力，提升在复杂场景任务中的泛化能力。
例如，“天工”通过具身智能平台“开物”训练的视觉语言大模型，实现意图识别、任务分发以及多模态的场景理解能力，并结合机器人操作能力实现语音输入和动作输出。未来，随着技术的不断进步，人形机器人多模态大模型将更加成熟，为机器人在各个领域的应用提供更强大的支持。
风险与挑战
5.1技术风险
人形机器人技术研发充满不确定性。
例如，在行走稳定性方面，尽管已有一定进展，但要实现如人类般自然流畅的行走，还需攻克动力学、运动学等复杂问题。高精度传感器技术的突破也面临困难，传感器的精度和可靠性直接影响机器人对周围环境的感知能力，但目前传感器在复杂环境下的准确性和稳定性仍有待提高。
5.2市场风险
人形机器人市场竞争激烈，多家企业纷纷布局，市场风险不容忽视。
一方面，市场需求存在不确定性。目前人形机器人的市场需求尚未完全释放，消费者对其接受程度和购买意愿仍有较大波动。
例如，虽然人形机器人在工业领域有一定的应用前景，但企业对于大规模引入人形机器人仍持谨慎态度，担心成本过高、技术不成熟等问题。
另一方面，市场竞争加剧可能导致价格战，降低企业利润。随着越来越多的企业进入人形机器人领域，产品同质化现象可能加剧，企业需要不断提高产品质量、降低成本以争夺市场份额。
此外，市场准入门槛较高，新进入企业需要克服技术、资金、品牌等方面的困难，增加了市场风险。
5.3伦理与安全风险
人形机器人的道德伦理与安全性问题日益凸显。
首先，随着人形机器人与人类的关系日益紧密，如何确保这种关系在道德和伦理的范畴内发展成为亟待解决的问题。
例如，人形机器人在与人类交互过程中可能涉及隐私问题，其搭载的摄像头和麦克风等传感器可能会收集用户的个人信息，如果网络连接存在漏洞，可能导致用户的个人信息被泄露。
其次，人形机器人的安全隐患也不容忽视。
物理安全方面，人形机器人如果在操作或设计上存在问题，可能会伤害人类用户或损坏周围环境，如手部抓力过大可能造成意外伤害，脚步设计不合理可能导致地板破损。
网络安全方面，人形机器人可能会被黑客攻击并远程操控，执行恶意操作，对用户和其他系统造成威胁。
例如，工信部可以牵头制定人形机器人的安全标准和伦理准则，明确机器人的权利和义务，规范其行为。同时，企业也应加强自律，在研发过程中充分考虑伦理和安全因素，确保产品的安全性和可靠性。
投资策略建议
6.1产业链投资机会
人形机器人产业链涵盖多个环节，每个环节都蕴含着不同的投资机会。
上游核心零部件：
精密减速器：目前全球精密减速器市场主要被日本企业所主导，但国产精密减速器的市场占有率正在逐步提升。
高精度传感器：高精度传感器是人形机器人感知周围环境的重要部件。传感器的精度和可靠性直接影响机器人对周围环境的感知能力。随着技术的不断进步，高精度传感器的性能将不断提升，成本也将逐渐降低。
在人形机器人产业链中，高精度传感器的投资机会主要在于其广泛的应用前景和不断增长的市场需求。例如，在工业领域，人形机器人需要高精度传感器来实现精准操作；在服务领域，人形机器人需要传感器来感知用户的需求和环境变化。
中游整机制造：
执行器配套厂商：执行器配套厂商为人形机器人提供机电执行器和域控制器等关键部件。
下游应用开发：
例如，在工业领域，人形机器人可以替代人工执行危险或重复性高的任务，为企业节省成本并提高生产效率。在服务领域，人形机器人可以提供陪伴、专业护理及个性化服务。随着应用场景的不断拓展，人形机器人的市场需求也将不断增长。
例如，一些软件开发企业正在研发基于人工智能的人形机器人操作系统，以提高机器人的智能化水平和用户体验。
6.2企业评估与选择
投资人形机器人企业需要综合考虑多个因素，以下是一些评估标准：
技术创新能力：
研发投入：企业的研发投入是衡量其技术创新能力的重要指标。研发投入高的企业通常具有较强的技术创新能力和竞争力。例如，一些人形机器人企业每年的研发投入占营业收入的比例较高，这些企业在技术创新方面具有较大的优势。
专利数量：企业的专利数量也是衡量其技术创新能力的重要指标。专利数量多的企业通常具有较强的技术创新能力和竞争力。例如，一些人形机器人企业拥有大量的发明专利和实用新型专利，这些企业在技术创新方面具有较大的优势。
技术团队：企业的技术团队是其技术创新能力的核心。技术团队的实力和经验直接影响企业的技术创新能力和竞争力。例如，一些人形机器人企业拥有一支由博士、硕士等高学历人才组成的技术团队，这些企业在技术创新方面具有较大的优势。
市场份额：
市场占有率：企业的市场占有率是衡量其市场竞争力的重要指标。市场占有率高的企业通常具有较强的市场竞争力和盈利能力。例如，一些人形机器人企业在国内外市场上的占有率较高，这些企业在市场竞争中具有较大的优势。
客户群体：企业的客户群体也是衡量其市场竞争力的重要指标。客户群体广泛的企业通常具有较强的市场竞争力和盈利能力。例如，一些人形机器人企业的客户群体涵盖了工业、服务、军事、航天等多个领域，这些企业在市场竞争中具有较大的优势。
6.3长期投资与风险控制
人形机器人投资具有长期视角，同时也需要注意风险控制。
长期投资：
风险控制：
多元化投资：投资者可以通过多元化投资来降低风险。人形机器人产业链涵盖多个环节，投资者可以选择投资不同环节的企业，以分散风险。例如，投资者可以同时投资核心零部件、整机制造和应用开发等领域的企业，以降低单一企业的风险。