國產(chǎn)人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

人形機器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進(jìn)技術(shù)，有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品，將深刻變革人類生產(chǎn)生活方式，重塑全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。2023年11月02日工信部印發(fā)《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》為我國人形機器人發(fā)展指明方向。意見指出，到2025年，人形機器人創(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。整機產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平，并實現(xiàn)批量生產(chǎn)。到2027年，人形機器人技術(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，構(gòu)建具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，綜合實力達(dá)到世界先進(jìn)水平。

人形機器人的研制開始于20世紀(jì)60年代末，至今全球人形機器人發(fā)展可簡要概括為以下三個階段：

1）在腿部功能上以實現(xiàn)簡單行走為目的、在手部功能上以外觀仿形并實現(xiàn)簡單運動為目的的早期探索階段（1970s-2000 年），彼時的人形機器人模型粗獷，但初具人類軀干與肢體形態(tài)，側(cè)重實現(xiàn)行走功能和手部簡單運動，尚未具備交互能力且智能化水平較低，例如本田于上世紀(jì) 90 年代研發(fā)的自主行走機器人P2；

2）具備初級感知功能的智能化起步階段（2001-2015年），進(jìn)入二十一世紀(jì)，隨著感知系統(tǒng)及交互系統(tǒng)等技術(shù)進(jìn)步，人形機器人在該階段可實現(xiàn)與外界環(huán)境有限的互動，并且運動自由度提升，能實現(xiàn)行走以外的其他簡單行動操作，例如本田由 P系列所迭代出的 ASIMO 系列中的“All-new ASIMO”機器人；

3）搭載人工智能、機器學(xué)習(xí)和計算機視覺系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)的智能化進(jìn)階階段（2016年至今），以上技術(shù)大幅提升了人形機器人的認(rèn)知及感知能力，使其表現(xiàn)出對外界環(huán)境更靈活、敏捷的適應(yīng)性和通識理解能力，例如特斯拉2022年發(fā)布的Optimus機器人。

圖|人形機器人的三個關(guān)鍵發(fā)展階段

來源：華寶證券研究所

2021年及之后，隨著全球備受矚目的概念人形機器人產(chǎn)品逐步出現(xiàn)，包括特斯拉 Optimus、Engineering Arts的Ameca、Agility Robotics的Digit 等。國內(nèi)多家企業(yè)開始布局人形機器人行業(yè)，智元、傅里葉、達(dá)闥、宇樹、小米、小鵬等均發(fā)布人形機器人產(chǎn)品，商業(yè)化進(jìn)程有望加速。同時車企（如比亞迪、理想汽車）對人形機器人應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)注度也在逐步提升，人形機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模將有望提升。

表|人形機器人市場空間測算

來源：華創(chuàng)證券研究所

人工智能的快速發(fā)展解決了機器人不智能、沒場景兩個核心難點，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的布局有利于快速降本，從而為人形機器人的普及奠定基礎(chǔ)，據(jù)華創(chuàng)證券預(yù)測2030年人形機器人平均售價從45.9萬降低至16.2萬，降幅達(dá)到65%；銷量達(dá)到216萬臺，總市場規(guī)模3506億元。

表|國產(chǎn)人形發(fā)布時間及應(yīng)用場景

來源：與非研究院整理

本文旨在對國內(nèi)人形機器人產(chǎn)業(yè)內(nèi)公司、產(chǎn)品和技術(shù)做綜合梳理，以便大家了解國內(nèi)人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。在以后的文章中，將會對人形機器人上下游產(chǎn)業(yè)鏈，各個環(huán)節(jié)的技術(shù)和價值量做詳細(xì)的梳理和拆解。

一、優(yōu)必選

1.1、公司簡介

優(yōu)必選科技成立于2012年3月，是人形機器人的領(lǐng)導(dǎo)者和智能服務(wù)機器人的領(lǐng)航企業(yè)。目前，優(yōu)必選是全球極少數(shù)能完成小扭矩到大扭矩（扭矩從0.2Nm到200Nm）伺服驅(qū)動器批量生產(chǎn)的公司之一，人形機器人Walker是中國首個商業(yè)化的大型人形機器人。截至2022年12月31日，公司全棧式技術(shù)申請專利超過3100項，擁有授權(quán)專利超過1600項，其中發(fā)明專利占比近50%。

截止2023年6月30日，優(yōu)必選已服務(wù)全球50多個國家和地區(qū)，擁有900多家企業(yè)客戶，并已售出超76萬臺機器人，在全球人形機器人尚處于技術(shù)探索和發(fā)展的早期階段，率先實現(xiàn)人形機器人商業(yè)化。2020~2022年，優(yōu)必選營業(yè)收入分別為7.4億元、8.17億元、10.08億元，年均增長率達(dá)16.7%，2022年相較于上一年同比增長23.4%。2022年，人形機器人業(yè)務(wù)貢獻(xiàn)了5184萬元的收入，占公司總體收入額5.1%。過去三年，優(yōu)必選總研發(fā)投入近16億元，平均研發(fā)開支占總收入的56.5%。

優(yōu)必選科技是全球極少數(shù)具備人形機器人全棧式技術(shù)能力的公司，包括行業(yè)領(lǐng)先的機器人技術(shù)(機器人運動規(guī)劃和控制技術(shù)、伺服驅(qū)動器)、人工智能技術(shù)(計算機視覺和語音交互)、機器人與人工智能融合技術(shù)(SLAM及自主技術(shù)、視覺伺服操作和人機交互)，以及機器人操作系統(tǒng)應(yīng)用框架(ROSA)。

圖|優(yōu)必選人形機器人核心技術(shù)

來源：優(yōu)必選招股書

1.2、人形機器人產(chǎn)品介紹

表| 優(yōu)必選產(chǎn)品迭代

來源：優(yōu)必選官網(wǎng)、與非研究院整理

1.3、技術(shù)參數(shù)

圖|優(yōu)必選Walker及主要參數(shù)

來源：優(yōu)必選官網(wǎng)

優(yōu)必選采用36自由度設(shè)計，主要集中于腿部12、臂14、手8、頸部2。驅(qū)動單元主要是無框力矩電機，配備精密諧波減速器用做電機減速和力的輸出，運動控制靠驅(qū)動控制器和雙編碼器。處理器采用Inter i7和i5處理器。

圖|仿真平臺系統(tǒng)架構(gòu)

來源：優(yōu)必選官網(wǎng)

Walker機器人硬件平臺主要有機械臂、靈巧手、雷達(dá)、力控、IMU慣性測量單元和相機。底層由伺服電機驅(qū)動，實現(xiàn)位置、速度和力的控制，并配置力傳感器驅(qū)動等。

1.4、成本占比

表| 人形機器人成本構(gòu)成

來源：優(yōu)必選招股書

?Walker機器人主要成本是六維力傳感器，單價超過15000元，其他環(huán)境光傳感器單價較低約為0.4元。編譯器（包括軟件和硬件）單價在1100-1700元，需要定制規(guī)格。集成電路：CPU價格超過50元，電源管理IC如LDO、DC-DC轉(zhuǎn)換器單價通常低于5元。電容器單價在0.002-3元，印制電路板在0.5-350元，電位器在1.3-2.5元。

1.5、發(fā)展規(guī)劃

優(yōu)必選人形機器人已與多家新能源汽車頭部企業(yè)合作，在制造業(yè)場景中的規(guī)劃分為三個階段。

第一階段（2023年-2024年），以新能源汽車制造場景作為人形機器人在工業(yè)場景的切入點，實現(xiàn)人形機器人在搬運、涂料等工業(yè)場景中的測試。

第二階段（2025年-2027年），優(yōu)必選人形機器人將逐步拓展至中等難度任務(wù)，重點打造3-5個專用場景下的應(yīng)用，逐漸實現(xiàn)規(guī)模商業(yè)化，橫向拓展至消費電子制造業(yè)等其它行業(yè)及應(yīng)用場景。

第三階段（2028年-2033年），優(yōu)必選人形機器人將進(jìn)一步拓展到較為復(fù)雜的任務(wù)場景，具備超過10+種技能，成為多任務(wù)通用型工業(yè)人形機器人。

二、傅利葉智能

2.1、公司簡介

傅利葉智能成立于2015年，是通用機器人領(lǐng)域平臺企業(yè)，深耕智能機器人技術(shù)，總部位于上海張江。傅利葉智能聚焦研發(fā)通用機器人底層技術(shù)，自建全棧式研發(fā)能力，為各類應(yīng)用領(lǐng)域提供技術(shù)開放平臺。自主研發(fā)的通用人形機器人在國內(nèi)率先實現(xiàn)商業(yè)化落地。

目前，機器人技術(shù)已落地醫(yī)療康復(fù)場景并實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，為全球超過40個國家和地區(qū)的2000多家客戶提供高性能康復(fù)機器人、智能康復(fù)產(chǎn)品及綜合性解決方案，一站式賦能醫(yī)療康養(yǎng)機構(gòu)，從零構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化康復(fù)服務(wù)能力，推動康復(fù)醫(yī)療服務(wù)轉(zhuǎn)型升級。

2.2、人形機器人產(chǎn)品介紹

7月6日，傅利葉智能在2023世界人工智能大會發(fā)布第一款通用人形機器人GR-1，身高1.65米，體重55公斤，全身自由度達(dá)44個，最大關(guān)節(jié)模組峰值扭矩300?！っ?，步行速度為5公里/小時，能負(fù)重50公斤。

傅利葉智能GR-1具有敏捷避障能力，能夠在不平整、有坡度的地形上行走，抗外界沖擊干擾。GR-1之所以具備這種能力，是因為它有一個發(fā)達(dá)的“小腦”——在AI算法的支撐下，能完成MPC（模型預(yù)測控制）運動。

圖| GR-1

來源：傅里葉智能官網(wǎng)

將人工智能技術(shù)與機器人實體相結(jié)合，讓“大腦”有了可支配、可感知、可交互、可行動的“身體”。GR-1采用了高度可擴展的設(shè)計，可實現(xiàn)更多的AI模型與算法驗證，在工業(yè)、康復(fù)、居家、科研等多應(yīng)用場景潛能巨大。

圖| GR-1運動能力

來源：傅里葉智能官網(wǎng)

GR-1能夠直立行走，敏捷避障，上下坡，應(yīng)對沖擊干擾。該機器人已小批量生產(chǎn)，技術(shù)攻關(guān)仍在繼續(xù)。23 年 9 月開啟預(yù)售，計劃未來 1-2 年量產(chǎn)交付。

三、達(dá)闥機器人

3.1、公司簡介

達(dá)闥成立于2015年，是智能機器人領(lǐng)域的獨角獸頭部企業(yè)，全球領(lǐng)先的云端機器人創(chuàng)造者、制造商和運營商。公司圍繞“機器人服務(wù)于人、達(dá)闥服務(wù)機器人”的戰(zhàn)略使命和“云端智能，連接未來”的美好愿景，旨在通過持續(xù)引領(lǐng)云端機器人前沿技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，讓云端機器人走進(jìn)千家萬戶，幫助人類完成4D（如枯燥、骯臟、危險、甚至困難的）工作，讓人類盡享更美好的生活。

3.2、核心技術(shù)

圖|領(lǐng)先的核心技術(shù)

來源：達(dá)闥官網(wǎng)

達(dá)闥具有行業(yè)領(lǐng)先的云端機器人全棧技術(shù)解決方案，創(chuàng)新性地提出 “云端機器人”（“云腦+安全網(wǎng)+機器人”）架構(gòu)并成功實現(xiàn)云端機器人的商業(yè)化。云端大腦通過人工增強、多模態(tài)融合AI和數(shù)字孿生（即 “機器人元宇宙”——海元世界）等先進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)機器人智能的自我學(xué)習(xí)、不斷進(jìn)化與成長。各種類型的服務(wù)機器人通過移動內(nèi)聯(lián)網(wǎng)（MCS）和標(biāo)準(zhǔn)化機器人控制器（RCU）安全連接到云端大腦，并被其賦能，獲得智能語音，智能圖像，智能行動等能力。此外，達(dá)闥開創(chuàng)性的研發(fā)了集通信、計算、傳感于一體的機器人智能柔性關(guān)節(jié)SCA，解決了機器人硬件在標(biāo)準(zhǔn)化、集成化及產(chǎn)業(yè)化方面的局限，降低了機器人準(zhǔn)入門檻、加速產(chǎn)業(yè)生態(tài)形成。截至2022年12月，達(dá)闥已經(jīng)擁有超1600+項專利申請，在云端機器人領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)全球第一。

3.3、人形機器人產(chǎn)品介紹

圖|Cloud Ginger XR1

來源：達(dá)闥官網(wǎng)

XR1通過5G/4G/WIFI網(wǎng)絡(luò)，以VBN安全鏈接的方式連接云端大腦HARIX。依托于云端大腦智能視覺、智能語音、智能運動等綜合AI能力，結(jié)合Cloud Ginger XR1全身擁有的四十多個世界領(lǐng)先的智能柔性關(guān)節(jié)（SCA），形成端側(cè)的多模態(tài)融合智能交互能力?？蓪崿F(xiàn)精準(zhǔn)運動、視覺抓取、安全感知周邊環(huán)境，多種方式人機交互等功能。Cloud Ginger XR1作為5G時代的殺手級產(chǎn)品，可以為各類客戶提供迎賓導(dǎo)覽、直播帶貨、康養(yǎng)陪護(hù)、教育科研、清潔打掃、賣場促銷等應(yīng)用服務(wù)。

表| 核心系統(tǒng)分析

來源：達(dá)闥官網(wǎng)、與非研究院整理

圖| 智能柔性關(guān)節(jié)

來源：達(dá)闥官網(wǎng)

公司自研的智能柔性關(guān)節(jié)技術(shù)，融合電機、驅(qū)動、編碼器與減速器高端融合。34個智能柔性關(guān)節(jié)遍布頸、肩、肘、腕、手、腰、膝、底盤，能歌善舞、智能抓取、自主行走、自動避障、自動平衡。多層立體感知多個2D/3D相機、激光雷達(dá)、超聲傳感、IMU、力傳感、麥陣等。

Cloud Ginger XR1目前還是采用人形輪底的結(jié)構(gòu)設(shè)計，預(yù)計未來會發(fā)布人形腿部結(jié)構(gòu)。23年展出機器人小紫 XR-4，擁有60+柔性關(guān)節(jié)，單腿峰值扭矩 600Nm，運動性能較強。

四、小米機器人

4.1、公司簡介

小米集團(tuán)成立于2010年4月，2018年7月9日在香港交易所主板掛牌上市，是一家以智能手機、智能硬件和IoT平臺為核心的消費電子及智能制造公司。

4.2、人形機器人產(chǎn)品介紹

CyberOne（鐵大）是小米于2022年8月11日發(fā)布的首款全尺寸人形仿生機器人。CyberOne搭載小米自主研發(fā)的Mi-Sense深度視覺模組，結(jié)合AI交互算法，使其不僅擁有完整的三維空間感知能力，更能夠?qū)崿F(xiàn)人物身份識別、手勢識別、表情識別。在與外界溝通交流方面，CyberOne搭載了自研MiAI環(huán)境語意識別引擎和MiAI語音情緒識別引擎，能夠?qū)崿F(xiàn)85種環(huán)境語音識別和6大類45種人類情緒識別。以上所有的能力均集成在CyberOne的大腦中，并通過機器人面部曲面OLED顯示模組，進(jìn)行交互信息實時顯示。

圖| CyberOne技術(shù)參數(shù)

來源：小米發(fā)布會

4.3、發(fā)展規(guī)劃

2023年世界機器人大會舉辦期間，小米透露正在積極推進(jìn)仿人機器人在自有制造系統(tǒng)中的分階段落地。具體而言，小米對機器人產(chǎn)業(yè)的布局，將會分為三步走：

第一步，短期內(nèi)，小米的仿人機器人將扎根某一個場景，實現(xiàn)多個功能做產(chǎn)品技術(shù)的驗證，進(jìn)行原型機的開發(fā)。

第二，到了中期，小米的仿人機器人將融入小米制造、智能制造多個場景來做產(chǎn)業(yè)驗證，進(jìn)行規(guī)?；尿炞C，實現(xiàn)仿人機器人在制造場景當(dāng)中的數(shù)據(jù)積累和模型迭代。

第三，長期來看，小米希望拓展機器人在3C和汽車制造場景之外更多場景中的應(yīng)用和價值實現(xiàn)，形成7:2:1的“黃金法則”。也就是說，在未來的智能制造體系中，70%的工作由自動化設(shè)備完成，20%由仿人機器人完成，剩下的10%由人類完成。

五、智元機器人

5.1、公司簡介

智元機器人(AGIBOT)成立于2023年2月，公司使命“以智能機器創(chuàng)造無限生產(chǎn)力”，是一家致力于以AI+機器人的融合創(chuàng)新，打造世界級領(lǐng)先的具身智能機器人產(chǎn)品及應(yīng)用生態(tài)的創(chuàng)新企業(yè)。創(chuàng)始團(tuán)隊包括“稚暉君"彭志輝在內(nèi)的多位業(yè)內(nèi)資深人士，背景綜合互補，具有深厚的核心技術(shù)背景、產(chǎn)業(yè)管理經(jīng)驗和產(chǎn)業(yè)資源。截止到目前智元機器人已經(jīng)完成了天使輪、A輪、A1輪、A1+輪等多輪融資。

5.2、人形機器人產(chǎn)品簡介

2023年8月18日，智元機器人在上海舉辦了一場盛大的發(fā)布會，隆重推出其最新研發(fā)的具身智能機器人遠(yuǎn)征A1。這一里程碑式的發(fā)布標(biāo)志著智元機器人在人工智能+機器人技術(shù)領(lǐng)域取得了一系列重要突破，彰顯了公司在技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)應(yīng)用探索方面的領(lǐng)先地位。

圖|智元遠(yuǎn)征A1參數(shù)

來源：智元發(fā)布會

智元第一代通用具身智能機器人“遠(yuǎn)征A1”在運動控制、具身智腦、靈巧手、關(guān)節(jié)電機等方面體現(xiàn)了業(yè)界領(lǐng)先的全棧創(chuàng)新能力。未來，在政策、資本、技術(shù)以及生態(tài)多維度的賦能下，智元機器人將圍繞本體結(jié)構(gòu)、智能算法、應(yīng)用范式、量產(chǎn)落地等關(guān)鍵領(lǐng)域，加速推動通用機器人的市場潛力釋放。

計劃24年商業(yè)化落地，先應(yīng)用于3C制造、汽車制造，并逐步走向家庭。

六、宇樹機器人

6.1、公司簡介

杭州宇樹科技是一家世界知名的機器人公司，專注于消費級、行業(yè)級高性能通用足式/人形機器人及靈巧機械臂的自主研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。曾受邀參加2021牛年央視春晚、2022冬奧會開幕式、2023 Super Bowl（美國春晚）賽前表演、2023杭州亞運會和亞殘運會等。配有 3D 激光雷達(dá)+深度相機，實時獲取高精度的空間數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全景掃描。

6.2、人形機器人產(chǎn)品簡介

圖|宇樹Unitree H1全尺寸通用人形機器人

來源：宇樹官網(wǎng)

圖|M107 PK 國際主流關(guān)節(jié)電機

來源：宇樹官網(wǎng)

為適配大負(fù)載、高密度、大功率的需要，宇樹為H1設(shè)計了大扭矩密度M107關(guān)節(jié)電機，應(yīng)用在H1的兩個膝關(guān)節(jié)上，峰值扭矩達(dá)到360N·m，而髖關(guān)節(jié)電機扭矩則為220N·m，踝關(guān)節(jié)為45N·m，手臂關(guān)節(jié)則為75N·m。在 M107 關(guān)節(jié)電機加持下，H1行走速度超1.5m/s，潛在運動性能超5m/s。H1在速度、力量、機動靈活性等方面具備全球近似規(guī)格最高動力性能，能夠在復(fù)雜地形和環(huán)境中自主行走和奔跑，是國內(nèi)第一臺能跑的通用人形機器人。

圖| Unitree H1參數(shù)

來源：宇樹官網(wǎng)

宇樹高度重視自主研發(fā)和科技創(chuàng)新，全自研電機、減速器、控制器、激光雷達(dá)等機器人關(guān)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(chǎn)業(yè)鏈，在足式機器人領(lǐng)域達(dá)到全球技術(shù)領(lǐng)先。目前累計申請國內(nèi)外專利180余項，授權(quán)專利150余項。

H1 目前可預(yù)訂采購，23Q4 左右發(fā)貨，商業(yè)化進(jìn)展領(lǐng)先。

總結(jié)

綜上，目前人形機器人在我國屬于初創(chuàng)早期，尚未能實現(xiàn)持續(xù)盈利。優(yōu)必選經(jīng)過3代技術(shù)迭代，在運動控制技術(shù)、仿真技術(shù)、商業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域相對領(lǐng)先。小米、傅里葉、達(dá)闥、宇樹、智元都只發(fā)布1代左右產(chǎn)品，性能和技術(shù)都不是很完善，量產(chǎn)和商業(yè)化都還有很長的路要走。

國內(nèi)企業(yè)更關(guān)注減速機、關(guān)節(jié)等機械零部件自研及開發(fā)。從數(shù)量上看，關(guān)節(jié)電機越多，自由度越高，機器人越靈活。從質(zhì)量上看，扭矩、功率密度和轉(zhuǎn)速等指標(biāo)影響機器人的性能，輸出扭矩越大，承載能力越強。在目前已發(fā)布的技術(shù)細(xì)節(jié)看，達(dá)闥和宇樹的關(guān)節(jié)電機性能處于國內(nèi)較高水平。

核心處理器如優(yōu)必選、宇樹等公布出的采用inter i7/i5技術(shù)為主，其他企業(yè)應(yīng)該也多采用外采；核心算法也都還處在不斷建立、完善和迭代過程當(dāng)中。

應(yīng)用場景，未來將優(yōu)先應(yīng)用于3C工廠制造，例如從事移動搬運、零部件裝配等工作，AI教育、科研等工作，再計劃逐步走近家庭，提供清潔整理、老人陪伴等領(lǐng)域。