這個春節,人形機器人火出圈了。
宇樹機器人上台扭秧歌,手絹轉出殘影,令人捧腹大笑。
同時,人形機器人再度成爲熱議話題,更多人開始關注并好奇:
這條賽道有哪些玩家?做出了怎樣的成績?
人形機器人,将會彙集成怎樣規模的市場,未來走向何方?
金融機構摩根士丹利最新發布的《The Humanoid 100: Mapping the Humanoid Robot Value Chain》(人形機器人 100:繪制人形機器人價值鏈圖譜)報告,就對行業深度解析,并羅列了全球人形機器人百強股票名單。
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這份名單裏,有不少你熟悉的名字。
我們不妨來一起看看。
報告由摩根士丹利聯合全球分析師團隊研究得出,名單中的公司,按照人形機器人的構造,被劃分爲三大類:
" 大腦 "(半導體 / 軟件)供應商
" 身體 "(工業組件)供應商
" 集成商 "(整機制造)
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據大摩統計,其中有52%的公司,已公開報道參與人形機器人産業鏈;而其餘 48% 的公司,大摩認爲,最終也很可能也參與。
在已确定參與的公司中,亞洲玩家占據 73%,中國公司占 56%;還有 77% 的集成商來自亞洲,以及 45% 來自中國。
專利申請數量上,中國也是遙遙領先。
過去 5 年中,中國以5688 項人形機器人專利申請數,牢牢占據第一寶座,遠遠超過排在後面的美國(1483 項)和日本(1195 項)。
下面,我們就按照這三大類别逐一了解。
在機器人實現 " 類人自主 "(包括訓練和推理)的過程中,根據開發内容,可以分爲軟件類和半導體類。
先看軟件 /AI 模型公司,可具體細分爲三個方向:
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基礎模型類公司:爲機器人實現 " 自主 " 構建至關重要的Gen-AI 模型。
他們主要通過大量真實和模拟數據進行廣泛訓練,允許機器人理解自然語言,學習和模仿人類動作,并能感知周遭動态環境。
數據科學與分析類負責開發軟件,對機器人開發人員和用戶而言,這種軟件可以獲取、分析在邊緣設備上采集到的大量傳感器數據。
模拟對于訓練機器人模型至關重要,可以讓機器人在部署之前,了解周圍環境和用例。
相應的模拟和視覺軟件類公司,主要開發用于機器人 / 人形機器人訓練的數字孿生,或視覺數據捕獲技術。
這三類公司的入選名單如下:
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另一大類就是半導體公司,同樣分爲三種:
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視覺半導體和計算半導體公司,主要生産機器人 " 大腦 " 的核心半導體,幫助機器人能夠學習、感知、與周圍環境互動。
視覺半導體安裝在機器人身上,以便能夠看清東西;而計算半導體可能會在機器人身上,用于實時 AI 處理,也可能會放在數據中心,用于訓練基礎模型或構建模拟。
第三種公司,則主要生産所有必需的内存(DRAM、NAND 等)。
入選名單如下:
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還有一部分公司,涉及半導體的設計和實際制造:
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" 身體 " 類公司,爲人形機器人提供行走、電力分配、傳感或結構的組建。
按照不同 " 身體部位 ",可以把這些公司的産品分爲 6 類:
執行器、傳感器、電池、模拟半導體、本體&布線&熱管理、多元化自動化。
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執行器,是将電能轉換爲線性或旋轉運動的機械裝置,其中的組件,我們會在後面講到。
人形機器人所需的電池,通常是圓柱形锂離子電池組成的電池組,放在機器人身體内部。
傳感器,對于人形機器人感知環境、收集數據不可或缺,類型主要包括攝像頭與視覺傳感器、雷達與激光雷達、檢測磁場傳感器,以及力與扭矩傳感器。
還有模拟半導體,和傳感器協同工作,用來調節溫度、速度、位置、電力分配等,很多傳感器在技術層面也屬于一種模拟半導體。
部分公司則負責生産本體&布線&熱管理組件,相當于掌管機器人的結構、供電分配和冷卻。
最後,還有一類公司比較全面,可以提供大多數必要組件,例如鴻海精密工業 / 富士康,西門子等。
由于這一部分涉及的公司數量較多,我們隻列出其中的中國公司。
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集成商,是指目前正在制造全人形機器人的公司,或者由于具備制造其他機器人、自動化平台方面能力,有合理的潛力去制造全人形機器人的公司。
大摩表示,這些公司大多規模較大,并且擁有内部機器人業務;而較爲 " 年輕 " 的人形機器人初創公司,目前大多還是私營企業。
按照不同的行業,這些公司可以分爲 5 類:
初創人形機器人公司
傳統機器人:傳統機器人公司,是除初創公司外,最靠近人形機器人的一類玩家,在當前浪潮下,進軍新領域也是順水推舟。
汽車行業:由于工程和制造存在可複用部分,目前有多家車企正在開發人形機器人。
消費電子:和車企類似,這些公司在規模制造、制造能力方面有豐富經驗,并能利用内部人才,爲機器人開發電子架構,因此制造(或可能制造)機器人。
電子商務和互聯網:同樣存在技術重疊,還可以有内部用例來降低長期成本。
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綜合來看,入選百強的中國企業,在35 家左右,占比超過了三成。
了解這些公司之後,我們回到人形機器人本身,來更深層次揭秘機器人的内部構造。
人形機器人和傳統機器人最大的不同,就是被 AI 賦予了像人一樣的 " 思考和行動 "。
一個真正的人形機器人,是由AI 芯片和軟件——即操作系統、執行器、以及結構部件等關鍵部件構成。
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先說說操作系統——人形機器人最有價值的部分。
它由AI+ 運動控制系統組成,支撐起機器人的 " 智商 ",包含多模态感知、邏輯思維和運動控制三部分。
AI 芯片感知輸入信息後,會經過邏輯思維生成指令,由運動控制系統接收,進而控制關節執行命令,同時向 AI 芯片進行實時反饋。
随着 AI 算法的改進,操作系統還會逐漸增強以下功能:
可擴展性:現有 OEM 廠商集成的操作系統,大多是爲某個系統或型号專門設計,改進的 AI 算法将不斷增強通用性,向下遊的不同應用中滲透。
精度:AI 算法可以通過實時監控、自主學習、任務優化,以及無監督模拟和測試,有效幫助機器人提高運動控制精度。
穩定性:當 AI 算法與多種高精度傳感器集成時,可以處理大量的多維數據,提供更精細的數據分析,并通過早期識别異常,找出潛在故障,幫助操作系統提高穩定性。
接下來,就是組成人形機器人身體的硬件。
人形機器人的" 大腦 ",或者說中央計算機,是一個系統級芯片(SoC),在驅動機器人時,用于處理所有硬件的輸入 / 輸出。
拿特斯拉的機器人舉例,擎天柱采用的是特斯拉 FSD 軟硬件。
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而人形機器人的身體,主要是由執行器和支撐系統組成。
完成動作的核心——執行器,相當于人類的關節和肌肉,主要有線性或旋轉兩類。
機器人想要實現的自由度越高,需要的執行器就越多,目前正在開發的人形機器人,通常能夠實現16~60 個自由度。
執行器的組件,包含螺絲、減速器、發動機、傳感器、軸承和編碼器等,具體功能如下:
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有了 " 肌肉 ",還需要" 神經系統 "控制動作,驅動器就起到這樣的作用。
目前的驅動系統,主要有電動、液壓或氣動驅動三種,其中,電動驅動精度更高、反應更迅速,正逐漸成爲主流。
除此以外,人形機器人還需要 " 骨骼和皮囊 " 支撐,這就要用到結構性材料。
目前的結構性材料,主要是由輕質材料 PEEK(聚醚醚酮)制成,不但可以降低能耗,還具有耐熱、耐磨、耐輻射的特點。
爲了更好理解,我們選出幾家人形機器人的硬件進行比較。
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也許在人形機器人以前,很少有人把"AI"和" 機器人 ",這兩個看似不相關的話題聯系在一起。
但回顧曆史,兩個看似毫無關聯的領域相結合,似乎總能産生令科技圈巨震的威力。
比如邁克爾 · 法拉第,通過磁鐵與閉合通電線圈的實驗,把電和磁聯系在一起。
比如阿爾伯特 · 愛因斯,發現了物理物質屬性與光之間,存在着從未想象過的聯系:e=mc^2。
也比如現在,大語言模型和生成式 AI的發展,讓智能體開始向與物理世界交互發展,具身智能的概念,蒙塵半個多世紀再度被提起,現在正以人形機器人作爲核心載體,爲機器人賦予 " 生機 "。
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機器人界的ChatGPT 時刻降臨——或許現在該叫做DeepSeek 時刻。
OpenAI、軟銀、亞馬遜、英偉達和微軟……全球巨頭都在争先恐後投資,爲具身智能押注。
這種盛況,同樣在中國上演。
援引報告數據,中國的人形機器人公司,2024 年累計獲得74 筆融資,而今年第 1 個月就完成了 10 次交易。
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随着融資支持加碼,中國人形機器人的市場規模也水漲船高,根據大摩的中國仿生人市場預測模型預計:
2030 年,中國市場規模将達到120 億人民币,銷量達到 150 萬台。
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到 2035 年和 2050 年,市場規模預計将分别達到 2160 億元和 60000 億元,銷量爲 740 萬台和 5900 萬台。
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最後,對于報告中 35 家公司上榜的中國上市公司,按照當前市值進行大緻梳理:
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當然,中國人形機器人的希望,也不僅僅是在這些上市公司手中,還有衆多初創公司正在蓄勢待發。
根據量子位智庫《中國具身智能創投報告》統計:
超 20 家人形機器人初創公司,獲得了紅杉中國、美團、百度、北汽等衆多行業大佬支持。
截至 2024 年 7 月,已披露的數據中,智元機器人最新融資 10 億元,估值約 70 億元;銀河通用最新融資 7 億元,估值約 15 億元……
我們總說,一個時代有一個時代的汽車,或許将來有一天,這句話也會用在人形機器人身上。