【原创】我国具身机器人发展方向

2025-01-20 10:56

  从核心零部件到人形机器人本体,国内涌现出了一批新锐企业,整体公司的规模不大,但深耕专属领域,拥有一项或多项技术构建的知识产权,在国内技术当中处于绝对领跑地位,并有望成为未来“独角兽”企业,具有颠覆传统业态,重塑产业价值的能力。

  比如伟景智能是国内立体智能视觉的领跑者,公司拥有3D立体智能相机整体解决方案,自主研发了基于“立体视觉+自然学习(Natural Learning®)”的双目智能视觉技术,具备可认知、可学习、累积性、叠加性等特性。再比如,乐聚机器人成立于2016年3月24日,专注于机器人核心控制技术研究、掌握了从机器人整体结构设计、核心部件制造到人工智能算法研发的一系列先进技术。

  从地域角度看,四川有人形机器人全产业链的配套,产业的主要承载地为成都和绵阳,一个是新技术企业聚集地,一个是重装之城。成都表示,到2026年,聚集100家产业链上下游企业,全产业链规模突破600亿元。

  杭州将以“最优本体+最强大脑”为重点,加快构建人形机器人整机研发、设计、制造、应用的一体化创新体系和全产业链生态,到2029年,产业规模实现跨越式增长,全产业链生态体系和产业集群基本成型。

  资本市场对人形机器人产业链的投资主要集中在核心零部件(如伺服驱动系统、减速器和传感器)的研发,以及具体场景应用的落地上,中国企业通过对伺服驱动和传感器的国产化替代,有望降低整机成本,提升市场竞争力。人形机器人产业链初步形成,正在持续优化发展,实现突破。

  人形机器人产业持续繁荣的关键在于全产业链的协同创新,在软件层面,人形机器人的智能化与自主性主要依赖于AI大模型、3D视觉技术,以及操作系统、控制算法等一系列关键技术。

  在硬件层面,人形机器人的性能受到材料科学、电机技术、传感器等关键组件进步的深刻影响。高性能钕铁硼永磁材料的应用,显著提升了驱动电机的效能与节能性,为人形机器人的动力系统带来了革命性的变革;PEEK(聚醚醚酮)等轻质高强度材料的使用,有效减轻了机器人的重量,进一步增强了其灵活性与运动表现。此外,减速器、传感器、丝杠、空心杯电机等核心零部件的研发也取得了显著进展。

  人形机器人产业外溢效益明显,与多产业相互促进,人形机器人量产将带动相关零部件需求。为了配合实现降价目标,人形机器人厂商们正寻求增加国产化器件替代率。

  人形机器人量产将促进技术成熟和上游核心零部件发展,特别是减速器、 电机、传感器、丝杆等高价值部件,当前的人形机器人普遍采用锂电池技术,但续航能力有限,难以满足长时间高强度工作的需求。新型电池技术或能量回收机制的研发,将成为提升机器人运行效率的重要方向。

  人形机器人产业链正处于从概念"0"向商业化落地"1"的加速推进阶段,核心零部件国产化,是重点,目前人形机器人零部件领域,内资品牌起步晚且市场份额仍较小,未来有望迎来市场规模加速增长叠加市场份额持续提升的双重驱动。

  从我国工业机器人的发展可看到这一趋势,与10年前相比,现在进入机器人行业的门槛明显降低,采购零部件就能组装一台机器人,零部件成本降低推动机器人成本下降,2024年中国工业机器人市场中,国产占比超过50%,其中协作机器人的国产占比超过90%,把进口的外资品牌全卷出去了。

  人形机器人本质上由多个“芯片器官”组成。人形机器人需要6-8种不同类型的芯片,包括中央控制、运动、视觉、语音、传感器和通信处理芯片,以完成全身调度、环境感知和与人类交流。


  我国芯片制造在西方打压下正在负重前行,这一产业的进步,也将为人形机器人发展提供坚实的基础,在人形机器人的硬件成本中,电机的减速器、传感器等关键部件占比较大,硬件技术的改进使得关键部件的成本有所下降。

  人形机器人产业目前成熟的发展模式还没有“跑”出来,因为其中涉及的技术栈、软硬件类型、产品形态、商业模式有诸多的差异化,尚处于“百家争鸣”阶段。随着市场需求的增长与技术的迭代,人形机器人产业将形成更加协同的产业链网络,促进原材料供应商、部件制造商、整机组装商之间的深度合作。

  结语:人形机器人正加速融入人类社会,改变我们的生产和生活方式,未来几年,这一领域将迎来更大规模的技术突破和市场增长,成为驱动全球经济和产业变革的重要力量。


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