人形机器人开启新时代,产业链最全梳理

人形机器人开启新时代,产业链最全梳理

01 事件驱动+逻辑梳理

特斯拉2022年人工智能日活动将推迟到930日举行,届时将会推出“擎天柱”原型机。科技狂人马斯克的赛道不会错。上一个是新能源汽车,特斯拉发布人形人工智能(AI机器人,市场体量可以匹配新能源汽车。

全球市场疫情后劳动力短缺和无接触生产成为普遍现象,另外未来人口老龄化确实会越来越明显,欧洲日本美国工控和机器人需求大增,出现向核心部件厂锁单迹象。尤其是美国2201机器人增速超过40%,十年未遇,国内受疫情影响,中游本体企业零部件库存低位随着疫情政策转变全面复工复产,下游拉产能和回补库存,中游重负载机器人需求大增。

根据麦肯锡报告预测,到2030年全球约4亿人的岗位将被自动化机器人替代,若按擎天柱(0ptimus)单体价格30万元计算,长期来看,全球人形机器人市场空间可达120万亿级别,是一个崭新且空前庞大的蓝海市场。

02 什么是人形机器人

对于人形机器人,大家的普遍认知是像人一样的这种形态的机器人,在学术界,一般叫做仿人机器人,可以分为大仿人机器人和小仿人机器人。大仿人机器人一般指成人大小的仿人机器人,一般一米多高。在仿人机器人里,一般意义上将双足行走的机器人叫仿人机器人。小仿人机器人,一般是桌面式的,比如仿人智能机器人(NAO)和阿尔法机器人属于小仿人机器人。

我们主要针对双足式机器人展开器技术特点分析。双足机器人与桌面式的小仿人机器人在技术层面有比较大的差异,桌面式的小仿人机器人,基本只能是原地的运动控制,以及一些交互能力。

大仿人机器人,涉及到更多的控制、规划、机电一体化技术、全方位的AI感知技术,移动能力和工作范围,移动不仅仅指工作范围,也包含手能触达的区域大小和物理世界的交互及人的交互都有天翻地覆的变化,不是简单地买来零部件就可以组装成仿人机器人。

从远景来看,人形机器人产品业务的场景需求还是非常大的,核心代替的是现在在做的与人相关的业务需求。个人角度欣赏特斯拉人形机器人的研发,任何一个产业,其实都需要特别有号召力的企业的带领吸引大家的关注。案例:科大讯飞作为中国AI龙头做了很多在语音识别、智能语音助手的投入,但行业真正做起来是苹果语音识别借口(Siri)的出现,推动整个产业的快速迭代。特斯拉bot的出现必然会推动仿真机器人的发展,但在整个技术链路上没有看到特斯拉人形机器人比现在机器人有代差的进步,即使人形机器人表现出了一定的运动能力,与现在机器人产品也并不是代差的区别,但需要它推动整个产业的发展。

从应用前景来看,我们认为在短期内不一定能代替人在工业场景做一些工作,因为它技术发展还受限于AI技术。如果AI技术的感知能力达不到这个程度,就像现在的无人驾驶,它在结构化的道路上对人、对车辆进行感知,通过感知反馈到控制的系统里来,进行新的规划和控制,仿真机器人的场景其实更加复杂。

人形机器人的场景不是单一的,且经常出现跨越式的变化。在使用初期,应用场景首先会出现在单一的场景,但这种场景可能又会有一个新的挑战、新的质疑:这种场景并不一定是仿真机器人去做的工作。

仿真机器人的核心是实现跨领域、跨任务,往往单一场景都可以设计新的机械结构或单一化的机器人来更有效地处理单一场景。仿真机器人的核心优势并不是单一场景,目前在复合场景下受限于现在的机器结构、AI技术的进步。马斯克目标是在今年推出原型机,未来两三年来实现量产、商业化产品落地。从目前的技术来说,基本可以实现这个目标。

马斯克特斯拉的电动汽车并不是技术上的创新,而是系统集成方面的创新。它的电机技术相比前几年的电动车电机技术没有明显提升,唯一核心带来代差的提升是无人驾驶系统,利用产业链的整合实现了低成本化、实现了真正的协同。特斯拉的电动汽车是系统集成的创新,技术的创新在于辅助驾驶系统,是AI技术加传感器技术的融合。

从未来机器人发展来看,技术难度不是产业发展的痛点。这个产业应该是具有巨大的市场空间的,目前已经有很多的需求端。短期来看,需求并不是在商业服务,可能在科技展示、科研用途、高端商务替代等高端市场。整个产业链并没有像大家想象的那样能形成一个像汽车一样完整的产业链。现在产业链相对来说比较薄弱,现在比较看好的是高端市场。高端市场像当年的电动汽车一样有很多问题,但是一样会受到很多高端人士的青睐,会进入这个市场。

特斯拉的机器人产品能够形成生产的规模,特斯拉作为行业的先入者,但是能非常好地依托于汽车的工业体系,很多控制方法在技术层面上来讲还是相通的,能实现新的突破。

从行业来看,特别看好原型机器人在发展过程中,所衍生出来的不同的新的机器人的形态或者新的技术转化出来的产品。这些产品在不同领域能形成不同的机器人解决方案,比如目前的四足机器人,可以应用在测绘、巡检、教育陪伴等场景或作为宠物。

仿真机器人可以往大做,也可往小做,也可以往特殊的复杂方面去做,也可以把仿人机器人变得多样化,这都是机器人产业的发展趋势。把仿人服务机器人做一些形态和场景的变化,以此来拓展新的服务场景,这是我们期待和看好的。但我们也必须看到现在的AI技术、机器人技术、机电技术,并没去充分发挥仿人机器人跨领域、多任务、多场景的适应能力。仿真机器人核心优势是它有非常好的环境适应能力。现在整个技术限制了仿人机器人的环境适应能力,即使这种情况下,其环境适应能力也比其他机器人要强。

当下这个行业面临的技术挑战,挑战并不在于机器人技术本身,更多在于整个工业的水平,AI、芯片、传感器水平。

03 人形机器人的产业链

机器人核心技术壁垒和价值环节主要聚焦核心零部件减速器、伺服系统和控制器,其中减速器在机器人中成本占比最高达30%,其次是伺服系统(20%) 和控制器(10%) 机器人整机净利率相对低,需优选下游高景气标的,如埃斯顿

工业机器人的产业链包括:

1、上游核心零部件生产

2、中游本体制造/系统集成

3、下游系统应用集成

人形机器人三大基本要素:

1、执行器何服系统、减速器、驱动单元等(数量较多

2、控制器工控系统、Al系统等

3、传感器本体感受传感器、触觉+视觉境音传感器、机器视觉等(数量较多)

人形机器人开启新时代,产业链最全梳理

04 相关产业链股票

减速器产能有限、扩产困难、现有受益

1、巨轮智能(RV减連器+控制系统)

2、绿的谐波(谐波减逸器)

3、中大力德(RV、行屋)

4、汉宇集团(谐波减逸器)

5、吴志机电(欧洲瑞诺、谐波)

6、上海机电(纳博、RV)

7、x双环传动(RV) 秦川机床(RV) 国茂股份等

伺服系统/电机、控制系统:

1、江苏雷利、鸣志电器恒帅股份、雷赛智能、科力尔、兆威机电、克来机电、科尔摩根、纳诺达克、日系的多摩川等

2、禾川科技

3、信捷电气、新北洋、弘讯科技、英威腾、维宏股份、汇川技术、华中数控、微光股份、卧龙电驱、峰绍科技、柏楚电子等

热管理:

1、三花智控、盾安环境、银轮股份等

机器视觉、3D传感:

1、凌云光(机器视觉中国龙头)奥普特(机器视觉零部件国产龙头)矩子科技、天准科技、大恒科技、华兴源创、炬光科技、海康威视、大华股份、神思电子、佰奥智能、哈工智能、英飞拓、新北洋、泰禾智能等

2、联创电子等

3、奥比中光:3D传感平台型公司建议关注国内3D传感领军企业

人工智能:

1科大讯飞、汉王科技、云从科技、拓尔思

自本体制造、系统集成:

1埃斯顿(焊接、光伏、锂电领域机器人龙头)

2迈赫股份(汽车智能制造装备系统)

3、江苏北人、机器人、派斯林、 新时达

4、克莱机电、奥联电子、埃夫特、拓斯达、科大智能、博实股份、亚威股份、蓝英装备、爱仕达等等

特斯拉供应链:

1、三花智控(据说拿到特斯拉机器人结构件、热管理甚至是总包的订单)

2、拓普集团(据说拿到特斯拉机器人结构件订单)

3、安洁科技(实锤配套参与特斯拉机器人)

4、联创电子、世运电路、水晶光电、韦尔股份等

自传感器、芯片:

1、汉威科技、 柯力传感、苏奥传感等

2、芯片受益公司为瑞芯微、长光华芯、韦尔股份、格科微、思特威等

自原材料类:

1、钕铁硼:中科三环、金力永磁,正海磁材、宁波韵升、大地熊、安泰科技、中钢天源等

2、轻量化材料(碳纤维、铝、镁等) : 3M金博股份、天宜上佳等

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