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产业链洞察㊳|人形机器人产业发展路径研究

全球人形机器人产业经历了从概念提出、原型制作到商业化应用的演变过程。随着人形机器人技术的不断进步和应用场景不断扩展,整机厂商也呈现出多样化的发展模式。我们根据企业规模、研发投入、资金实力和目标市场等要素,将其总结为以五大厂商为代表的五种发展模式,为广州发展人形机器人整机提供有益借鉴。



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01 波士顿动力:

高成本高灵活性 弱场景应用


波士顿动力(Boston Dynamic)成立于1992年,成立之初专注于为美国军方开发针对实战应用的机器人技术。

2005年,波士顿动力与美国国防高等研究计划署合作推出了四足机器人Big Dog。该机器人采用液压伺服系统,奔跑速度达到6.5 km/h,可在废墟、泥地、雪地、水中等多种复杂环境下作业,是当时全球最先进的四足机器人之一。2013年,波士顿动力发布人形机器人Atlas,采用液压伺服驱动,可以完成各种爆发力强的动作,包括跨越平衡木、后空翻、单腿跳跃高度达到40cm等复杂动作。


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波士顿动力Atlas:会跑酷的机器人 

图源:波士顿动力相关视频


但是,相比于纯电动系统,液压-电动混合系统的制造难度大、精度要求高、维护和运营成本高,产品售价高达200万美金,导致缺乏落地应用场景,未有效满足用户降本需求。

波士顿动力曾三次易手,从2014年估值30亿美元到2021年被韩国现代集团以8.8亿美元价格收购其80%股份,估值不断走低。2024年4月,波士顿动力公司宣布人形机器人Atlas退役,未能量产。


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波士顿动力开发的典型机器人产品特征与造价情况

图源:自绘



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02 傅利叶:

细分垂直场景 快速迭代


傅利叶智能成立于2015年,初期聚焦于外骨骼机器人研发,目前已经形成包括上肢、下肢、运动与平衡以及物理因子治疗产品矩阵,随着人机交互、机械结构、控制、驱动等技术储备逐渐充足,傅利叶智能于2019年开始向人形机器人转型,并在其外骨骼机器人技术上,进一步研发人形机器人需要的执行器、多维力传感器、控制器和控制算法。

傅利叶智能于2023年7月发布其自研的通用人形机器人GR-1,具备快速行走、敏捷避障、稳健上下坡、抗冲击干扰等运动功能,结合认知智能,能与人协同完成基本的作业动作,目前已在工业、康复、居家、科研等多个场景具备一定的应用潜力。


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傅利叶人形机器人发展路径图

图源:自绘



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03 特斯拉:

移植汽车供应链 大幅降低成本


人形机器人的核心运维结构与新能源汽车类似,都需要具备感知系统(摄像头、传感器)、决策系统(AI、芯片、算法)、动力系统(电池)、执行系统(电机、减速器)等。因此,特斯拉研制的人形机器人Optimus所使用的关键零部件(传感器、电机、减速器等)直接迁移自旗下电动车供应链,传动部件直接使用特斯拉电动车的零部件,电池热管理系统的设计参考了特斯拉汽车动力电池系统,机器人的“大脑”所使用的芯片与汽车搭载的是同一款。

目前,Optimus整体机身采购成本为4.2万美元,低于当前约60万元的行业普遍成本,未来成本将控制在2万美金/台。


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人形机器人与新能源汽车产业链高度关联

图源:自绘



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04 智元机器人:

“政产学研用投”协同 加速企业孵化


智元机器人成立于2023年3月,8月便发布第一代通用具身智能机器人-远征A1,借助资本、新型研发平台、高校等多元力量实现快速孵化。

通过政府产业引导基金、上下游企业、专业投资机构等获取大量研发资金。智元机器人2023年一年完成6轮融资,吸引了临港新片区基金、中科创星、蓝驰创投、高瓴创投、鼎晖投资等国资背景基金,比亚迪、上汽等下游潜在应用厂商以及三花控股等机器人上游部件厂商投资,合计融资金额超过6亿元。


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智元机器人投融资事件

图源:IT桔子


通过新型研发平台、高校获得技术扶持。由上海交通大学、闵行区政府、临港集团、商汤科技共同投资发起的上海人工智能研究院,派出首席科学家、上海交大机器人研究所博导闫维新及其团队,负责人形机器人的“身体”,为智元机器人提供整体设计和技术攻关支持,协助其加速研发进程;智元公司首席架构师彭志辉则负责人形机器人的“大脑”,该合作模式大幅缩短了“远征A1”研发落地的时间。


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智元机器人技术合作模式

图源:自绘


与国企深化合作,获得园区建设与应用场景支撑。2023年8月,智元机器人与上海临港集团签署了《战略合作协议》,一方面,临港集团提供园区落地支撑,帮助智元机器人研发中心、测试基地、生产制造基地先后落地临港集团园区,并打造上海人形机器人领域第一座量产工厂。另一方面,临港集团提供应用场景支撑,旗下多家子公司与智元机器人达成采购机器人产品的意向协议,开放汽车制造、3C制造以及物流等应用场景,临港集团产业投资促进中心和智元机器人分别与上海机场集团大数据中心、中国电信上海公司工业和服务业大客户部签署了三方战略合作备忘录,共同探索人形机器人服务机场创新合作和智慧工厂(5G+AI+机器人)的发展方向。通过临港在园区建设、场景应用两大方面的支持,加速了智元人形机器人产品成熟和规模商用,使其能在实际应用场景中取得突破性成果。



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05 优必选:

技术多领域落地 反哺研发


优必选科技成立于2012年3月,是国内最早做人形机器人的商业团队之一,也是中国首家推出商业化双足真人尺寸人形机器人的公司。

早在2016年,优必选便开始研发第一代人形机器人原型机,从人形机器人运动控制做起,先后研发了五代人形机器人产品,2023年12月优必选上市,成为“人形机器人第一股”。 


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优必选人形机器人发展路径图

图源:自绘


优必选将已有技术在不同领域落地,通过商业化反哺研发投入。以人形机器人全栈技术为主干,生长出人工智能教育、智慧物流、智慧康养等行业的机器人产品及解决方案,在部分行业实现大规模商业化,反哺研发的同时,用户反馈也将加速算法模型的发展,沉淀的核心技术还能复用至消费端产品,实现技术和商业化的相互促进。
人工智能教育是优必选选择的第一个领域。从2016年开始,优必选依托在人形机器人领域积累的运动控制和人工智能技术,推出了多款教育机器人,应用于课程教学、编程竞赛、科研活动等场景。
2020年,优必选进入物流领域,为客户提供无人工厂、无人仓、无人配送三大智慧物流解决方案。

2022年,优必选进入智慧康养行业,发布智能康养机器人及解决方案。此外,优必选还推出扫地机器人产品,融合了优必选雷达、激光检测及地毯检测、自主导航等核心技术,以拓展产品市场。


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优必选技术落地商业场景

图源:自绘


以智能制造为切入点,积极开展人形机器人应用测试,逐步扩展应用场景。优必选科技选择了先工业应用,后家庭应用的发展路径。

智能制造是通用性高、可控性强的应用场景,优必选以智能制造作为产品切入点,推出面向工业场景的人形机器人Walker S,并进入蔚来第二先进制造基地总装车间进行实地测试,实现全球首例人形机器人在汽车工厂流水线与人类协作完成汽车装配及质量检查作业。此外,优必选已和数十家国内头部新能源汽车企业接触,推进人形机器人需求对接。



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对广州发展人形机器人整机的启示


波士顿动力代表了高成本高灵活性的发展模式,但因高昂成本和高维护需求,缺乏广泛商业应用场景实际无法带动产业规模化;

傅利叶智能则体现了细分垂直场景快速迭代来适应和优化特定需求模式,其产品场景多、资本青睐性强,有利于企业快速成长;

特斯拉利用现有产业链进行成本优化,以达到规模化生产和降低成本的目的;

智元机器人体现了“政产学研用投”协同合作模式下,对企业孵化培育的引导与加速作用;

优必选以技术多领域落地反哺研发,同时找准“智能制造”这一关键应用赛道扩展应用场景。

因此,对于广州发展人形机器人整机,要优先选择低成本和应用场景广泛的企业,强调技术迁移和快速迭代

在硬件和算法层面,可基于成熟技术进行二次开发,整合利用广州现有的汽车产业链、电子制造和自动化产业链,降低人形机器人的生产成本,加快产品迭代速度,使其价格较竞品具备一定竞争力;同时,要强调识别并开发适合人形机器人的本地应用场景,如高端制造、医疗、服务业等,支持人形机器人企业与下游应用企业合作以拓展研究成果商业化场景,实现机器人技术的实际应用和推广。



供稿|未来城市实验室

技术审核|总工程师办公室

文图编辑|办公室



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原文始发于微信公众号(广州市规划院):产业链洞察㊳|人形机器人产业发展路径研究

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