人形機(jī)器人處于應(yīng)用推廣階段，電機(jī)是其重要組成部分
人形機(jī)器人是一種利用人工智能和機(jī)器人技術(shù)制造的具有類似人類外觀和行為的機(jī)器人。與一般機(jī)器人相比，人形機(jī)器人有著更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、傳感、驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，主要是為了與人工工具和環(huán)境進(jìn)行交互，從而輔助甚至替代人類的生產(chǎn)生活。目前，根據(jù)設(shè)計(jì)類型可分為腿足式、移動(dòng)式、全能型、表演型四類，其中腿足式是強(qiáng)調(diào)機(jī)器人的腿部運(yùn)動(dòng)能力，手部基本只用作平衡，如波士頓動(dòng)力的Atalas；移動(dòng)式主要采用輪式驅(qū)動(dòng)+協(xié)作機(jī)器人手臂+靈巧手方案，強(qiáng)調(diào)觸覺傳感器+靈巧手的操作功能，同時(shí)兼?zhèn)湟苿?dòng)能力；全能型是指具備雙足+雙臂+雙手+各類感知+人工智能的功能，以全面的軟硬件基礎(chǔ)，適應(yīng)開放環(huán)境中的多任務(wù)；表現(xiàn)型是指僅能完成既定環(huán)境下的基礎(chǔ)動(dòng)作。
隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進(jìn)，人形機(jī)器人得到快速發(fā)展。其發(fā)展歷程主要分成三個(gè)階段：首先是電機(jī)械階段，人形機(jī)器人此時(shí)僅能通過模仿人的行為去進(jìn)行一些簡單的動(dòng)作，如移動(dòng)、抬手、發(fā)聲等，代表機(jī)器人有日本早稻田大學(xué)研發(fā)出的WAP、WL和WABOT系列機(jī)器人。其次是實(shí)驗(yàn)室智能階段，此時(shí)人形機(jī)器人已在傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、軟件算法等多個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)發(fā)展，2000年本田開發(fā)的ASIMO將人形機(jī)器人帶入實(shí)驗(yàn)室智能階段，人形機(jī)器人逐漸能夠通過傳感器獲取外部信息，也能通過簡單的分析判斷做出相應(yīng)的決策。最后是應(yīng)用推廣階段，特斯拉的Optimus的發(fā)布引領(lǐng)全球人形機(jī)器人向C端應(yīng)用發(fā)展，而2023年ChatGPT的迅速迭代加強(qiáng)了人們對(duì)于人形機(jī)器人商業(yè)化的信心，全球科技巨頭紛紛下場布局研發(fā)，表明2023年是人形機(jī)器人進(jìn)入應(yīng)用推廣的元年。
從產(chǎn)業(yè)鏈來看，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括原材料、核心零部件及軟件，如傳感器、控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)等；中游為機(jī)器人本體制造，包括設(shè)計(jì)、制造、測試三大環(huán)節(jié)；下游主要是指人形機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，包括工業(yè)制造、災(zāi)害救援、安防巡邏等。
核心零部件供給是未來人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的重要支撐。目前，人形機(jī)器人三大核心零部件主要包括減速器、伺服系統(tǒng)和控制器，成本合計(jì)占比超過70%。根據(jù)Tesla AI Day的預(yù)測數(shù)據(jù)，以特斯拉Optimus為例，2023年人形機(jī)器人核心零部件價(jià)值量排名最高的是無框力矩電機(jī)，占比達(dá)到21%，是人形機(jī)器人的重要組成部分。無框力矩電機(jī)屬于伺服電機(jī)的一種，是由一組轉(zhuǎn)子和定子組成的部件，是構(gòu)成電機(jī)的永磁體和電磁體。相對(duì)于傳統(tǒng)的伺服電機(jī)，無框力矩電機(jī)沒有確定的固定單元，能夠自主適配不同客戶的外殼、軸承以及反饋裝置等部件的集成安裝，具有整體質(zhì)量更輕、體積更小、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)更快及能效高等特點(diǎn)，因而在人形機(jī)器人領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。一方面能實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)部位的精準(zhǔn)控制，提高機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能；另一方面，能夠通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡，適應(yīng)不同的工作環(huán)境和任務(wù)需求，從而為人形機(jī)器人的應(yīng)用提供更廣闊的發(fā)展空間。
相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《2024-2030年中國人形機(jī)器人（仿生人）行業(yè)市場全景調(diào)研及發(fā)展前景研判報(bào)告》
近年來，我國伺服系統(tǒng)市場規(guī)模持續(xù)增長，從2019年的96億元增長至2022年170億元，預(yù)計(jì)2023年將達(dá)到195億元，同比上漲14.7%。伺服系統(tǒng)市場規(guī)模的快速增長，意味著人形機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等下游領(lǐng)域發(fā)展迅猛，推動(dòng)了伺服系統(tǒng)需求量的增長。未來，隨著工藝自動(dòng)化程度的進(jìn)一步提升和智能化制造的深入推進(jìn)，伺服系統(tǒng)行業(yè)將會(huì)迎來爆發(fā)式增長，為人形機(jī)器人的發(fā)展提供支撐。
國內(nèi)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)加速，人形機(jī)器人市場規(guī)模有望增長
人形機(jī)器人已成為全球技術(shù)創(chuàng)新、博弈的一個(gè)焦點(diǎn)，三星、谷歌等科技巨頭也紛紛加快在人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)中的布局。2023年以來，國內(nèi)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)加速，多家企業(yè)公布人形機(jī)器人落地場景規(guī)劃或預(yù)期應(yīng)用場景：智元機(jī)器人于2023年8月發(fā)布遠(yuǎn)征AI機(jī)器人；字?jǐn)?shù)科技于2023年8月發(fā)布首款人形機(jī)器人H1，并計(jì)劃在今年第四季度左右開始發(fā)貨；2023年9月，傅利葉智能通用人形機(jī)器人GR-1開啟預(yù)售；小鵬汽車于2023年10月發(fā)布首款人形機(jī)器人PX5；樂聚機(jī)器人于2023年12月對(duì)外發(fā)布高動(dòng)態(tài)人形機(jī)器人“夸父”等。
由于人形機(jī)器人研發(fā)的難度系數(shù)較高，逐漸成為體現(xiàn)一個(gè)國家科技實(shí)力和發(fā)展水平的重要標(biāo)志。全球科技企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)巨頭、汽車大廠紛紛加速布局，涌入人形機(jī)器人賽道，人形機(jī)器人在全球范圍內(nèi)處于高速發(fā)展階段，未來市場空間巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)到2028年全球人形機(jī)器人市場規(guī)模將增至138億美元，5年內(nèi)年均符合增長率將達(dá)到50.29%。
當(dāng)前，隨著人口老齡化的加劇，我國勞動(dòng)力短缺的問題逐漸顯現(xiàn)，而人形機(jī)器人作為一種智能化的生產(chǎn)和服務(wù)工具，可以承擔(dān)更多的工作量和壓力，在一定程度上能夠緩解我國人力不足的問題。為此，我國政府積極發(fā)布相關(guān)政策，不斷推動(dòng)人形機(jī)器人的發(fā)展。同時(shí)，由于人形機(jī)器人具備高度靈活性和適應(yīng)性、強(qiáng)大的感知和認(rèn)知能力等特點(diǎn)，使得人形機(jī)器人應(yīng)用范圍十分廣泛，如工業(yè)、醫(yī)療、家庭服務(wù)等領(lǐng)域，為行業(yè)發(fā)展提供支撐。根據(jù)GGII數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)未來中國人形機(jī)器人市場規(guī)模將不斷增長，2030年有望突破200億美元。
下游應(yīng)用場景廣泛，帶動(dòng)人形機(jī)器人需求量的增長
目前，受制于人形機(jī)器人高昂的制造成本、尚不完善的軟硬件協(xié)同能力等原因，其大規(guī)模落地工業(yè)場景還相對(duì)有限。但是，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的逐漸降低，未來人形機(jī)器人在工業(yè)場景中的應(yīng)用前景仍然值得期待，特別是在制造業(yè)、醫(yī)療保健、服務(wù)業(yè)等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。
隨著電商的快速發(fā)展，物流行業(yè)也得到長足的發(fā)展，但是，由于人力短缺和效率低下等問題，傳統(tǒng)的物流生產(chǎn)方式已無法滿足現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求。而人形機(jī)器人憑借其自身的優(yōu)勢(shì)，能夠在物流中扮演重要的角色，是加速物流行業(yè)向智慧物流時(shí)代邁進(jìn)的新引擎。在物流生產(chǎn)過程中，人形機(jī)器人能夠完成包裹配送、倉庫管理等任務(wù)，極大地提高物流效率、降低物流成本。因此，推動(dòng)物流機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展也就變得尤為重要。近年來，中國智慧物流市場規(guī)模保持不斷增長趨勢(shì)，2023年將增長至7903億元。預(yù)計(jì)未來隨著國家政策的支持，不斷推動(dòng)人形機(jī)器人在物流行業(yè)的應(yīng)用，中國智慧物流發(fā)展空間不斷擴(kuò)大。
隨著全球人口的增長和城市化進(jìn)程的加速，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨著新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式已無法滿足現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求，因此，推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展具有重要意義。農(nóng)業(yè)機(jī)器人作為智慧農(nóng)業(yè)的重要組成部分，不僅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，還推動(dòng)著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。人形機(jī)器人在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可以幫助農(nóng)民完成繁瑣的工作，如播種、收割等；在果園中能夠進(jìn)行植物保護(hù)和除草等工作；在溫室中能夠自動(dòng)完成灌溉、施肥、采摘等任務(wù)。隨著機(jī)器人與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的深度融合，將支撐著智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。2023年中國智慧農(nóng)業(yè)將達(dá)到826億元。
●以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（www.chyxx.com）發(fā)布的《2024-2030年中國人形機(jī)器人（仿生人）行業(yè)市場全景調(diào)研及發(fā)展前景研判報(bào)告》。
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