人形机器人投资节点来临
作者: 周汇人形机器人利好催化频出,内外部产业共振,商业化落地进展有望加速。
11月28日,特斯拉Optimus机器人官方账号发布视频,展示了其配备22个自由度灵巧手的机器人单手稳稳接住迎面抛来网球的画面,相比上一代的11个自由度有了大幅提升。2024年以来,特斯拉视频展示更多集中在应用端,从5月份的电池分拣演示,到10月份展现的跳舞、倒水、分发礼物等多组动作,再到11月份徒手接网球,其运动流畅度大幅提升。
在人工智能(AI)大模型的发展加持下,人形机器人的“iPhone时刻”有望在不久到来。
AI巨头英伟达自然也不甘落后。2024年3月,英伟达宣布通过Project GR00T项目正式进军人形机器人领域。据报道,英伟达已于日前接触多家中国台湾地区的机床和关键零部件制造商,目标包括征求关键零组件的技术与规格,并探索合作企业加入其人形机器人供应链的可能性。此前,英伟达还曾表示,将于2025年上半年将其为人形机器人提供动力的新技术Jetson Thor推向市场,目的是在快速增长的机器人领域占有一席之地。
国内方面,以华为为代表的科技企业也在加速布局人形机器人领域。11月15日,在人工智能应用创新成果发布会上,华为(深圳)全球具身智能产业创新中心宣布正式运营,当日,华为与乐聚机器人、大族机器人等16家企业签署了战略合作备忘录,未来将共同推进具身智能机器人的创新应用。
政策方面,自工信部2023年印发《人形机器人创新发展指导意见》后,各地陆续出台了有关人形机器人发展的文件。近期,为抢抓具身智能机器人产业发展的重大机遇,推动重庆市具身智能机器人产业创新发展,重庆市经济信息委、市科技局等七部门联合印发了《重庆市支持具身智能机器人产业创新发展若干政策措施》,坚持科技创新与产业创新并举,推动具身智能机器人产业快速生成和迭代发展。
12月6日,安徽省工业和信息化厅发布的《安徽省人形机器人产业发展行动计划(2024—2027)》明确提出,安徽省人形机器人产业发展总体思路为抢抓科技创新、拓展应用场景、优化产业布局、强化组织保障。根据目标任务,到2027年,构建安徽省人形机器人产业的“23456”创新体系和产业生态,建成在国内具有重要影响力的人形机器人产业发展高地。
浙商证券表示,人形机器人产业趋势已成,行业预计从产业形成期过渡到产业扩张期,产业化发展有望显著提速。随着通用人工智能(AGI)技术持续突破、供应链格局趋于完善、下游应用需求持续打开,人形机器人行业作为高端制造成长板块的明珠,2025年将迎来板块性投资机会。
国金证券认为,人形机器人0-1节点来临,建议持续跟踪。量是人形机器人赛道的核心矛盾,中国供应链+海外发达国家需求(高人力成本替代)及国内特种需求是兑现最快的方向。2025年是人形机器人商业化元年,2027年是人形机器人一般场景大规模商业化元年。
产业供应链方面,国金证券建议关注高ASP(应用服务供应商)和高壁垒的灵巧手、丝杠等核心赛道。从产品价值占比来看,灵巧手(占比约32%)>丝杠(18%)>微型电机(18%)>减速器(12%)>力传感器(7%)≈无框电机(7%);从产业壁垒看看,灵巧手>行星滚柱丝杠>六维力矩传感器>谐波减速器>微型电机>无框电机。灵巧手、关节、丝杠、减速器等赛道是人形机器人产业链的核心优质赛道。
产业链加速推进
11月28日,特斯拉Optimus机器人官方账号发布视频新动态:Optimus已可稳定接住抛来网球并放下,手指实现相对灵活弯曲。视频中工作人员进行2次抛球,将球抛至Optimus的右侧,而Optimus则用左手在空中对网球完成抓取动作,在抓取数秒后松手。整体过程中动作流畅程度较高,左手手部协调性与人类几乎无异。
特斯拉Optimus工程师Milan Kovac介绍:新一代Optimus与上一代相比,手部拥有双倍自由度,其中手掌有22个自由度,手腕/前臂上有3个自由度。同时,该视频是在实验室里通过遥操作实时完成。
源达信息证券研究所认为,新一代Optimus有望增加对传感器和驱控系统的需求。传感器:灵活手需要覆盖更多的触觉感知面,如在手指和手掌拥有足够柔软保护层基础上,同时不影响触觉传感,需要具备更加集成和精准的触觉传感系统。驱控系统:灵巧手是一种高度灵活、复杂的末端执行器,需要配备更加精细、集成的驱控系统,特斯拉展示了一种驱动器外置的三级传动方案可能性:该方案在一级传动中采用行星齿轮箱,二级传动中采用滚珠丝杠,三级传动中采用腱绳方案。
特斯拉Optimus迭代速度惊人,人形机器人商业化不断加速。2021年8月,特斯拉创始人兼CEO马斯克在特斯拉AI DAY上首次提出Optimus的概念,并计划在未来让人形机器人取代人类从事部分危险工作和重复劳动。相比工业机器人,人形机器人的核心在于与智能化和类人化,所以智能制造、商业服务和家庭场景可能会是人形机器人的主要应用场景。2023年12月,特斯拉发布的Optimus Gen2已能完成单腿瑜伽等复杂动作;2024年12月,新一代Optimus的灵活手已能完成单手空中抓取网球动作,而此时仅距离2022年发布的demo版本仅两年。
根据2024特斯拉股东大会,2024年底至2025年初改款完成后,Optimus将进入有限生产阶段,用于特斯拉工厂测试。马斯克预计,这款人形机器人将于2025年开始在特斯拉工厂工作,负责“危险、重复和无聊的任务”。到2026年,这款机器人可能会向其他公司推出。
按照马斯克的预计,Optimus的定价将为3万美元左右,不过之后会降价到2万美元,并且将支持任何语言。马斯克还放言称,Optimus将成为特斯拉有史以来最大的产品,展望未来,人形机器人的数量可能会超过人类,可能达到100亿至200亿个。
国信证券认为,特斯拉Optimus机器人产品迭代迅速,有望给全球机器人市场带来“鲶鱼效应”,激发人形机器人玩家的活力。
在ITF World 2023大会上,英伟达创始人兼CEO黄仁勋表示, 人工智能下一个浪潮将是 “具身智能”。英伟达在机器人市场的布局始于2018年,这一年英伟达宣布推出包含全新硬件、软件和虚拟世界机器人模拟器的NVIDIA Isaac,同时还推出专为机器人设计的计算机平台Jetson Xavier和相关的机器人软件工具包。其后的几年,英伟达从底层芯片到计算平台到训练与验证进行全方位布局。
2024年,英伟达成立GEAR并入股Figure AI,提供一套服务、模型以及计算平台用于开发、训练和构建下一代人形机器人,从软件平台到硬件本体,全面切入人形机器人赛道。
中国也是全球机器人应用及研发大国。根据国际机器人联合会(IFR)发布的《2024年世界机器人》报告显示,中国机器人应用速度持续加快,在机器人密度方面,2023年度中国已经超过德国与日本,跃居世界第三。目前,中国工业机器人密度达到了每一万名员工配有470台机器人。中国是迄今为止全球最大工业机器人市场,数据显示,2023年中国安装的工业机器人数量达到27.6万个,占全球新安装量的51%。
企查查数据显示,近十年,中国工业机器人相关企业注册量逐年增加,2023年注册6.95万家相关企业,创近十年注册量新高。截至11月29日,2024年中国已注册6.07万家工业机器人相关企业。企业存量方面,中国现存30.2万家工业机器人相关企业,行业分布上,超三成企业归属科学研究和技术服务业。
慧博投研表示,作为新兴产业的战略领导者和门户看守者,国内人形机器人企业正在茁壮成长,未来或出现苹果、特斯拉这般带动整条产业链一同成长的龙头企业,中国也正迎来国产人形机器人的商业奇点。
优必选是国内最早开始研究人形机器人的企业之一,于2016年开始研发人形机器人Walker系列,2018年成功推出第一代大型双足仿人服务机器人Walker,成为中国首家实现人形机器人商业化的企业。随后,该产品经历了几次重要的技术迭代,在2019年推出第二代Walker,并在春节晚会上进行了表演。2021年推出了WalkerX,该机器人身高130cm,体重63kg,拥有41个高性能伺服关节构成的灵巧四肢,并搭载了多维力觉、多目立体视觉、全向听觉和惯性、测距等全方位的感知系统。2023年优必选推出工业版人形机器人Walker S,身高1.7米,体重60kg,可替换末端执行器,搭载41个高性能伺服关节以及多维力传感器,机器人自主运动及决策能力大幅提高,可在工业及商用场景广泛应用。
图1 2024-2030年全球人形机器人销量预测(台)

图2 2020-2030年中国六维力传感器市场规模及预测

作为国内科技企业的龙头,华为也在加码具身智能关键能力,优选合作伙伴打造合作生态圈。2017年,华为Wireless X Labs无线应用场景实验室和软银签署了联网机器人领域相关合作谅解备忘录(MoU)。2022年4月,华为与达闼机器人签署合作协议,共同推进人工智能和云端机器人产业繁荣发展。2023年6月,由华为全资持股的东莞极目机器有限公司正式成立,注册资本8.7亿元;近日,该公司发生工商变更,注册资本增至38.9亿元,增幅约347%。
11月15日,华为(深圳)全球具身智能产业创新中心宣布正式运营。该中心由华为与深圳前海合作区管理局共同合作建立,布局具身智能产业,将围绕华为具身大模型积极布局相关根技术与产业创新赋能,并与超百家企业共同搭建具身智能生态圈。会上华为与乐聚机器人、大族机器人、拓斯达、中坚科技、中软国际、禾川人形机器人、兆威机电等16家企业签署了战略合作备忘录。
确定性产业方向
国金证券表示,在以特斯拉为首的科技巨头持续发力投入以及人工智能技术不断进步的共同推动下,人形机器人产品和成本迭代速度显著加快,成为未来最确定的产业方向之一。
从产品端看,2024年特斯拉人形机器人围绕关节、灵巧手方案、算法训练等快速迭代,运动和认知能力大幅提升。从成本端看,随着丝杠、灵巧手、传感器等产业链迭代加速,大规模量产线的加速研发和投入使用,生产成本开始走向大幅度下降的通道。人形机器人会先从高人工成本、较低任务复杂度的领域开始迭代。预计2025年,人形机器人在欧美等高人力成本地区或者国内特殊作业领域,具备商业化价值。
2023年11月2日,工信部发布的《人形机器人创新发展指导意见》指出,到2025年,人形机器人创新体系初步建立,“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破,确保核心部组件安全有效供给;到2027年,人形机器人技术创新能力显著提升,形成安全可靠的产业链供应链体系,构建具有国际竞争力的产业生态,综合实力达到世界先进水平。国金证券预计,人形机器人2027年将会在国内一般应用场景具备商业化价值。