2022年10月,特斯拉发布了Optimus人形机器人原型机;11月,OpenAI发布了全新的聊天机器人模型ChatGPT;AIGC与人形机器人的融合带来了无限的想象。2023年,特斯拉不断推进Optimus技术的迭代,市场对每一次进步都表现出强烈的关注。到了2024年,我们坚守“硬件设计创新+中国制造降本”的核心产业逻辑,关注“3+3”核心零部件的产业发展趋势,并总结了2024年人形机器人产业投资的九大要点,迎接人形机器人产业化的元年。
截至2022年,中国每万名工人机器人保有量接近400台,距离全球机器人密度最高的韩国(每万名工人机器人保有量1000台)尚有差距。然而,特斯拉创始人马斯克在2023年世界人工智能大会上提出,未来机器人和人类的比例可能会超过1:1。这里所指的机器人是指AI机器人,即具有身体并支持物理交互的智能体。2023年,人形机器人Digit进入亚马逊工厂验证,2024年,特斯拉人形机器人、优必选和智元机器人预计将分别进入特斯拉工厂和BYD工厂进行商业化验证,标志着人形机器人将迎来产业化的元年。
在人形机器人产业化中,制造成本一直是一个制约因素。有了足够的产量,成本就能够降低,而规模和成本成反比。为了解决制造成本过高的问题,必须通过硬件技术创新,生产出能够满足下游真实需求的AI机器人产品。这些产品需要具备灵活高效的身体(高能量密度硬件)和聪明的大脑(算法)这两个条件。在技术上,需要突破大模型数据获取、硬件的控制算法、硬件设计创新等三个方面的瓶颈。
在技术瓶颈方面,人形机器人需要解决大模型数据获取的速度和成本、硬件控制的统一性和准确性以及灵活高效身体的高功率密度硬件等问题。此外,人形机器人进入家庭后,还会面临社会伦理、法律法规等问题需要解决。
产业化的核心逻辑是“硬件设计创新+中国制造降本”。在中国拥有成熟的制造业产业链的情况下,中国制造成为降低成本的主要方式之一。在成本构成方面,自动化控制三大件和各类传感器占据主要比例。综合考虑单机价值量、国产替代和技术壁垒等因素,他们总结出了人形机器人关注的“3+3”核心零部件,分别是电机电控、执行器(谐波减速器、行星滚柱丝杠)以及力觉传感器、触觉传感器、视觉传感器。
在零部件方面,他们强调关注“3+3”核心零部件的技术创新和进口替代。在新材料方面,重点关注碳纤维、聚四氟乙烯、镁合金、PEEK等材料的发展。对于设备,关注高精度磨床等关键加工设备的进口替代。在算法方面,特别是随着特斯拉的FSD系统进入中国,算法的发展将成为关键。
总体而言,软硬件全栈自研的AI机器人本体厂商更有机会胜出。机器人行业未来有望形成赢者通吃、头部聚集的竞争格局。