具身智能(人形机器人为例)主要组成部分和发展历程
发布时间:2025-09-05 01:49 浏览量:1
人形机器人或是具身智能的最佳形态。作为具身智能的多种形态之一,人形机器人由类人形本体和智能体两组分构成。2020年以来,AI产业步入加速发展期,全球各国政府均将人形机器人产业定位为国家战略,众多科技企业加入人形机器人的市场角逐。向前展望,受限于技术与成本,人形机器人短期应用仍较为有限,但长期将胜任多元多样的任务场景,我们预测远期潜在市场空间超万亿元。
硬件:构筑具身智能的“钢铁之躯”,方案快速迭代。人形机器人硬件产业链围绕关节执行器、灵巧手、传感器三大核心组件,并且产业进度各不相同。依托中国成熟的工业基础,硬件并非中国产业发展的瓶颈,但为寻找性能与成本的最优平衡,硬件方案仍处快速验证迭代中。依据技术难度和成熟度,我们将各类硬件赛道划分为成熟类、快速迭代类、方案尚未收敛类,建议重点关注降本空间大的核心赛道,以及即将迎来技术收敛的相关赛道。
软件:以“大小脑”为核心,AI助力具身智能走向通用泛化。人形机器人软件产业链围绕“大小脑”为核心,数据与软件基础设施提供支撑。架构上,“大小脑”分层架构是当下的主流,一体化端到端路线也在积极探索。产业卡点上,当前机器人“大小脑”模型所需的优质数据相对稀缺,主要采取真实数据+仿真模拟的方式对模型进行训练。产业分工上,短期看,本体厂主导软件研发,长期看,软硬件有望实现解耦。
具身智能(Embodied artificial intelligence,EAI)由“本体”与“智能体”构成,以“感知决策、物理实体、环境交互”为主要特征。与智能汽车类似,具身“智能体”包括“感知、决策、控制”三个主要环节,并需要内外部通信传输的支持。
▪ 感知:具身智能交互世界的窗口,通过传感器收集环境与自身状态信息,作为决策环节的依据。
▪ 决策:根据感知的信息以及任务目标,对自身行为进行规划决策,并向控制模块发出指令。
▪ 控制:将决策指令转化为实际操作,实现与物理世界的互动。
▪ 传输:强调低时延、多连接、连续性能力。
图表1:具身智能主要组成部分(以人形机器人为例)
资料来源:特斯拉官网,机器人在线,中金公司研究部
具身智能本体包括众多形态,各自具备适用场景。具身智能的本体形态十分丰富,包括四足、轮式、履带式、人形等,甚至智能汽车亦可称为具身智能的形态之一。我们认为在特定情境下,非人形机器人有其应用场景。但更长期看,我们认为人形机器人有望成为具身智能的最佳载体。我们认为:一方面,人类社会的诸多工具与设施是参照人类的尺度去设计、运行的,具身智能设计成人类形态有望更好地适应人类社会的各种任务与场景,全面复用基础设施,故保有量的想象空间大;另一方面,由于人形机器人下游应用广泛,有望接触多类别的复杂场景、收集到多维度的数据信息,更有利于智能体基于高质量数据进行训练并加速进化。
图表2:人形机器人发展历程
资料来源:觅途咨询,各公司官网,中金公司研究部
伴随技术侧发展加速,众多科技厂商涌入人形机器人的竞争角逐中。包括:
► 机器人初创公司:典型如波士顿动力、宇树科技等。这一类公司自成立之初就定位于机器人技术的研发,对于运动控制算法的积淀更为深厚。
► 跨界公司:典型如汽车厂商特斯拉、丰田,消费品牌美的、小米、追觅等。这一类公司的优势在于主业即为下游需求,有着明确的应用场景,产品的规模化落地更为直接顺畅。此外,汽车与机器人共享产业链,两者在减速器、电机等零部件以及智能驾驶软硬件方面存在一定重合,这也成为汽车厂商跨界进入机器人领域的天然优势。
► AI软硬件科技厂商:典型如英伟达、科大讯飞、智平方科技等。这一类厂商凭借自身在感知、认知环节的算法优势,或定位于核心算法供应商赋能机器人公司,或直接开发机器人本体。此外,很多科技大厂通过投资的方式布局具身智能,与机器人本体公司达成深度合作,如OpenAI投资1X Technology、Figure.ai,阿里投资逐际动力等。
图表3:人形机器人竞争主体一览
资料来源:人形机器人洞察,各公司官网,中金公司研究部
2023年行业新品迭出不穷,2024年领先厂商初探商业化可能,2025年步入量产元年。2022年特斯拉发布原型机,行业热度快速提升。2023年海内外多家厂商如特斯拉、Figure.ai以及宇树、智元、傅利叶等一批国产品牌集中在2023年推出首款人形机器人产品,银河通用、加速进化、星动纪元等厂商纷纷成立,新品层出不穷。2024年,优必选、Apptronik、特斯拉、Figure.ai等公司开始陆续与汽车主机厂展开合作,将人形机器人落地汽车制造场景,初探商业化可能。行至2025年,特斯拉1Q25业绩会指引2025年将在工厂部署数千个人形机器人[1],目标29-30年年产百万台,行业步入量产元年。
图表4:当前全球部分人形机器人规格一览
资料来源:河马机器人实验室,therobotreport.com,各公司官网,36氪,中金公司研究部