人形机器人行业交流核心观点
发布时间:2025-10-27 23:06 浏览量:1
1、国内外人形机器人发展历程与格局
发展历程梳理: 人形机器人发展已有几十年历程。六七十年代,日本早稻田大学开发了双足人形机器人;八几年,日本本田发布阿西莫,其硬件和能力在当前仍属领先;2011年,美国波士顿动力研发了四足狗、双足阿特拉斯等机器人,并进行了技术开源,包括双足步态算法、四足结构设计及步态算法等,为国内外厂商开发提供了重要借鉴;2023年年底,特斯拉发布Autonomous 2ND后,彻底引爆了整个人形机器人行业,至今国内外已有上百家巨深智能公司开展相关研究。
全球格局分析: 全球人形机器人格局主要集中在北美、欧洲及中国三大区域,传统机械强国日本、韩国在巨深智能领域相对落后。国内人形机器人公司众多,但存在鱼目混杂现象,部分公司与具身智能或人形机器人关联较弱,仅为概念宣传。国内主流公司集中在广东、北京及长三角地区,真正专注于人形机器人研发的公司约100家,头部企业包括宇树、智元、优必选、银河通用、星海图等。
2、特斯拉与其他厂商技术差异
感知与算法差异: 在感知层面,特斯拉人形机器人与其他方案的主要区别在于采用纯视觉方案。该方案沿用了特斯拉电动汽车的纯视觉感知技术,采用双目视觉,未使用RGBD雷达等深度信息设备。纯视觉方案硬件要求低,普通鱼眼相机价格便宜;其他方案若用RGBD雷达,硬件成本需上千块。但纯视觉方案对算法要求更高。在算法层面,特斯拉沿用了电动汽车的端到端巨神算法(FSD大脑),体现技术继承性。
灵巧手与执行器差异: 在灵巧手方面,特斯拉经历多代迭代。第二代采用连杆方案,有7个主动自由度,通过连杆结合涡轮涡杆实现灵巧度;第三代采用建绳方案,设计为手臂一体化,提升自由度并保证手与机器人协调性。在执行器方面,国内厂商多用旋转关节,因其成熟度高、国内厂商多且价格便宜。特斯拉从第一性原理出发,考虑人类大臂小臂的筋驱动方式,在大臂、小臂及腿部小腿部分采用直线模组驱动。直线模组可提供力矩保持,提升机器人负载、降低能耗,控制精度高;但力控透明度低,强化学习难度大、变量多。
3、人形机器人BOM成本拆解
核心模块占比: 人形机器人BOM成本主要由四大核心模块构成。首先是算力平台(被称为“大脑”),包含GPU、CPU及预控制器(如MCU、NPU等),这部分成本占比约20%。其次是动力单元,包含旋转关节(含旋转模组)或直线关节(含直线模组、丝杠)。第三是灵巧手模块,高自由度带触觉的灵巧手此前在整机成本中占比最高可达40%,随着2025年国内手厂商增多、技术成熟度提升及价格竞争,当前占比降至约30%,但仍是重要成本项。第四是传感器模块,包括视觉传感器(如深度相机RGBD、激光雷达)、力觉传感器(如用于手腕柔顺性控制的6维力传感器,部分机型在每个关节加装一维或三维力传感器;双足机型在脚踝处加装6维力传感器以提升步态协调性)及触觉传感器(灵巧手上的磁电/薄膜/触觉传感器,未来躯体双臂将集成电子皮肤)。以特斯拉成本拆解为例,两只高自由度灵巧手成本约3万人民币,动力单元(含14个旋转关节)成本约5万人民币。
产业链供应商: 人形机器人产业链涉及多领域供应商。执行器方面,传统供应商包括零差云控、来福、浩智;专注人形机器人旋转关节的厂商有开旋、太虎、天链、EU;从汽车产业链转型的有三花、拓普、雷利。灵巧手总成供应商包括帕西尼、灵心巧手、敖义等。相机领域主要厂商有大华、海康、奥比中光、英特尔、森云。激光雷达供应商以国产化为主,包括大疆、速腾、禾赛,国外雷达在机器人领域已较少使用。传感器细分领域中,六维力传感器供应商有宇力、坤维、蓝点触控、新京城;触觉传感器供应商有戴蒙、帕西尼、他山、华威科。
4、视觉与触觉传感器方案
视觉传感器方案: 视觉传感器主流方案为普通鱼眼相机结合深度相机。鱼眼相机装在机器人头部,3 - 4颗,用于整体感知和生成BEV,但畸变严重、精度差,仅作全局大致感知。执行精细任务时,在机器人头部、胸口或手腕装深度相机,用于精准定位。头部相机用于初定位,普通相机技术差异小,主要差异在深度相机技术路线,包括双目视觉、TOF和红外,主流是双目视觉和TOF。主流厂商有海康、英特尔、大华、奥比。
触觉传感器路线: 触觉传感器(电子皮肤)分三大技术路线。一是薄膜式压电压阻传感器,主流厂商有泰森、福莱新材、莫羡,国外有Interlink、TestStand,特斯拉和Figger采用此路线。二是刚性应变片式传感器,由美国ATI最早推出,基于传统关节6维力传感器小型化,仅用于机械灵巧手指尖触觉,因价格贵(ATI单颗2 - 3万人民币,国内国产化后单颗7 - 8千)、尺寸大、集成度低,使用少。三是柔性材料传感器,是国内主流,又分电容电阻式、磁电式和视触觉式。电容电阻式以他山、华威科为代表,单颗200 - 500元(有量价优势);磁电式基于物理矩阵架构,国外是日本Chara,国内是帕西尼(技术源自日本早稻田),单颗低配约200元、中配约500元、高配超1000元;视触觉式基于虚拟矩阵架构,国外是GOCAD,国内是伟泰、呆萌千绝,单颗5000 - 8000元。长远看,薄膜式压电压阻传感器因价格亲民(样品单颗约百元,未来或降至10元内),虽精度和六维力测量能力不足,但能满足机器人多数场景需求,预计成主流。
5、人形机器人算力平台
分布式算力架构: 人形机器人控制器采用分布式算力架构,分为大脑、小脑及预控制器三大模块。大脑运行VLM、VLA等大型模型,部署在GPU上;小脑运行运控模型或算法,采用CPU;预控制器解决手、传感器等模块的算力紧张及走线问题,选用低算力的MCU或NPU。硬件选择上,大脑主要用英伟达的GPU,如4090、AGX、Orin系列,其2000 TOPS算力server未来将被多家采用。小脑常用英特尔x86系列CPU,也会用AMD ARM架构CPU、瑞芯微3588等。预控制器的MCU选择多,有地平线、全志、精臣、寒武纪等厂商的产品。国内在控制器及算力平台领域,瑞芯微的3588产品在人形机器人中应用多,用于小脑或子模块控制器;地平线、全志等厂商提供预控制器所需的MCU产品。
6、灵巧手技术路线与趋势
驱动方式分类: 灵巧手行业内一般按驱动方式划分为四类技术路线。第一类为连杆类,以全球第一款灵巧手德宇航DLR系列为代表,其优点是结构设计简单、刚性强,有利于负载和精度;缺点是柔性不足、易损坏且不易实现高自由度,因采用电机内置方案,仅能实现低自由度,目前是国内主流方案。第二类为纯齿轮类,动力单元通过行星齿轮连接驱动关节,其优点是动态响应性能好、刚性高;缺点是尺寸大、重量重,且因行星齿轮固有背隙问题导致精度较差,当前应用较少。第三类为建绳类,最初源于英国公司Shade(主要用于实验室研究),目前特斯拉及国内希诺未来、灵犀巧手、灵巧智能等厂商采用该方案,其优点是柔性高、可实现驱动单元外置及高自由度;缺点包括绳子的蠕变问题、可维护性差、控制难度大及力反馈透明度低。建绳类衍生出的微链条类方案(类建绳方案),通过纯机械连接增强刚性,可解决蠕变问题,但目前仅处于厂商研究和样机阶段,尚未经产品化验证,可能存在可靠性、刚度、强度等问题。第四类为直驱类,国内SHARP、兆威、星梦奇缘等厂商采用,通过在关节处就近安装微型动力单元打破灵巧手设计的“不可能三角”,优点是控制响应快、精度高;缺点是对电机的体积密度、强度、寿命等性能提出更高要求。当前,零心小丑、Shop、熬意、音石等企业也在积极开展相关研发。
7、人形机器人落地场景与展望
落地场景优先级: 人形机器人落地场景呈从易到难、结构化环境由高到低的趋势。教育和文娱场景最易落地,容错率高,用于科研、演示,已有松岩动力、宇树、众擎等厂商布局。工业场景次之,环境结构化程度高,可先选高价值、容错率稍高的行业。商业场景难度高于工业,涉及酒店布草处理、餐厅整理等复杂任务。C端场景最难,如养老、家庭环境差异大,部分任务容错率极低,像厨房燃气未关、扶老人摔倒等情况后果严重。此外,特种环境(危化、防爆、消防等)是刚需落地场景,可替代人工在危险环境作业。
问答核心结论: 出货节奏上,2025年Q4及2026年上半年将有较大订单量,2025年行业出货量预计1万至2万台,2026年预计3万至5万台。价格方面,工业级(满足负载、精度要求)机器人前期约30 - 40万(有量价);科研类(表演、科研用途)约10 - 20万;消费级(玩具级)约1万内。技术方案未定型环节有:灵巧手(处于验证阶段,未批量量产)、执行器(下肢双足减速器可能有其他选项)、触觉传感器(多技术路线待收敛)。落地关键因素为:成本控制、工业级可靠性(如汽车产线因机器人停机每小时可能面临几万至几十万罚款)、ROI合理性(需聚焦高附加值场景,避免替代低薪资人力)。
Q&A
Q:人形机器人未来的出货节奏如何?
A:今年主流厂商已取得较大突破,部分厂商下半年宣称获得亿级订单,对应机器人出货量约千台或大几百台量级。今年多家公司出货量已达百台量级,随着商业化进程加速,预计今年Q4至明年上半年将出现更大规模订单及出货量,未来出货量将持续增长。
Q:明年整个人形机器人市场的出货量预期为多少?
A:今年行业预判人形机器人市场出货量为1万至1.5万台,甚至可达2万台;明年出货量预计将达到3万至4万台,甚至5万台。
Q:松岩动力宣称将发布全球首款1万元以内人形机器人产品的背景下,不同应用场景的人形机器人合理价格区间如何?A:人形机器人按应用场景可分为工业级、科研/表演类、消费/玩具级三类。工业级机器人需在实验室或实际环境中执行具体工作,对负载、精度有要求,前期价格区间约为三四十万元;科研/表演类价格约10万至20万元;消费/玩具级价格为几千元至1万元,定位为玩具而非全尺寸、能干活的机器人。
Q:当前机器人本体厂、零部件公司及车厂等多方入局人机智能市场,如何看待后续人形机器人本体领域的竞争格局?零部件公司及车厂相较于本体厂在布局人形机器人领域是否具备优势?
A:人形机器人本体领域市场空间广阔,可容纳多类行业共同发展。车厂的优势体现在可复用汽车行业产业链资源,形成规模效应;参考特斯拉案例,其供应商及供应链多从电动汽车产业链延伸而来,并与汽车共用部分核心部件,从而降低产品成本。
Q:技术方案中尚未定型且后续边际变化及增量空间较大的硬件环节有哪些?
A:当前尚未定型的硬件环节主要包括灵巧手、执行器中的旋转关节减速器及触觉传感器。其中,灵巧手处于验证阶段,尚未完全定型,行业仍处于百家争鸣状态,预计将逐步形成可批量应用的路线;旋转关节减速器在下肢、双足领域存在技术变数;触觉传感器类型多样,目前处于逐渐收敛过程,其他环节变数较小。
Q:人形机器人从当前表演、舞台演示场景走向工业等实际应用落地的关键因素有哪些?
A:关键因素包括三方面:一是成本控制,需降低产品价格;二是产品可靠性需达到工业级水平,因许多行业对容错率要求极低;三是投入产出回报率需处于合理范围,应优先选择高附加值场景,避免替代低月薪人力导致ROI难以覆盖的情况。