“2024年7月5日，世界人工智能大会（WAIC）在上海开幕，本届大会重点打造了人形机器人专区，期间展出了来自海内外10余家公司的25款人形机器人。展台现场异常火爆，吸引了来自国内外采购团的大量关注。”
引言：
提到机器人，大家并不陌生，从酒店自助送餐机器人到工业生产线的机械臂，从网页智能客服机器人到医院手术机器人，机器人服务已经逐步渗透到我们生活的方方面面。在形形色色的机器人中，人形机器人一直备受各界人士的广泛关注。为什么在众多机器人种类中，人形机器人一直饱受社会与资本的关注？让我们随着凯盛·研究的视角，一起分析人形机器人爆火背后的原因。
人形机器人的发展最早可以追溯到1973年的日本，由早稻田大学研发的WABOT-1被公认为世界上第一款人形机器人，这款机器人具备了模仿人类动作与表情的功能，成为了人形机器人研究领域的重要里程碑。
随后，美英苏中等国家也相继在人形机器人的研究领域取得不同程度的成果，但受制于芯片计算、电池技术、电机尺寸等技术原因，人形机器人的发展速度较为缓慢。
2000年后，人形机器人的研究取得了更多的进展。例如，本田公司为代表推出的ASIMO机器人不断优化机器人的行走速度，可实现1.6km/h的类人行走。
2009年后，波士顿动力公司着手研发以满足美国军方需求，亦着手开发具备高动态运动能力的人形机器人，用以完成特殊任务。
2022年，特斯拉公司发布的人形机器人Optimus，可实现行走、挥手、摇摆等动作。埃隆·马斯克预计可在3-5年实现量产上市，再次引发全球的广泛关注。
1）产业发展概览
人形机器人是结合仿生学、人工智能学、计算机科技以及材料科学的复杂产物，是“自动”与“自主”高度耦合的产物，较工业及服务机器人具有更强的通用性。
机器人技术的发展伴随着机械，材料，自动化，计算机等学科的发展进步。从早期被广泛应用在工厂的工业机器人，到后来被更多应用在日常生活场景中的服务机器人，再到如今被看好可广泛应用于各场景的人形机器人，机器人可被视为科学技术进步的载体。
人形机器人是机器人行业从专用到通用场景的升级。人形机器人基于通用型算法，通过生成式AI，具备语义理解、人机交互、自主决策等能力，可适用于多个场景，因此人形机器人是机器人行业从专用到通用的一次重要升级。
目前技术端，稳定性不足与智能水平有限是制约行业发展的关键因素。机器人需要提升在复杂环境中行走的稳定性，以及深化对复杂语境、未知情况的理解能力。
2）人形机器人产业链
与工业机器人、服务机器人基本一致，主要包括硬软件供应、本体制造及下游应用环节；整体看上游负责控制与交互的软件与算法的突破是此产业爆发的关键。
此外，核心零部件的供给是未来人形机器人产业规模化的重要支撑，三大核心零部件包括减速器、伺服系统和控制器，成本合计超70%。
我们聚焦在人形机器人产业上游的供给侧与中游的本体制造，当前国内已经形成了成熟的中上游制造体系。总的来说，上游供应链可分为系统与技术支持、与核心硬件，中游为本体制造与系统集成。
3）人形机器人产业价值
2022年，人形机器人市场规模已经超过400亿元，并持续保持较高的增长速度。
4）国内外产品梳理
2024年被誉为人形机器人商业元年，近两年多家公司发布的人形机器人已初步具备可商业化的条件。
当前国外主流机器人产品主要分为两大类：一类是以特斯拉Optimus为代表的商业机器人，其定位多为在生产制造等场景中完成对人力的替代，例物流搬运，安防巡逻等；另一类是以波士顿动力Atlas为代表的研究性机器人，其定位主要作为人形机器人技术的研究平台，单台造价较高，短期难以实现商业化。
国内近年在人形机器人领域商业化脚步逐渐加快，尤其在23年，以小米为代表的科技企业发布了多款人形机器人。但截止目前，仍然没有实际意义上的“人形机器人”投入商业化使用。
1）市场规模
人形机器人具备高度灵活性与适应性、强大的感知能力与认知能力，泛场景化应用程度高，既可以在工厂中替代人类从事生产劳动，又能够在家庭里充当贴心忠诚的“机器保姆”。一旦行业形成统一的技术标准规范、大小脑等核心技术卡点实现突破，行业市场前期巨大。据中国人形机器人产业大会预测，2024年中国人形机器人市场规模约为27.6亿元，2029年预计将达到750亿元，占世界总量的32.7%，到2035年有望达到3000亿元。
2）应用场景趋势
我们认为未来人形机器人应用场景的渗透将由 To B 进入To C。第一步先面向工厂，因为工厂环境相对标准、风险可控，且成本与收益容易衡量与对比。在工厂里面，人形机器人将取代工人从事一些相对枯燥的工作，而且比传统的工业机器人更加柔性、更加通用。例如，Agility 公司人形机器人 Digit 目前已用于亚马逊工厂，帮助员工拾取和移动空手提箱等重复性工作。此外，特斯拉 Optimus、智元远征 A1、1X NEO 等机器人也均提出应用规划，未来将优先应用于工厂制造。尔后随着算法与产品的不断迭代以及成本的进一步下降，人形机器人将进入拥有更多复杂场景、对安全可靠性&人机互动、情感陪伴要求更高、甚至涉及法律与道德的To B商业及To C领域。
3）技术发展趋势
在机器人厂商发展竞争中，电机扭矩、感知能力、大模型技术将会是三块重点竞争的技术领域：
电机扭矩：驱动电机决定了人形机器人的灵活性和承载能力。从数量上看，关节电机越多，自由度越高，机器人越灵活。从质量上看，扭矩、功率密度和转速等指标影响机器人的性能，输出扭矩越大，承载能力越强。我们认为，大扭矩、高功率电机研发能力将成为未来机器人创业公司的核心竞争方向。
感知能力：车企跨界人形机器人拥有感知系统优势，人形机器人行走及越障能力更强。例如，特斯拉Optimus 采用与特斯拉电动车相同的全自动驾驶系统 FSD 和感知计算单元，将汽车领域的算法技术复用到机器人上，使 Optimus 能够做到感知周围环境、自主规划行动路径、直立行走并保持相对平衡等功能。
大模型技术：我们认为大模型认知技术是赋能人形机器人综合性能提升的重要因素。例如，科大讯飞将认知大模型具身智能和运动智能相结合，推出具身智能人形机器人。其机器人根据自然语言指令，可以自动拆解任务并执行相关操作，实现特定任务流闭环。