人形機(jī)器人發(fā)展與展望：天工人巧日爭(zhēng)新

天工人巧日爭(zhēng)新證券研究報(bào)告證券研究報(bào)告證券研究報(bào)告人形機(jī)器人到達(dá)發(fā)展奇點(diǎn)：全球又進(jìn)入新一輪科技涌現(xiàn)期，AI助力下海外人形機(jī)器人研發(fā)不斷迭代更新，同時(shí)國(guó)內(nèi)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也迅速發(fā)展，小米、優(yōu)必選、達(dá)闥、追覓、宇數(shù)、智元、伊艾克斯、博實(shí)股份（排名不分先后）等多家優(yōu)秀人形機(jī)器人公司開(kāi)始不斷涌現(xiàn)。運(yùn)控算法迭代，機(jī)器人走好第一步：谷歌deepmind團(tuán)隊(duì)推出RT-2，李飛飛團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)具身智能等系列運(yùn)控算法推陳出新，大模型、深度學(xué)習(xí)等前沿內(nèi)容逐步深入機(jī)器人運(yùn)控算法。多模態(tài)大模型主力下，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有望加速。硬件設(shè)計(jì)方案與選擇呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)：電機(jī)、減速器方案，傳感器方案、外觀結(jié)構(gòu)方案多樣化，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景與應(yīng)用需求不斷調(diào)整。風(fēng)險(xiǎn)提示：1）機(jī)器人新產(chǎn)品研發(fā)及拓展不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)；2）下游需求不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)證券研究報(bào)告 01人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)沿革及進(jìn)展 02 03硬件設(shè)計(jì)方案與選擇 04風(fēng)險(xiǎn)提示證券研究報(bào)告2人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)沿革及進(jìn)展證券研究報(bào)告達(dá)闥人形雙足機(jī)器人XR4“七仙女”搭載海睿云端大腦操作系統(tǒng)，集成了多模態(tài)大模型達(dá)闥人形雙足機(jī)器人XR4“七仙女”搭載海睿云端大腦操作系統(tǒng)，集成了多模態(tài)大模型RobortGPT，創(chuàng)新性的引入了并聯(lián)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的智能柔性關(guān)節(jié)技術(shù)。具備多模態(tài)融合感知、認(rèn)知、決策和行為生成能力，實(shí)現(xiàn)高性能的具身智能；機(jī)器人實(shí)現(xiàn)平衡站立、優(yōu)美步態(tài)、靈巧雙臂和雙手操作。人形機(jī)器人本體情況匯總技術(shù)方案技術(shù)方案TeslaBot人形機(jī)器人“擎天柱”（Optimus）全新型號(hào)結(jié)合AI技術(shù)，具有極強(qiáng)算力的DOJOD1超級(jí)計(jì)算機(jī)芯片，配合特斯拉自創(chuàng)的高帶寬、低延遲的連接器，算力高達(dá)9PFLOPs。不僅會(huì)模仿人類動(dòng)作，還可以完成物品分類、抓力控制等更復(fù)雜的任務(wù)。特斯拉優(yōu)必選博實(shí)股份傅利葉WalkerXWalkerX身高130cm、體重63kg，能夠進(jìn)行類人步態(tài)行走，最高時(shí)速為3km/h；機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了“模塊化”；可拆卸電池。宇樹(shù)通用人形機(jī)器人H1采用輕量化材料設(shè)計(jì)，專門(mén)為H1人形機(jī)器人設(shè)計(jì)了扭矩密度更高的M107關(guān)節(jié)電機(jī)。宇樹(shù)通用人形機(jī)器人H1整身?yè)碛?9個(gè)自由度，行走姿態(tài)輕盈穩(wěn)健宇樹(shù)通用人形機(jī)器人H1采用輕量化材料設(shè)計(jì)，專門(mén)為H1人形機(jī)器人設(shè)計(jì)了扭矩密度更高的M107關(guān)節(jié)電機(jī)。扭矩達(dá)到了360N·m，并且配合中空軸線和雙編碼器。人形雙足機(jī)器人遠(yuǎn)征A1全身49個(gè)自由度。自研的PowerFlow使用準(zhǔn)直驅(qū)關(guān)節(jié)方案，搭配高力矩透明度行星減速器、共軛同軸雙編碼器、一體液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)，以及自研的矢量控制驅(qū)動(dòng)器，峰值扭矩超過(guò)350NM，而重量?jī)H為1.6KG。遠(yuǎn)征A1身高175cm，重量53kg，最高步速可達(dá)7km/h，在雙足行走、智能任務(wù)、人機(jī)互動(dòng)等領(lǐng)域展現(xiàn)出業(yè)界領(lǐng)先的能力。追覓自研伺服電機(jī)內(nèi)含60多個(gè)零件，集成了電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、減速器及雙編碼器，最大輸出力矩可達(dá)32Nm，最大轉(zhuǎn)速220RPM，力矩帶寬＞1kHz。突破SLAM、ToF激光雷達(dá)、結(jié)構(gòu)光等算法核心技術(shù)，增強(qiáng)了場(chǎng)景識(shí)別和語(yǔ)義理解能力。-機(jī)器人涉及仿真皮膚、機(jī)械結(jié)構(gòu)、柔性機(jī)器人關(guān)節(jié)、運(yùn)動(dòng)控制等多項(xiàng)研發(fā)，是未來(lái)應(yīng)用于遠(yuǎn)程教學(xué)、直播等場(chǎng)景的雛形。-目前計(jì)劃核心零部件自主完成，已有很好的技術(shù)儲(chǔ)備。-傅利葉智能在康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域的產(chǎn)品矩陣已經(jīng)基本成型。“CyberOne”高1.77米，重52kg。CyberOne全身13個(gè)關(guān)節(jié)“CyberOne”高1.77米，重52kg。配備Mi-Sense深度視覺(jué)模塊；面部的曲面OLED模塊可以顯示實(shí)時(shí)交互信息。資料來(lái)源：各公司公眾號(hào)、官網(wǎng)（引用后文資料），民生證券研究院整理證券研究報(bào)告4 1.1特斯拉bot加速人形機(jī)器人賽道爭(zhēng)奪戰(zhàn)2023年5月特斯拉展示了TeslaBot人形機(jī)器人“擎天柱”（Optimus）的全新型號(hào)。該款人形機(jī)器人不僅會(huì)模仿人類動(dòng)作，還可以完成物品分類、抓力控制等更復(fù)雜的任務(wù)。該款人形機(jī)器人結(jié)合了特斯拉的AI技術(shù)，即基于視覺(jué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)測(cè)能力的自動(dòng)駕駛技術(shù)，具有極強(qiáng)算力的DOJOD1超級(jí)計(jì)算機(jī)芯片，Dojo架構(gòu)擁有一個(gè)大規(guī)模計(jì)算平面，極高寬帶和低延遲。作為Dojo架構(gòu)的重要組成部分，D1芯片采用7納米制造工藝，處理能力為每秒1024億次。由于每個(gè)D1芯片之間都是無(wú)縫連接在一起，相鄰芯片之間的延遲極低，訓(xùn)練模塊最大程度上實(shí)現(xiàn)了帶寬的保留，配合特斯拉自創(chuàng)的高帶寬、低延遲的連接器，算力高達(dá)9PFLOPs（9000萬(wàn)億圖表：Optimus實(shí)物資料來(lái)源：Tesla，民生證券研究院資料來(lái)源：快科技，資料來(lái)源：Tesla，民生證券研究院55優(yōu)必選科技在2012年成立前就開(kāi)始投入人形機(jī)器人的研發(fā)，至今已超過(guò)11年。2016年優(yōu)必選搭建Walker原型機(jī)，2018年發(fā)布第一代大型雙足仿人服務(wù)機(jī)器人Walker，迄今已經(jīng)過(guò)四次迭代，2021年發(fā)布人形服務(wù)機(jī)器人WalkerX。WalkerX身高130cm、體重63kg，具有41個(gè)高性能伺服驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)，能夠進(jìn)行類人步態(tài)行走，最高時(shí)速為3km/h；面部160°環(huán)繞4.6K高清雙柔性曲面屏，靈動(dòng)酷炫的四維燈語(yǔ)體系；機(jī)器人的頭部、手掌、電池都可以快速拆卸和組裝，實(shí)現(xiàn)了“模塊化”；配備便捷可拆卸電池。資料來(lái)源：優(yōu)必選，民生證券研究院66 8月16日至22日，達(dá)闥人形雙足機(jī)器人XR4“七仙女”亮相2023世界機(jī)器人大會(huì)，這款人形雙足機(jī)器人由達(dá)闥全棧自研，搭載海睿云端大腦操作系統(tǒng)，集成了多模態(tài)大模型RobortGPT，擁有接近人類的智慧，使其成為“具身智能”的代表之作。同時(shí)，“七仙女”還創(chuàng)新性的引入了并聯(lián)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的智能柔性關(guān)節(jié)技術(shù)，通過(guò)基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、高產(chǎn)量、低成本的智能柔性關(guān)節(jié)SCA，解決了人形雙足機(jī)器人關(guān)鍵零部件“卡脖子”問(wèn)題。“七仙女”支持實(shí)時(shí)接入達(dá)闥云端大腦，通過(guò)多模態(tài)大模型RobotGPT賦能，具備多模態(tài)融合感知、認(rèn)知、決策和行為生成能力，實(shí)現(xiàn)高性能的具身智能，以接近人類智慧的能力開(kāi)展工作；基于數(shù)字孿生的深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)完成自主智能訓(xùn)練，生成機(jī)器人多種步態(tài)和動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)平衡站立、優(yōu)美步態(tài)、靈巧雙臂和雙手操作。圖表：達(dá)闥XR4“七仙女”機(jī)器人資料來(lái)源：達(dá)闥公眾號(hào)，民生證券研究院整理資料來(lái)源：人民政協(xié)網(wǎng)，民生證券研究院整理證券研究報(bào)告 8月15日晚，宇樹(shù)正式宣布進(jìn)軍通用人形機(jī)器人領(lǐng)域，發(fā)布旗下首款通用人形機(jī)器人產(chǎn)品H1。從已公布的數(shù)據(jù)來(lái)看，H1人形機(jī)器人采用輕量化材料設(shè)計(jì)，整體重量只有47kg，整身?yè)碛?9個(gè)自由度，行走姿態(tài)輕盈穩(wěn)健，尤為突出的H1腿部關(guān)節(jié)電機(jī)部分，峰值扭矩達(dá)到了360N·m，并且配合中空軸線和雙編碼器。據(jù)宇樹(shù)研發(fā)工程師透露，為適配大負(fù)載，高密度，大功率的需要，宇樹(shù)專門(mén)為H1人形機(jī)器人設(shè)計(jì)了扭矩密度更高的M107關(guān)節(jié)電機(jī)。資料來(lái)源：資料來(lái)源：Unitree宇樹(shù)科技公眾號(hào)，民生證券研究院資料來(lái)源：Unitree宇樹(shù)科技公眾號(hào)，民生證券研究院資料來(lái)源：Unitree宇樹(shù)科技公眾號(hào)，民生證券研究院8 8月18日，智元機(jī)器人舉辦發(fā)布會(huì)，稚暉君與團(tuán)隊(duì)一起發(fā)布了人形雙足機(jī)器人遠(yuǎn)征A1。遠(yuǎn)征A1身高175cm，重量53kg，最高步速可達(dá)7km/h，全身49個(gè)自由度，整機(jī)承重80kg，單臂最大負(fù)載5kg。不僅在形態(tài)上與人類相似，遠(yuǎn)征A1更在雙足行走、智能任務(wù)、人機(jī)互動(dòng)等領(lǐng)域展現(xiàn)出業(yè)界領(lǐng)先的能力?！斑h(yuǎn)征A1是智元的第一代通用型具身智能機(jī)器人，未來(lái)可在各種復(fù)雜場(chǎng)景下自主完成移動(dòng)和操作任務(wù)。我們致力于將先進(jìn)的機(jī)器人和AI技術(shù)與人類生活以及生產(chǎn)制造緊密結(jié)合，讓機(jī)器人成為人類的得力助手?！敝窃镜穆?lián)合創(chuàng)始人稚暉君在發(fā)布會(huì)上表示。智元自研的PowerFlow使用準(zhǔn)直驅(qū)關(guān)節(jié)方案，實(shí)現(xiàn)了低齒槽轉(zhuǎn)矩設(shè)計(jì)，搭配10速比以內(nèi)的高力矩透明度行星減速器、共軛同軸雙編碼器、一體液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)，以及自研的矢量控制驅(qū)動(dòng)器，峰值扭矩超過(guò)350NM，而重量?jī)H為1.6KG。資料來(lái)源：新智元公眾號(hào)，民生證券研究院資料來(lái)源：新智元公眾號(hào)，民生證券研究院資料來(lái)源：新智元公眾號(hào)，民生證券研究院·99 2023年3月28日，追覓通用人形機(jī)器人首次亮相。智能算法方面，追覓科技突破SLAM、ToF激光雷達(dá)、結(jié)構(gòu)光等算法核心技術(shù)，增強(qiáng)了場(chǎng)景識(shí)別和語(yǔ)義理解能力。同時(shí)，得益于追覓科技在掃地機(jī)器人上擁有豐富的目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別、多傳感器感知融合處理策略、導(dǎo)航定位及地圖管理與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，包括地圖語(yǔ)義理解自動(dòng)分割、航點(diǎn)導(dǎo)航等技術(shù)，在智能送餐機(jī)器人、無(wú)線泳池清潔機(jī)器人、四足機(jī)器狗及通用人形機(jī)器人研發(fā)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了高效技術(shù)復(fù)用。電機(jī)方面，追覓科技具有伺服電機(jī)自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)以及生產(chǎn)制造能力。據(jù)介紹，追覓科技自研伺服電機(jī)內(nèi)含60多個(gè)零件，集成了電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、減速器及雙編碼器，其中減速器部分采用高強(qiáng)度鉻鋼，主體結(jié)構(gòu)部分采用鋁合金和鎂合金，最大輸出力矩可達(dá)32Nm，最大轉(zhuǎn)速220RPM，力矩帶寬＞1kHz，具備快速響應(yīng)能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)器人關(guān)節(jié)力度和精度的精準(zhǔn)控制。圖表：追覓機(jī)器人靈巧手圖表：追覓機(jī)器人拉花資料來(lái)源：追覓機(jī)器人公眾號(hào)，民生證券研究院整理資料來(lái)源：追覓機(jī)器人公眾號(hào)，民生證券研究院整理資料來(lái)源：追覓機(jī)器人公眾號(hào)，民生證券研究院整理資料來(lái)源：追覓機(jī)器人公眾號(hào)，民生證券研究院整理 在2023世界機(jī)器人大會(huì)中，EX機(jī)器人是唯一參展的仿生人形機(jī)器人企業(yè)。EXROBOT作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先人形機(jī)器人品牌，將在今年大會(huì)期間展示領(lǐng)先的前沿技術(shù)、核心零部件、“人形機(jī)器人+”應(yīng)用場(chǎng)景，具體包括機(jī)器人柔性電機(jī)、動(dòng)態(tài)臉墻、人形機(jī)器人酒吧、人形機(jī)器人靈巧手等。同時(shí)，還將發(fā)布最新多模態(tài)人機(jī)交互人形機(jī)器人產(chǎn)品，展示領(lǐng)先的人形機(jī)器人前沿技術(shù)，引領(lǐng)仿生人形機(jī)器人發(fā)展方向。EX機(jī)器人聯(lián)合創(chuàng)始人李博陽(yáng)介紹，這些機(jī)器人涉及仿真皮膚、機(jī)械結(jié)構(gòu)、柔性機(jī)器人關(guān)節(jié)、運(yùn)動(dòng)控制等多項(xiàng)研發(fā)，是未來(lái)應(yīng)用于遠(yuǎn)程教學(xué)、直播等場(chǎng)景的雛形。資料來(lái)源：EXROBOTS，民生證券研究院資料來(lái)源：EXROBOTS，民生證券研究院證券研究報(bào)告博實(shí)股份8月18日晚間公告，公司與哈爾濱工業(yè)大學(xué)簽訂《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，共同設(shè)立人形機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及原理樣機(jī)產(chǎn)業(yè)化研發(fā)項(xiàng)目，并在未來(lái)共同推進(jìn)相關(guān)技術(shù)成果和產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。在回復(fù)“公司與哈工大合作研發(fā)人形機(jī)器人，人形機(jī)器人的核心零部件，計(jì)劃自主還是外采？”問(wèn)題時(shí)，博實(shí)股份稱，考慮到相對(duì)極限的設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)和性能，目前計(jì)劃核心零部件自主完成，已有很好的技術(shù)儲(chǔ)備。資料來(lái)源：博實(shí)股份官網(wǎng)資料來(lái)源：博實(shí)股份官網(wǎng)，民生證券研究院證券研究報(bào)告資料來(lái)源：博實(shí)股份官網(wǎng)，民生證券研究院傅利葉是國(guó)內(nèi)康復(fù)機(jī)器人頭部企業(yè)。目前，傅利葉智能在康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域的產(chǎn)品矩陣已經(jīng)基本成型，包括上肢、下肢、運(yùn)動(dòng)與平衡以及物理治療；自主研發(fā)的ArmMotus?EMU三維上肢康復(fù)機(jī)器人、ExoMotus?下肢康復(fù)機(jī)器人、運(yùn)動(dòng)與平衡訓(xùn)練系統(tǒng)、物理因子治療系列等產(chǎn)品，針對(duì)身體不同部位，融合多種康復(fù)類型，提供從急性期、穩(wěn)定期到恢復(fù)期的全周期同質(zhì)化康復(fù)治療，顯著提升康復(fù)效率。7月6日，2023世界人工智能大會(huì)開(kāi)幕式上，傅利葉智能在重大創(chuàng)新成果首秀環(huán)節(jié)發(fā)布了最新研發(fā)的一款通用人形機(jī)器人GR-1。資料來(lái)源：傅利葉，民生證券研究院圖表：傅利葉第一款通用人形機(jī)器人GR-1資料來(lái)源：澎湃新聞，民生證券研究院2022年8月小米發(fā)布公司首個(gè)全尺寸人形仿生機(jī)器人“CyberOne”，高1.77米，重52kg，內(nèi)部名稱“鐵大”。CyberOne配備Mi-Sense深度視覺(jué)模塊，搭配AI算具備感知3D空間并識(shí)別個(gè)體、手勢(shì)和表情的能力；憑借自主研發(fā)的MiAI環(huán)境語(yǔ)義識(shí)別引擎和MiAI語(yǔ)音情感識(shí)別引擎，CyberOne可識(shí)別85種環(huán)境聲音和45類人類情感；面部的曲面OLED模塊，可以顯示實(shí)時(shí)交互信息。人形機(jī)器人尚需突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，小米持續(xù)耕耘。小米“極度看好智能機(jī)器人在生活、工作中的應(yīng)用”，目前人形機(jī)器人的成本每臺(tái)大概六、七十萬(wàn)元，尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；2023年4月21日，小米在北京投資5000萬(wàn)元設(shè)立北京小米機(jī)器人技術(shù)有限公司，持續(xù)耕耘人形機(jī)器人板塊。圖表：小米CyberOne發(fā)布資料來(lái)源：小米，民生證券研究院資料來(lái)源：小米，民生證券研究院資料來(lái)源：小米，民生證券研究院證券研究報(bào)告運(yùn)控算法迭代，機(jī)器人踏出第一步證券研究報(bào)告 7月29日，谷歌旗下的AI研究機(jī)構(gòu)DeepMind發(fā)布了RT-2。RT-2表明，將視覺(jué)語(yǔ)言模型(VLM)預(yù)訓(xùn)練與機(jī)器人數(shù)據(jù)相結(jié)合，可以將視覺(jué)語(yǔ)言模型(VLM)轉(zhuǎn)化為強(qiáng)大的視覺(jué)語(yǔ)言動(dòng)作(VLA)模型，從而直接控制機(jī)器人。通過(guò)基于PaLM-E和PaLI-X的兩個(gè)VLAs實(shí)例，RT-2產(chǎn)生了高度改進(jìn)的機(jī)器人策略，更重要的是，從網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的視覺(jué)語(yǔ)言預(yù)訓(xùn)練中繼承了顯著更好的泛化性能和應(yīng)急能力。RT-2不僅是對(duì)現(xiàn)有VLM模型的簡(jiǎn)單有效的修改，該甚至機(jī)器人可以推理，解決問(wèn)題，并解釋在現(xiàn)實(shí)世界中執(zhí)行各種任務(wù)的信息。圖表：可以控制機(jī)器人的視覺(jué)語(yǔ)言動(dòng)作(VLA)模型圖表：RT-2架構(gòu)和訓(xùn)練資料來(lái)源：GoogleDeepmind，民生證券研究院資料來(lái)源：GoogleDeepmind，民生證券研究院資料來(lái)源：GoogleDeepmind，民生證券研究院2023年7月，李飛飛團(tuán)隊(duì)發(fā)布具身智能研究成果，大模型接入機(jī)器人，把復(fù)雜指令轉(zhuǎn)化成具體行動(dòng)規(guī)劃，無(wú)需額外數(shù)據(jù)和訓(xùn)練。RT-2不僅是對(duì)現(xiàn)有VLM模型的簡(jiǎn)單有效的修改，而且還顯示了構(gòu)建通用物理機(jī)器人的承諾，該機(jī)器人可以推理，解決問(wèn)題，并解釋在現(xiàn)實(shí)世界中執(zhí)行各種任務(wù)的信息。根據(jù)RGB-D對(duì)環(huán)境的觀察和語(yǔ)言指令，LLM生成與VLM交互的代碼，以生成基于機(jī)器人觀察空間的一系列3D功能圖和約束圖(統(tǒng)稱為值圖)(a)。然后，合成的值圖作為運(yùn)動(dòng)規(guī)劃者合成機(jī)器人操作軌跡的目標(biāo)函數(shù)(b)。整個(gè)過(guò)程不涉及任何額外的訓(xùn)練。資料來(lái)源：資料來(lái)源：VoxPoser，民生證券研究院整理8月15日，宇樹(shù)發(fā)布人形機(jī)器人H1，具備走路、預(yù)判躲閃、干擾后復(fù)位、小跑等運(yùn)動(dòng)能力。目前H1人形機(jī)器人的行走和平衡均是通過(guò)自主計(jì)算來(lái)完成的，沒(méi)有人為干預(yù)介入。宇樹(shù)在H1人形機(jī)器人上面也集成了AI大模型，來(lái)提升與人類的交互水平。宇樹(shù)H1感知傳感器配置為3D激光雷達(dá)＋深度相機(jī)，控制和感知算力選用2xlntelCorei7-1265U。資料來(lái)源：資料來(lái)源：Unitree宇樹(shù)科技公眾號(hào)，民生證券研究院資料來(lái)源：Unitree宇樹(shù)科技公眾號(hào)，民生證券研究院資料來(lái)源：Unitree宇樹(shù)科技公眾號(hào)，民生證券研究院8月22日，智元人形機(jī)器人遠(yuǎn)征A1。AgiROS是智元自研的一套機(jī)器人運(yùn)行時(shí)中間件系統(tǒng)AgiROS秉持輕量、易用、高性能、高擴(kuò)展性等原則，遵循現(xiàn)代的開(kāi)發(fā)范式，提供多種語(yǔ)言的接口，以插件形式兼容主流生態(tài)，包括ROS、ROS2等機(jī)器人開(kāi)發(fā)生態(tài)、GRPC、HTTP等云服務(wù)生態(tài)。智元的具身智腦El-Brain架構(gòu)中，把機(jī)器人的思維系統(tǒng)分為云端的超腦、端側(cè)的大腦、小腦，以及腦干幾層，分別對(duì)應(yīng)機(jī)器人任務(wù)級(jí)、技能級(jí)、指令級(jí)以及伺服級(jí)的能力。并且基于任務(wù)數(shù)據(jù)反饋，El-Brain具備在機(jī)器人任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中不斷自我學(xué)習(xí)強(qiáng)化的能力。與傳統(tǒng)Al技術(shù)不同，智元的Work-GPT充分應(yīng)用了語(yǔ)言和圖像大模型龐大的先驗(yàn)知識(shí)庫(kù)和強(qiáng)大的通識(shí)理解能力，并實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的語(yǔ)義多級(jí)推理能力，即“思維鏈”。資料來(lái)源：智元機(jī)器人公眾號(hào)，民生證券研究院資料來(lái)源：智元機(jī)器人公眾號(hào)，民生證券研究院03.硬件設(shè)計(jì)方案與選擇證券研究報(bào)告20力傳感器力傳感器力傳感器可分為一維傳感器和多維傳感器，根據(jù)感力原件的不同，傳感器主要分為三類：應(yīng)變式力傳感器、光學(xué)式傳感器以及壓電式力傳感力傳感器是機(jī)械、電子、算法、計(jì)量融合的復(fù)雜交叉學(xué)科，技術(shù)壁壘較高。多維力傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)更精細(xì)的工作需求。利用傳感器的路徑記錄功能，操作員可以簡(jiǎn)單地抓住臂端裝置并進(jìn)行預(yù)期的移動(dòng)。傳感器記錄操作員施加的力和方向，然后機(jī)器人就可以重復(fù)操作員的動(dòng)作。這將極大地提高工作效率，同時(shí)將有助于保障操作工人的安全。力傳感器的重要部件包含彈性體和應(yīng)變片，彈性體制造質(zhì)量直接影響到傳感器的測(cè)試性能指標(biāo)，因此，彈性體的制造是力傳感器生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。力傳感器的生產(chǎn)流程主要包含彈性體加工及后處理工藝。證券研究報(bào)告21 機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是指用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)人的視覺(jué)功能，即用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)客觀的三維世界的識(shí)別。當(dāng)前主流的的視覺(jué)方案分為飛行時(shí)間（TOF）法、立體視覺(jué)法、結(jié)構(gòu)光法。綜合分析特斯拉、優(yōu)必選、小米、波士頓動(dòng)力，綜合本與性能考慮，目前人形機(jī)器人中主要采用TOF法與立體視覺(jué)法。視覺(jué)傳感器分為消費(fèi)級(jí)與工業(yè)級(jí)，不同情形下單價(jià)有差異。消費(fèi)級(jí)3D視覺(jué)方案對(duì)于精度的要求更低，對(duì)成本的控制更為嚴(yán)格。工業(yè)級(jí)機(jī)器視覺(jué)由于各廠商內(nèi)部情況和應(yīng)用場(chǎng)景不同，定制化程度更高，對(duì)技術(shù)、精度、穩(wěn)定性等的要求也更高，工業(yè)中的機(jī)器視覺(jué)單元主要由工業(yè)相機(jī)、圖像采集卡、圖像處理器構(gòu)成。圖表：機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)構(gòu)造資料來(lái)源：《2022年中國(guó)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)》，民生證券研究院證券研究報(bào)告22 一個(gè)IMU通常包含三個(gè)軸向的陀螺和三個(gè)軸向的加速度計(jì)，以測(cè)量物體在三維空間中的角速率和加速度。IMU傳感器：人形機(jī)器人借助實(shí)現(xiàn)定位、平衡及姿態(tài)檢測(cè)。目前人形機(jī)器人中需要采用IMU慣性傳感器。根據(jù)精度要求，IMU可分為消費(fèi)級(jí)、工業(yè)級(jí)、戰(zhàn)術(shù)級(jí)，根據(jù)原理的不同也可分為MEMSIMU，光纖IMU，其中自動(dòng)駕駛或人形機(jī)器人一般采用工業(yè)級(jí)的MMESIMU即可，價(jià)格帶在數(shù)百元至數(shù)千元。IMU難點(diǎn)主要在解決誤差和提高精度。MEMSIMU的誤差一是來(lái)源于慣性傳感器自身的誤差，二是IMU在集成過(guò)程中產(chǎn)生的誤差。而上述兩種誤差又可分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。圖表：MEMS陀螺儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)資料來(lái)源：知乎，民生證券研究院資料來(lái)源：知乎，民生證券研究院資料來(lái)源：芯動(dòng)聯(lián)科招股書(shū)，民生證券研究院23資料來(lái)源：華強(qiáng)電子，民生證券研究院 電子皮膚是一類柔韌、可拉伸、能夠自我修復(fù)的電子產(chǎn)品，它能夠模仿人類或動(dòng)物皮膚的功能。電子皮膚通常具有感知能力，它旨在重現(xiàn)人類皮膚響應(yīng)環(huán)境因素變化的能力（如熱量和壓力的變化）。電子皮膚可以為機(jī)器人提供精細(xì)的力學(xué)反饋,幫助機(jī)器人完成準(zhǔn)確的抓握和操縱任務(wù)。電子皮膚既將靈活的機(jī)械特性和傳感器成功結(jié)合，又具有自我修復(fù)能力。資料來(lái)源：澎湃新聞，民生證券研究院資料來(lái)源：小米官網(wǎng)，民生證券研究院證券研究報(bào)告24 行星減速器是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。行星減速機(jī)體積小、重量輕，承載能力高，使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。具有功率分流、多齒嚙合獨(dú)用的特性。資料來(lái)源：百度百科，民生證券研究院資料來(lái)源：深圳維動(dòng)自動(dòng)化設(shè)備，民生證券研究院2521.00%21.00%諧波減速器是人形機(jī)器人的重要核心零部件。減速器是常用作原動(dòng)件與工作件之間的減速傳動(dòng)裝置，在二者之間起到匹配轉(zhuǎn)速、傳遞扭矩的作用，常見(jiàn)的有RV減速機(jī)、諧波減速機(jī)等。由于諧波減速器具有體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，因此是人形機(jī)器人的優(yōu)質(zhì)選擇。國(guó)產(chǎn)替代持續(xù)進(jìn)行，哈默納科仍是國(guó)內(nèi)市占第一。哈默納科在全球范圍內(nèi)諧波減速器領(lǐng)域處于市場(chǎng)主導(dǎo)地位，依靠長(zhǎng)期的研發(fā)技術(shù)積累、規(guī)?；纳a(chǎn)能力、穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量和性能持續(xù)保持競(jìng)爭(zhēng)力。但近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)諧波減速器技術(shù)的突破，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，2021年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率已經(jīng)超過(guò)45%，未來(lái)有望繼續(xù)提高。來(lái)福諧波13.00%8.00%51.00%7.00%51.00%18.06%37.03%4.06%4.73%9.00%21.03%6.09%21.03%綠的諧波綠的諧波10.28%35.51%4.24%35.51%4.45%5.70%7.40%24.72%7.69%24.72%資料來(lái)源：高工機(jī)器人，《工業(yè)機(jī)器人減速器市場(chǎng)分析與產(chǎn)業(yè)供需格局研究報(bào)告》，民生證券研究院26 絲杠具有滑動(dòng)摩擦系數(shù)較小、高效率、長(zhǎng)壽命、可逆轉(zhuǎn)、易于控制的特點(diǎn)，使其在機(jī)械傳動(dòng)中被廣泛絲杠按其摩擦特性可分為三類：即滑動(dòng)絲杠、滾動(dòng)絲杠及靜壓絲杠。導(dǎo)軌與絲杠成套運(yùn)行，導(dǎo)軌用于實(shí)現(xiàn)支撐和導(dǎo)向。常用導(dǎo)軌種類包括滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等。圖表：滾珠絲杠、滾柱絲杠、梯形絲杠的特點(diǎn)對(duì)比圖表：主資料來(lái)源：上銀科技，民生證券研究院靜壓導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌一般滑動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌塑料導(dǎo)軌液體靜壓氣體靜壓定位精度高高高高高低摩擦性大小運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性低速易爬行好好好好抗振性能成本低高資料來(lái)源：知乎，深圳合發(fā)齒輪機(jī)械公眾號(hào)，南通威昂傳動(dòng)科技有限公司官方賬號(hào)等，民生證券研究院資料來(lái)源：知乎，深圳合發(fā)齒輪機(jī)械公眾號(hào)，南通威昂傳動(dòng)科技有限公司官方賬號(hào)等，民生證券研究院資料來(lái)源：《機(jī)電一體化技術(shù)》，民生證券研究院證券研究報(bào)告27 常見(jiàn)電機(jī)可分為直流與交流電機(jī)、有刷與無(wú)刷電機(jī)、同步與異步電機(jī)?？招谋姍C(jī)——機(jī)器人的手指執(zhí)行器。屬于直流永磁伺服電動(dòng)機(jī)的空心杯電機(jī)完美契合人形機(jī)器人對(duì)應(yīng)手指關(guān)節(jié)輕量化、高精度等需求。直驅(qū)電機(jī)在部分承力較大的關(guān)節(jié)大扭矩是不錯(cuò)的選擇。直驅(qū)電機(jī)是直接驅(qū)動(dòng)式電機(jī)的簡(jiǎn)稱，不需經(jīng)過(guò)傳動(dòng)裝置（如傳動(dòng)皮帶等），可以分為旋轉(zhuǎn)直驅(qū)電機(jī)或直線直驅(qū)電機(jī)兩類。與非直驅(qū)電機(jī)相比直驅(qū)電機(jī)剛性高，系統(tǒng)控制帶寬高，系統(tǒng)響應(yīng)迅速，精度更高，具有較高的能源效率，且減少了維護(hù)工作量，可靠性更高。資料來(lái)源：找磁材、民生證券研究院資料來(lái)源：東莞市泰萊自動(dòng)化、民生證券研究院資料來(lái)源：北京博創(chuàng)興盛機(jī)器人、民生證券研究