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文檔簡介
概述01人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況02人形機器人的產(chǎn)業(yè)鏈條和關(guān)鍵環(huán)節(jié)人形機器人產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展趨勢及展望0304人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景人形機器人的基本概念和分類01
概述
1.1
人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景 人形機器人產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代科技發(fā)展的前沿領域,代表著人工智能與機械工程的高度融合。近年來,隨著人工智能技術(shù)的不斷進步,尤其是深度學習和計算機視覺等領域的突破,人形機器人從實驗室走向市場,應用場景不斷拓展。特別是2024年,技術(shù)突破與市場需求推動了人形機器人產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展,產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)協(xié)同進步,應用場景日益豐富,市場規(guī)模持續(xù)擴大。人工智能的發(fā)展:近年來,人工智能(AI)技術(shù)的迅猛發(fā)展極大地推動了人形機器人的進步。AI算法特別是深度學習和強化學習,使得機器人具備更高的智能水平,能夠進行自主學習、決策和復雜任務的執(zhí)行
。傳感器技術(shù)的進步:高精度的傳感器(如攝像頭、激光雷達、觸覺傳感器等)和數(shù)據(jù)處理能力的提升,使得人形機器人能夠更好地感知和理解環(huán)境,從而實現(xiàn)更精細和安全的操作
。機械與控制系統(tǒng)的提升:先進的機械設計和控制系統(tǒng)(包括伺服電機、液壓系統(tǒng)等)為人形機器人提供了更高的靈活性和運動能力,能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的動態(tài)平衡和精確操作
。服務行業(yè)的需求:隨著社會服務需求的增加,如家庭助理、醫(yī)療護理、教育和娛樂等領域,人形機器人因其人性化的互動方式和多功能性,成為滿足這些需求的重要工具
。勞動力短缺與老齡化社會:在許多國家,勞動力短缺和人口老齡化問題日益嚴重,人形機器人被視為解決這些問題的關(guān)鍵手段,能夠在護理、陪伴、助理等方面發(fā)揮重要作用
。工業(yè)自動化的推進:在制造業(yè)中,人形機器人能夠執(zhí)行高度重復性和危險的任務,提高生產(chǎn)效率和安全性。這推動了機器人在工業(yè)領域的廣泛應用
。技術(shù)進步與創(chuàng)新驅(qū)動市場需求與應用驅(qū)動
1.2
人形機器人的基本概念和分類 頭部:通常裝有攝像頭(作為眼睛)和麥克風(作為耳朵),用于感知周圍環(huán)境。軀干:包含了主要的電子組件和電源,支撐其他部件。雙臂和雙腿:模仿人類的四肢,能夠進行多種動作,如抓取、搬運、行走和跳躍。行走和奔跑:通過復雜的運動控制算法和機械設計,實現(xiàn)類似人類的步態(tài)。手部操作:精密的機械手能夠執(zhí)行抓取、旋轉(zhuǎn)、捏合等動作,適用于多種任務。視覺:配備攝像頭和圖像處理系統(tǒng),能夠識別人臉、物體和環(huán)境。聽覺:通過麥克風和語音識別技術(shù),進行語音指令的接收和處理。觸覺:部分高級機器人配備觸覺傳感器,能夠感知物體的硬度、溫度等信息。人工智能:內(nèi)置AI算法,用于自然語言處理、自主決策和學習。能夠與人類進行自然對話,理解并執(zhí)行復雜任務。環(huán)境感知和導航:利用傳感器數(shù)據(jù)進行環(huán)境建模和路徑規(guī)劃,確保在復雜環(huán)境中自主移動。感知能力智能系統(tǒng)人形機器人,又稱類人機器人、仿生人等,是指模仿人類外形和行為的機器人,其設計目的是在結(jié)構(gòu)和功能上盡可能接近人類。這些機器人通常具備頭部、軀干、雙臂和雙腿,并配備了多種傳感器和執(zhí)行器,以實現(xiàn)感知、運動和與人類的交互。外形結(jié)構(gòu) 運動能力人形機器人市場和研發(fā)正處于快速變化和發(fā)展的階段,目前尚未形成統(tǒng)一且明確的分類標準。以下是當前幾種較為常見的分類方式:按照移動方式分類按照外觀形態(tài)分類
1.2
人形機器人的基本概念和分類 仿真型非仿真型外觀接近人類,模擬人類的面部表情和肢體動作。配備復雜的表情系統(tǒng),可以展示情感和反應。用于人機交互和社會研究。具有人類的基本形態(tài)(頭部、軀干、雙臂等),但外觀不完全模仿人類,設計更偏向功能性和實用性。主要用于工業(yè)自動化和服務領域。足式模仿人類的步態(tài),使用兩條腿行走。能夠在多種地面上保持平衡,執(zhí)行復雜的移動如跳躍、蹲下或爬樓梯。NEO輪式下半身或腳部安裝輪子,提高移動速度和穩(wěn)定性。主要用于平坦地面,適合快速移動和長時間任務。EVE混合移動結(jié)合雙足和輪式或其他類型的移動機制??梢愿鶕?jù)環(huán)境和任務需要選擇最合適的移動方式。DRC-Hubo+HRP-4CHRP-4按照驅(qū)動類型分類按照尺寸和規(guī)模分類
1.2
人形機器人的基本概念和分類 小型尺寸:通常在10厘米到50厘米之間。重量:較輕,通常在10公斤以內(nèi)。應用:主要用于教育、研究和娛樂。ROBI中型尺寸:通常在50厘米到1.3米之間。重量:通常在幾公斤到幾十公斤之間。應用:主要用于教育、服務、研究和輕工業(yè)等領域。Kibo大型尺寸:通常在1.3米到2米之間。重量:通常在幾十公斤到幾百公斤之間。應用:用于更復雜和重型的任務,如救援、建筑、重工業(yè)和高端服務業(yè)。REEM-C超大型尺寸:通常超過2米,甚至更高。重量:通常在幾百公斤以上。應用:這類機器人多用于特定的研究項目和展示。Eagle
Prime電動驅(qū)動使用電動機作為主要驅(qū)動源。驅(qū)動精度高,適合精細操作。動作相對平穩(wěn),適用于多種應用場景。Atlas液壓驅(qū)動使用液壓系統(tǒng)(液壓泵和液壓缸)作為主要驅(qū)動源。提供強大的驅(qū)動力和高扭矩,適用于重載和高強度任務。HD
Atlas氣動驅(qū)動使用氣動系統(tǒng)(空氣壓縮機和氣缸)作為驅(qū)動源。驅(qū)動力量相對較小,適用于輕載任務。iCub混合驅(qū)動結(jié)合多種驅(qū)動類型(如電動和液壓、氣動等)以優(yōu)化性能和適應不同任務需求。Jimmy
1.2
人形機器人的基本概念和分類 按照應用場景分類服務型迎賓和導覽:提供信息咨詢和引導服務。送餐和快遞:在酒店和餐廳中遞送餐食和物品??蛻舴眨航獯痤櫩偷膯栴}和提供幫助。Pepper醫(yī)療型護理輔助:幫助患者移動、提供基本護理服務??祻陀柧殻狠o助患者進行康復訓練和物理治療。醫(yī)療輔助:支持醫(yī)生進行手術(shù)和檢查等。Tora教育型編程教學:教授學生編程和機器人技術(shù)。教育輔助:用于科學實驗和教學演示?;訉W習:通過互動增強學生的學習興趣和效果。AELOS工業(yè)型物品搬運:搬運和整理物品,減少人工勞動。裝配和檢測:在生產(chǎn)線上進行裝配、檢測和維護。Digit娛樂型互動娛樂:參與互動游戲和娛樂活動。表演展示:展示舞蹈和其他技能。家庭陪伴:提供陪伴和簡單的家務服務。Stuntronics研究型科學研究:用于研究人工智能、機器人技術(shù)和人機交互。技術(shù)測試:測試新技術(shù)、新算法和新硬件。Valkyrie通用型多功能性:能夠執(zhí)行各種不同的任務,包括服務、護理、教育、娛樂等。高度靈活性和適應性:適應多種環(huán)境和任務需求,具備自主學習和調(diào)整能力。Optimus全球人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況中國人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀上半年行業(yè)融資情況上半年產(chǎn)品及創(chuàng)新情況上半年市場應用情況市場競爭格局及主要參與者02
人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況
2.1
全球人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況 實現(xiàn)了關(guān)節(jié)驅(qū)動,能夠根據(jù)指令完成特定工作人工智能技術(shù)快速發(fā)展,感知技術(shù)、自主決策、自主導航、協(xié)作能力等大幅提升實現(xiàn)高動態(tài)運動,具備更高的環(huán)境感知能力、決策能力、學習能力以及運動控制能力運行功能逐步完善,并實現(xiàn)能夠替代人類完成重力作業(yè)的功能1972年-2000年2000年-2013年2013年-2022年2022年至今人形機器人技術(shù)的早期探索可追溯至20世紀中期。1972年,日本早稻田大學研發(fā)出世界上第一款全尺寸人形智能機器人WABOT-1。進入1990年代后,隨著研究方向的創(chuàng)新,控制方法和人工智能等方面的突破不斷涌現(xiàn),推動了人形機器人技術(shù)的快速發(fā)展。2000年,本田推出ASIMO,標志著人形機器人的運行功能逐步完善。經(jīng)過多次技術(shù)迭代,人形機器人具備了更高的環(huán)境感知能力、決策能力、學習能力和運動控制能力。2022年,特斯拉推出Optimus機器人,引領新一輪人形機器人研發(fā)熱潮。此外,人工智能的快速進步為人形機器人研發(fā)注入了新動力,有望進一步實現(xiàn)商業(yè)化落地。1972早稻田大學Wabot
12000本田Asimo1980早稻田大學Wabot
22009波士頓動力Petman2013波士頓動力Atlas2017PALRobotics
TALOS2023Figure
012022特斯拉Optimususerid:529794,docid:174173,date:2024-09-07,
2.1
全球人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況 中國美國日本韓國法國德國作為一種高科技產(chǎn)業(yè),人形機器人技術(shù)的發(fā)展與當?shù)氐慕?jīng)濟條件、教育水平以及科研實力密切相關(guān)。因此,這一產(chǎn)業(yè)主要集中在經(jīng)濟較為發(fā)達的國家和地區(qū),如北美、東亞和西歐。通過綜合分析企業(yè)數(shù)量、專利申請量、政策密集度、投融資熱度和市場關(guān)注度(媒體報道)這五個維度,可以得出,當前中國、美國、日本、韓國、法國和德國是人形機器人產(chǎn)業(yè)熱度最高的國家。
2.1
全球人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況 法國主要參與者國家中國美國日本韓國德國其他160+從企業(yè)數(shù)量上來看,中國、美國、日本遙遙領先于其他地區(qū)。據(jù)新戰(zhàn)略產(chǎn)研所不完全統(tǒng)計,截至2024年6月,全球人形機器人本體制造企業(yè)已超160家。其中,中國企業(yè)超過60家,占比37%,是全球人形機器人本體制造企業(yè)數(shù)量最多的國家。其后是美國和日本,占比分別為19%和11%。全球人形機器人本體企業(yè)地區(qū)分布2.1
全球人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況從政策支持情況來看,各國政府都在積極出臺相關(guān)政策和措施,以促進機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。推動落地歐美和日韓地區(qū)都鼓勵企業(yè)與高校、研究機構(gòu)合作開展研究和開發(fā),并推動機器人應用落地。經(jīng)濟支持各國政府還出臺了稅收優(yōu)惠、研發(fā)資金支持等措施,以促進相關(guān)企業(yè)的發(fā)展。例如,美國國家機器人計劃已在12
年內(nèi)向
300個機器人項目投資了約
2.5
億美元。)缺乏強力措施然而,人形機器人作為一個新興產(chǎn)業(yè),在世界范圍內(nèi),仍然比較缺乏集中且明確的政策措施。國外部分人形機器人相關(guān)政策/計劃(2021年-2024年)時間國家/地區(qū)政策/計劃主要內(nèi)容2023美國國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略計劃使美國在人工智能領域保持世界領先地位。促進聯(lián)邦機器學習方法;增強人工智能系統(tǒng)的感知能力;開發(fā)功能更強大、更可靠的機器人等。2023韓國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略計劃到2030年投資3萬億韓元(約合人民幣165億元)以上,將機器人市場規(guī)模從2021年的5.6萬億韓元增至2030年的20萬億韓元以上。2021美國美國國家機器人計劃(NRI)3.0尋求對集成機器人系統(tǒng)的研究,并以之前的NRI項目為基礎。旨在推動機器人技術(shù)的研究與開發(fā),并鼓勵人形機器人的創(chuàng)新與應用。2022日本新機器人戰(zhàn)略旨在使該國成為世界第一的機器人創(chuàng)新中心。提供了超過9.305億美元的支持。重點領域是制造業(yè)、護理和醫(yī)療、基礎設施和農(nóng)業(yè)。2022韓國第三次智能機器人基本計劃推動將機器人技術(shù)發(fā)展為第四次工業(yè)革命的核心產(chǎn)業(yè)。為“智能機器人2022年實施計劃”撥款1.722億美元。2021歐盟歐洲地平線計劃(HorizonEurope)預算為943億美元,為期七年(2021年至2027年)。加強歐盟的科技基礎,提升歐洲的創(chuàng)新能力、競爭力和就業(yè)機會。2021德國2025高科技戰(zhàn)略(HTS)到2026年,德國政府每年將提供約6900萬美元的資金。該計劃旨在利用整個社會和工作領域的技術(shù)變革造福于人們。2.1
全球人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況從專利申請量來看,近十年,人形機器人技術(shù)專利申請數(shù)量呈現(xiàn)出增速顯著提升的趨勢。發(fā)明專利的持有量,能在一定程度上體現(xiàn)國家在對應技術(shù)領域的創(chuàng)新和能力和產(chǎn)出績效。在人形機器人領域,中、日、韓、美、法、德的專利申請量名列前茅。截至2023年5月數(shù)據(jù),中國的人形機器人專利總量達到6618件,位居全球第一。以有效發(fā)明專利計算,中國共擁有發(fā)明有效專利1699件,僅次于日本,排名全球第二。135685766127960586618德國美國法國韓國日本中國各國人形機器人技術(shù)專利申請數(shù)量概覽6035824567417431699德國美國法國韓國日本中國各國人形機器人有效發(fā)明專利數(shù)量概覽數(shù)據(jù)來源:人民網(wǎng)研究院
2.1
全球人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況 從產(chǎn)業(yè)布局及發(fā)展情況來看,中日美三國在人形機器人領域的發(fā)展較為領先,三者有著共同的優(yōu)勢,包括強大的科研實力、充足的資金支持以及廣闊的應用市場。此外,法國、德國、意大利等歐洲國家擁有頂尖的機器人研發(fā)機構(gòu),在人形機器人領域也有較強的技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢。在共性之外,各地區(qū)也有其獨特之處。發(fā)展優(yōu)勢布局特點美國技術(shù)創(chuàng)新:擁有全球領先的科技公司和研究機構(gòu),在人工智能和機器人技術(shù)方面具有顯著的創(chuàng)新優(yōu)勢。強大資本市場:擁有活躍的風險投資市場,為機器人技術(shù)研發(fā)和企業(yè)發(fā)展提供充足的資金支持。頂尖人才:匯聚了全球頂尖的技術(shù)人才。重視基礎研究:大量投資于基礎研究和技術(shù)開發(fā),以保持技術(shù)領先地位聚焦“功能模擬”:人形機器人的研究主要集中在理解人腦的機制和功能模擬,從而在復雜環(huán)境中操作機器人方面取得了重大進展。這些成就為潛在的現(xiàn)實應用奠定了堅實的基礎。日本技術(shù)積累:日本在人形機器人技術(shù)方面有著長期的研究和開發(fā)積累。制造優(yōu)勢:精密制造和自動化水平高。文化接受度高:日本社會對機器人技術(shù)接受度高,市場需求穩(wěn)定。注重“形態(tài)模擬”:對人形機器人的研究主要集中在形態(tài)模擬上,側(cè)重于開發(fā)復雜逼真的仿生機器人,以適應國內(nèi)和面向服務的應用。側(cè)重于服務機器人:推動機器人技術(shù)在本地的廣泛應用,特別是在老齡化社會中的醫(yī)療和護理領域。歐洲創(chuàng)新環(huán)境:良好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境,鼓勵新技術(shù)的發(fā)展??蒲袑嵙Γ悍▏偷聡难芯繖C構(gòu)在機器人技術(shù)研究方面實力雄厚。工業(yè)基礎:擁有強大的工業(yè)基礎和先進的制造技術(shù),為機器人產(chǎn)業(yè)提供了堅實的基礎。產(chǎn)品多樣化:在工業(yè)自動化和服務機器人領域均有布局,產(chǎn)品多樣化。歐盟合作:作為歐盟成員國,法國、德國等國的機器人企業(yè)及科研機構(gòu)積極參與歐盟內(nèi)部市場競爭和合作,以提升技術(shù)水平和市場競爭力。智能制造:推動工業(yè)4.0戰(zhàn)略,將機器人技術(shù)與智能制造深度融合。國家/地區(qū)。
2.2
中國人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況 2000年以前探索人形機器人結(jié)構(gòu)及運動技術(shù)2000年-2016年2016年-2022年2022年至今實現(xiàn)高動態(tài)運動,感知技術(shù)、自主決策、自主導航、協(xié)作能力等大幅提升提升人形機器人的智能化水平,實現(xiàn)較為復雜的運動和交互功能人形機器人實現(xiàn)了關(guān)節(jié)驅(qū)動,能夠簡單行走和平衡控制,有一定智力水平與海外相比,中國加入人形機器人賽道較晚。上個世紀90年代開始,國防科技大學、北京理工大學等高校、研究機構(gòu)和企業(yè)積極投身于人形機器人領域的研究。2000年,國防科技大學研制出中國第一臺兩足步行人形機器人“先行者”。此后,國內(nèi)的高校和企業(yè)不斷進行相關(guān)技術(shù)探索,在運動控制、感知識別和智能化方面取得了一些進展。2022年以來,我國涌現(xiàn)了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的人形機器人企業(yè)及產(chǎn)品,在運動能力、感知能力和決策能力上都得到了大幅提升。目前,我國的人形機器人技術(shù)在硬件上已接近國際先進水平,但在操作系統(tǒng)、人工智能等“軟”實力方面仍存在短板弱項。2000200720122017202120232023國防科技大學先行者北京理工大學BHR3北京理工大學BHR5鋼鐵俠Artrobot2優(yōu)必選WalkerX宇樹H1優(yōu)必選WalkerS
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中國人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況 國家層面人形機器人相關(guān)政策/計劃(2021年-2024年)時間相關(guān)部門政策/計劃主要內(nèi)容2024國家發(fā)改委等部門關(guān)于打造消費新場景培育消費新增長點的措施拓展智能機器人在清潔、娛樂休閑、養(yǎng)老助殘護理、教育培訓等方面功能,探索開發(fā)基于人工智能大模型的人形機器人……2024工信部等七部門機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略做優(yōu)信息服務產(chǎn)品,發(fā)展下一代操作系統(tǒng),推廣開源技術(shù);做強未來高端裝備,突破人形機器人、量子計算機等產(chǎn)品……2023工業(yè)和信息化部人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見打造人形機器人“大腦”和“小腦”、突破“肢體”關(guān)鍵技術(shù)、健全技術(shù)創(chuàng)新體系。打造整機產(chǎn)品、夯實基礎部組件、推動軟件創(chuàng)新……2023工信部等十七部門“機器人+”應用行動實施方案聚焦10大應用重點領域,突破100種以上機器人創(chuàng)新應用技術(shù)及解決方案,推廣200個以上具有較高技術(shù)水平、創(chuàng)新應用模式和顯著應用成效的機器人典型應用場景……2021工信部“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃到2025年,機器人產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入年均增速超過20
;形成一批具有國際競爭力的領軍企業(yè)及一大批創(chuàng)新能力強、成長性好的專精特新“小巨人”企業(yè),建成3-5個有國際影響力的產(chǎn)業(yè)集群……2021工信部等八部門“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃到2025年,規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)大部分實現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡化,重點行業(yè)骨干企業(yè)初步應用智能化;到2035年,規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)全面普及數(shù)字化網(wǎng)絡化,重點行業(yè)骨干企業(yè)基本實現(xiàn)智能化……2021工信部、國家衛(wèi)健委健康養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2021-2025
年)推進物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)以及移動終端、可穿戴設備、服務機器人等智能設備在居家、社區(qū)、機構(gòu)等養(yǎng)老場景集成應用……政策層面高度重視2023年開始,國家層面高度重視人形機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提出了一系列政策和計劃。工信部印發(fā)的《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》提出,
到2025年,人形機器人創(chuàng)新體系初步建立,“大腦、小腦、肢體”等一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破,確保核心部組件安全有效供給;到2027年,人形機器人技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提升,形成安全可靠的產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈體系,構(gòu)建具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)生態(tài),綜合實力達到世界先進水平。
2.2
中國人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況 各省市部分人形機器人相關(guān)政策/計劃(2023年-2024年)時間省市政策/計劃2023北京市北京市機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動方案(2023—2025年)2023上海市上海市促進智能機器人產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展行動方案(2023-2025年)2023廣東省廣東省新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2022-2025年)2024江蘇省江蘇省機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動方案2023湖北省湖北省數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展若干政策措施2023浙江省浙江省人民政府辦公廳關(guān)于培育發(fā)展未來產(chǎn)業(yè)的指導意見2024四川省成都市人民政府關(guān)于前瞻培育未來產(chǎn)業(yè)構(gòu)筑高質(zhì)量發(fā)展新動能的實施意見2024安徽省安徽省人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2024-2027年)為加快推動人形機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,我國各省市紛紛在人形機器人產(chǎn)業(yè)建設等方面做出規(guī)劃。其中,北京、浙江、上海、廣東、江蘇、湖北、安徽等地更是明確在公告中提到了“人形機器人”“類人機器人”等關(guān)鍵詞。一些地區(qū)開啟了新一輪技術(shù)高地爭奪賽,紛紛創(chuàng)立起人形機器人創(chuàng)新中心,加快匯聚各類資源和人才,承擔起技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)鏈打造等重心任務。中國六大省級以上創(chuàng)新中心分布圖顏色越深代表熱度越大
2.2
中國人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況 目前,中國的人形機器人產(chǎn)業(yè)以北上廣為中心。廣東省是人形機器人產(chǎn)業(yè)崛起最迅速的區(qū)域,目前已擁有多個發(fā)展相對成熟的整機產(chǎn)品和明星企業(yè),產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展成熟度也相對領先。北京和上海正利用自身研究孵化、規(guī)劃布局、政策配套和載體建設等方面的優(yōu)勢,積極引培人形機器人企業(yè),擁有眾多本體企業(yè)。廣東本體:優(yōu)必選、樂聚、帕西尼感知等零部件:華盛控科技、匯川技術(shù)、昊志機電等北京本體:小米、鋼鐵俠、星動紀元等零部件:中科三環(huán)、藍點觸控、清能德創(chuàng)、凌云光等上海本體:智元、開普勒、達闥、傅利葉智能等零部件:步科、嗚志電器、鈦虎機器人等江蘇本體:追覓、億嘉和、科沃斯等零部件:綠的諧波、埃斯頓、偉創(chuàng)電氣、微億智造、坤維科技等浙江本體:宇樹、云深處等零部件:銀輪股份、雙環(huán)傳動、三花智控等各地區(qū)代表企業(yè)
2.2
中國人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況 從人形機器人企業(yè)地域分布情況來看,北京、上海、廣東三地本體企業(yè)最多。浙江、江蘇等地擁有豐富的零部件資源,減速器、伺服電機、傳感器等人形機器人零部件廠商聚集,形成強大的產(chǎn)業(yè)鏈,為當?shù)匕l(fā)力人形機器人產(chǎn)業(yè)提供支撐。除此之外,四川、安徽、山東等地也在積極引進相關(guān)企業(yè),以推進當?shù)厝诵螜C器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。北京30上海20深圳17其他3560+中國人形機器人本體企業(yè)城市分布040206080100120廣東北京上海浙江江蘇四川中國人形機器人相關(guān)企業(yè)分布(截至2024年6月)零部件企業(yè) 本體企業(yè)
2.3
上半年行業(yè)融資情況 121620522024(1-6月)人形機器人領域融資金額分布(單位:美元)1億以上千萬級百萬級未披露據(jù)新戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)研究所不完全統(tǒng)計,2024年1-6月,全球共發(fā)生25起人形機器人領域融資事件,融資總額超過10億美元(約合78億人民幣),融資額已超過2023年全年(27起,超7.15億美元)。2024年1-6月,中國人形機器人企業(yè)共獲得16筆融資,融資金額超20億元人民幣。從融資輪次來看,當前人形機器人領域的融資集中在天使輪和種子輪,初創(chuàng)企業(yè)是融資主力軍。從已披露的融資金額來看,百萬級美元占比最多。同時,過億美元的大額融資事件也頻頻出現(xiàn)。10億+5444333222170100200300400800700600500900Jul-23 Aug-23 Sep-23 Oct-23 Nov-23 Dec-23 Jan-24 Feb-24 Mar-24 Apr-24 May-24 Jun-24近一年內(nèi)人形機器人領域融資金額月度分布圖融資事件 融資金額(百萬美元)創(chuàng)建期早期成長期4632131種子前
種子輪
天使輪
PreA輪
A輪
PreB輪
B輪C輪D輪E輪2024上半年人形機器人領域融資輪次分布國內(nèi)新品國外新品均普智能-JARVIS中科院自動化研究所-Q系列戴盟-Sparky
1豐田研究所-Punyo銀河通用-G1Rainbow
Robotics-RBY1Reflex
robot天鏈-T1MENTEEBOT天太機器人領航者1號星塵智能-S1宇樹-G1波士頓動力-Atlas中科深谷-COMAN
ONEQSS
Systems-Mohammad奇瑞-MornineNAVER
LABS-AMBIDEXSanctuary-Phoenix
7天工偉景智能-曉唯JAKA
K-1
2.4
上半年新產(chǎn)品及創(chuàng)新情況 據(jù)新戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)研究所不完全統(tǒng)計,2024年1-6月,全球范圍內(nèi)共公開發(fā)布了超過30款人形機器人整機新品。圖中為上半年部分新品
2.4
上半年新產(chǎn)品及創(chuàng)新情況 雙足+雙臂,“能跑能跳”。注重人形機器人的運動能力。運動能力提升意味著機器人可以更加自如地移動、躲避障礙物、穿越不同地形等,從而適應更廣泛的工作場景和環(huán)境。輪式+雙臂,“心靈手巧”。注重人形機器人手部的靈活操作。雖然在地形的適應性上稍顯遜色,但在手部的靈活操作上表現(xiàn)出色,更適用于需要復雜操作和精細工作的場景。在2024年的新品中,足式人形機器人占大多數(shù),占比達74
,但是選擇輪式底盤的機器人也在逐漸增多。隨著人形機器人逐步拓展到工業(yè)和商業(yè)場景,其形態(tài)正向多元化方向發(fā)展。向多元化的方向發(fā)展,兩大陣營基本顯現(xiàn)267472024人形機器人新品主要類型分布輪式 足式 其他大模型+機器人,“具身智能”風口已至當前,智能大模型(如GPT-4)與人形機器人結(jié)合,使機器人不僅具備高度復雜的物理動作能力,還能夠通過自然語言處理和深度學習進行高級智能決策和人機互動。從2024年的新產(chǎn)品及技術(shù)創(chuàng)新情況,可以得出以下幾點發(fā)展趨勢:
2.5
上半年市場應用情況 1月Figure與寶馬達成協(xié)議,正式將其人形機器人引入寶馬的汽車工廠。3月奔馳和Apptronik合作,引入Apollo機器人到其汽車工廠。優(yōu)必選人形機器人Walker
S在新能源車廠實訓。2月過去,人形機器人的應用多集中在教育科研、娛樂表演及商業(yè)服務領域。2023年下半年以來,人形機器人開始從實驗室走向工廠,應用領域更加廣泛。2024年上半年,多款人形機器人進入到工業(yè)場景進行相關(guān)測試或落地。其中,汽車行業(yè)是人形機器人場景應用熱門目的地。Sanctuary
AI與汽車制造和組裝廠商麥格納國際合作進廠測試。4月5月東風柳汽與優(yōu)必選科技簽署合作協(xié)議,推動人形機器人在汽車制造場景應用。Agility
Robotics與物流商GXO簽署多年人形機器人部署協(xié)議。6月
2.6
市場競爭格局及主要參與者 跨界企業(yè)機器人企業(yè)從企業(yè)類型看,當前人形機器人市場的主要參與者大體可分為跨界企業(yè)(如汽車企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭等)、專業(yè)機器人廠商和新興初創(chuàng)企業(yè)等。這些參與者在各自領域中利用其獨特優(yōu)勢,推動人形機器人技術(shù)的發(fā)展。汽車企業(yè) 互聯(lián)網(wǎng)/科技巨頭 其他專業(yè)機器人廠商新興初創(chuàng)企業(yè)
2.6
市場競爭格局及主要參與者 從企業(yè)的成立時間來看,初創(chuàng)企業(yè)是當前人形機器人市場競爭的主力軍。2023年開始,人形機器人領域的入局者顯著增多,這一現(xiàn)象在中國市場尤為明顯。當前,在中國的人形機器人市場參與者中,成立五年以內(nèi)的初創(chuàng)企業(yè)占比達到了48
。這也意味著,人形機器人市場將變得更加多元化,同時,競爭也將更加激烈。452530全球人形機器人本體企業(yè)成立時間分布2014年以前成立2015-2019年成立2019年后成立252748中國人形機器人本體企業(yè)成立時間分布2014年以前成立2015-2019年成立2019年后成立04268121016142020年2021年2022年2023年2024年(截至6月)中國人形機器人初創(chuàng)企業(yè)顯著增多人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈概述主要產(chǎn)品參數(shù)對比核心供應鏈結(jié)構(gòu)主要零部件供應商03
人形機器人的產(chǎn)業(yè)鏈條和關(guān)鍵環(huán)節(jié)
3.1
人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈概述 核心零部件本體終端應用上游中游下游無框力矩電機空心杯電機減速器傳感器編碼器熱管理系統(tǒng)行星滾柱絲杠執(zhí)行器總成專用芯片動力電池算法和系統(tǒng)……設計與研發(fā)測試與調(diào)試售后支持與維護工業(yè)制造倉儲物流醫(yī)療服務商業(yè)服務家庭服務教育科研制造與生產(chǎn)人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈包括上中下游。上游包括核心零部件和軟件系統(tǒng)開發(fā),中游為人形機器人本體制造,下游為終端應用市場,如醫(yī)療、教育、救援、公共安全、生產(chǎn)制造、家居等諸多領域。目前,在伺服電機、控制系統(tǒng)及減速器等硬件的制造方面,中國已具備一定競爭實力,但在人工智能與算法等軟件方面,中國還與國際先進水平存在差距,需要加強相關(guān)技術(shù)研發(fā)。
3.2
主要產(chǎn)品參數(shù)對比 廠商機器人AtlasGR1PhoenixOptimusGen
2NEOApolloH1Figure
01身高/體重175cm/80kg165cm/55kg170cm/70kg173cm/63kg165cm/30kg172cm/72kg180cm/47kg168cm/60kg最高速度/8km/h5km/h8km/h12km/h12km/h18km/h4.3km/h最大負載/3kg(單臂)25kg20kg20kg25kg/20kg自由度/44/50//19(不含靈巧手)40+續(xù)航////2-4h4h/5h數(shù)據(jù)來源網(wǎng)絡,截至2024年6月
3.2
主要產(chǎn)品參數(shù)對比 廠商機器人DigitEVECyberOneWalker
S遠征A1先行者K1ToraTALOS身高/體重175cm/65kg186cm/86kg177cm/52kg170cm/65kg175cm/53kg178cm/85kg180cm/86kg175cm/95kg最高速度/14.4km/h7.2km/h/7km/h/25km/h3km/h最大負載18kg15kg//5kg(單臂)30kg10kg6kg(單臂)自由度162521414940/32續(xù)航8h6h2.5h//8h8h3h數(shù)據(jù)來源網(wǎng)絡,截至2024年6月3.3
核心供應鏈結(jié)構(gòu)核心模塊主要結(jié)構(gòu)&零部件(以Optimus為例)執(zhí)行機構(gòu)軀干等關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)無框力矩電機諧波減速器編碼器其他部件(軸承等)線性執(zhí)行機構(gòu)1:“伺服電機+行星滾柱絲桿”無框力矩電機行星滾珠絲桿編碼器其他部件(軸承等)線性執(zhí)行機構(gòu)2:“伺服電機+滑動絲杠”無框力矩電機滑動絲桿編碼器其他部件(軸承等)靈巧手空心杯電機蝸桿傳動機構(gòu)等其他機構(gòu)動力系統(tǒng)電池與電源功率器件熱管理其他感知與控制系統(tǒng)傳感器力矩傳感器攝像頭毫米波雷達激光雷達壓力傳感器IMU其他傳感器主控系統(tǒng)主控系統(tǒng)及配套其他芯片通訊通訊模組物聯(lián)網(wǎng)模組其他其他(算法、顯示面板等)機械結(jié)構(gòu)等骨架(輕量化鎂鋁合金、碳纖維)皮膚材料(工程塑料、樹脂材料)內(nèi)部填充材料其他部件
3.4
主要零部件供應商 電機(空心杯、無框力矩)減速器(RV、行星、諧波等)控制器傳感器(視覺、力矩、慣性、觸覺等)軟件&算法其他部件(編碼器、軸承、絲桿等)發(fā)展挑戰(zhàn)發(fā)展機遇未來發(fā)展趨勢預測04
人形機器人產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展趨勢及展望
4.1
發(fā)展挑戰(zhàn) 技術(shù)挑戰(zhàn)自主性和智能化:盡管人工智能和深度學習技術(shù)取得了進展,但機器人在復雜環(huán)境中實時決策仍困難重重,對AI算法和傳感器性能要求極高。技術(shù)復雜性:開發(fā)自然動作的人形機器人需要先進的控制和感知技術(shù),如穩(wěn)定的雙足運動和人類般互動等,這些都需跨學科技術(shù)突破。此外,雙足機器人能耗高,需要高效電力系統(tǒng)和能量管理解決方案。經(jīng)濟挑戰(zhàn)高昂的研發(fā)和生產(chǎn)成本:開發(fā)和生產(chǎn)高性能人形機器人的成本極高,限制了其大規(guī)模商業(yè)化應用
。市場接受度與需求:盡管人形機器人在某些領域展示了潛在的應用價值,但市場接受度和需求的提升需要時間。社會和倫理挑戰(zhàn)就業(yè)影響:隨著人形機器人的應用擴大,部分工作崗位可能會被取代,導致就業(yè)結(jié)構(gòu)的變化。如何平衡機器人帶來的效率提升與就業(yè)問題是一個巨大挑戰(zhàn)。倫理與法律框架:機器人在社會中的角色日益重要,涉及的倫理和法律問題也越來越復雜。例如,如何界定機器人在醫(yī)療、服務等領域的責任和權(quán)利,如何保護人類與機器人的互動過程中的倫理底線
。部分人形機器人產(chǎn)品成本盤點研發(fā)團隊代表產(chǎn)品現(xiàn)有成本/售價本田ASIMO約250萬美元NASA、通用汽車Robonaut
2約250萬美元波士頓動力Atlas約200萬美元PAL
RoboticsTALOS約90萬歐元RoboCub聯(lián)盟、意大利理工學院iCub30萬美元蘇黎世大學Roboy約50萬美元UT
Austin、MekaRoboticsDreamer40萬美元Meka
RoboticsM132萬美元(取決于配置)KAIST、RainbowRoboticsDRC-Hubo+32萬美元
4.2
發(fā)展機遇 技術(shù)創(chuàng)新的推動人工智能與大模型:隨著人工智能和深度學習技術(shù)的不斷進步,人形機器人的智能化水平顯著提高。大模型技術(shù)使機器人具備更高的自然語言處理和決策能力,為復雜任務的執(zhí)行提供了強大的支持。通過智能技術(shù)的應用,機器人可以在更多領域?qū)崿F(xiàn)自主決策和高效運作。傳感器與控制系統(tǒng)的進步:高精度傳感器和先進控制系統(tǒng)的發(fā)展,提高了機器人在復雜環(huán)境中的感知和適應能力。這些技術(shù)進步將推動機器人在工業(yè)自動化、醫(yī)療護理等領域的應用。市場需求的增長自動化需求繼續(xù)增長:人形機器人在制造業(yè)和物流領域的應用,將顯著提升生產(chǎn)效率和安全性。機器人可以代替人類執(zhí)行重復性和危險性的任務,減少人為錯誤和工傷事故。隨著智能制造的發(fā)展,機器人在自動化生產(chǎn)線、倉儲物流等領域的需求將持續(xù)增長。老齡化社會:在人口老齡化和勞動力短缺的背景下,人形機器人在家庭護理、醫(yī)療輔助和服務業(yè)中的需求將大幅增加。機器人可以提供24小時不間斷的服務,提升護理質(zhì)量和服務效率。此外,機器人在教育和娛樂領域的應用,也將帶來新的市場機會。經(jīng)濟與政策支持降低成本與規(guī)?;a(chǎn):隨著技術(shù)的成熟和規(guī)?;a(chǎn)的推進,人
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