◼ 人(ren)(ren)(ren)形機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren):行則將至(zhi),量(liang)產可期。人(ren)(ren)(ren)形機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)是AI技術落地(di)物理世界的(de)優質載體,近(jin)兩年通(tong)用(yong)大(da)模型(xing)的(de)發(fa)展賦予人(ren)(ren)(ren)形機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)強大(da)的(de)泛化能力(li),產業進入(ru)(ru)商業化落地(di)的(de)初級 階(jie)段,特斯(si)拉(la)、Open AI、英偉達(da)、三(san)星等(deng)科技巨頭紛(fen)紛(fen)入(ru)(ru)局搶占(zhan)行業高地(di)。以(yi)特斯(si)拉(la)為(wei)例,馬斯(si)克于2021年提出人(ren)(ren)(ren)形機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)概(gai)念機(ji)(ji)(ji)Tesla Bot,2022年推出原型(xing)機(ji)(ji)(ji) Optimus,2023年12月推出Optimus-Gen2,相(xiang)比(bi)一代進化顯著,感(gan)知(zhi)、大(da)腦、運(yun)控能力(li)明(ming)顯提升。伴隨特斯(si)拉(la)Optimus落地(di),2025年人(ren)(ren)(ren)形機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)將步入(ru)(ru)量(liang)產元(yuan)年,其應 用(yong)場景有(you)望經歷(li)“汽車(che)工廠應用(yong)—制造(zao)業開始全面滲透鋪(pu)開—成熟后(hou)走進千家萬戶”三(san)個階(jie)段。據我們(men)測算(suan),至(zhi)2030年全球(qiu)人(ren)(ren)(ren)形機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)需求有(you)望達(da)200萬臺,對應市場空(kong) 間超5700億(yi)元(yuan)。
◼ 執行(xing)系統(tong):靈(ling)活關節(jie),絲(si)杠(gang)、電(dian)(dian)機(ji)、減速(su)(su)器(qi)(qi)是關鍵。硬件(jian)(jian)決定人(ren)形機(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)運動靈(ling)活程度(du),特斯拉Optimus關節(jie)由40個執行(xing)器(qi)(qi)組成(cheng),核心零部件(jian)(jian)包括(kuo)絲(si)杠(gang)、電(dian)(dian)機(ji)、減速(su)(su)器(qi)(qi), 旋(xuan)轉(zhuan)關節(jie)、直(zhi)(zhi)線(xian)關節(jie)、靈(ling)巧手(shou)合(he)計(ji)成(cheng)本(ben)占(zhan)(zhan)比(bi)(bi)超過50%,降(jiang)本(ben)訴求(qiu)下國內產業鏈更具優勢(shi)。1)絲(si)杠(gang):用(yong)于直(zhi)(zhi)線(xian)關節(jie),主要種類包括(kuo)梯形絲(si)杠(gang)和滾柱絲(si)杠(gang),常(chang)見(jian)的(de)加工工藝包 括(kuo)車削、銑削、磨(mo)(mo)削,其(qi)中(zhong)磨(mo)(mo)床是粗加工和精加工環節(jie)的(de)重要設備;目前成(cheng)本(ben)占(zhan)(zhan)比(bi)(bi)23.4%,降(jiang)本(ben)需求(qiu)最為迫切。2)電(dian)(dian)機(ji):無框力矩(ju)電(dian)(dian)機(ji)用(yong)于旋(xuan)轉(zhuan)關節(jie)和直(zhi)(zhi)線(xian)關節(jie),空心杯 電(dian)(dian)機(ji)/無刷有(you)齒槽電(dian)(dian)機(ji)用(yong)于靈(ling)巧手(shou),電(dian)(dian)機(ji)合(he)計(ji)成(cheng)本(ben)占(zhan)(zhan)比(bi)(bi)約8.9%。3)減速(su)(su)器(qi)(qi):用(yong)于旋(xuan)轉(zhuan)關節(jie),諧波(bo)減速(su)(su)器(qi)(qi)為當前主流方案(an),部分精度(du)要求(qiu)較低的(de)關節(jie)也可用(yong)行(xing)星減速(su)(su)器(qi)(qi),目 前成(cheng)本(ben)占(zhan)(zhan)比(bi)(bi)約4.1%。
◼ 感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)知系(xi)統:交互之(zhi)媒,多傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)綜合賦能(neng)。傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)是將機器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)對內外部(bu)環境感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)知的物理量變(bian)換為電量輸(shu)出的裝置,可分(fen)為內部(bu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)和(he)外部(bu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),人(ren)形(xing)機器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)核心的傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan) 器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)包(bao)括力(li)(li)矩(ju)(ju)(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、視(shi)(shi)覺傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、觸(chu)覺傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),目前傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)成本(ben)(ben)占比(bi)約24.7%。1)力(li)(li)矩(ju)(ju)(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi):旋轉關節和(he)直(zhi)線關節應用扭矩(ju)(ju)(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),手腕(wan)、腳腕(wan)可使(shi)(shi)用六維(wei)力(li)(li)矩(ju)(ju)(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi) 增加柔順控制能(neng)力(li)(li)。六維(wei)力(li)(li)/力(li)(li)矩(ju)(ju)(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)成本(ben)(ben)及制造難(nan)度遠高(gao)于(yu)單(dan)維(wei)力(li)(li)矩(ju)(ju)(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),早期應用場景以航天領(ling)域的空間(jian)機械臂為主。2)視(shi)(shi)覺傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi):特斯(si)拉Optimus采用純(chun)視(shi)(shi)覺 方案,小米(mi)、宇樹等大多使(shi)(shi)用多傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)融合方案。3)觸(chu)覺傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi):特斯(si)拉Optimus-Gen2手部(bu)搭配觸(chu)覺傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),是相比(bi)上一代最大的邊(bian)際變(bian)化之(zhi)一,有望引領(ling)行(xing)業(ye)新趨勢。
◼ 控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統:智(zhi)能“小腦”,核心算法自研為主(zhu)。運(yun)(yun)(yun)動(dong)控(kong)制(zhi)(zhi)是指(zhi)對機械運(yun)(yun)(yun)動(dong)部(bu)件的位置、速(su)度(du)、方(fang)向等進行實(shi)時控(kong)制(zhi)(zhi),使(shi)其按照預期(qi)的運(yun)(yun)(yun)動(dong)軌跡和規(gui)定的運(yun)(yun)(yun)動(dong)參數進行運(yun)(yun)(yun)動(dong)。 一(yi)般控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)需要根據機器(qi)人(ren)的任(ren)務場景與需求(qiu)具體(ti)設計(ji)開發,需要滿足低功耗、高(gao)算力、高(gao)集成(cheng)度(du)等要求(qiu),目前各家(jia)人(ren)形機器(qi)人(ren)場景應(ying)用(yong)多(duo)樣,且算力需求(qiu)存(cun)在差異,因此 控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)以自研為主(zhu)。
![]() |
智能服務機器人 |