—— 回顧 2024 ——
自 2023 年 11 月《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》發(fā)布，該政策推出的目的為推動人形機器人產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，培育形成新質(zhì)生產(chǎn)力。其中，在 2024 年有5 項關(guān)鍵突破值得關(guān)注：
①技術(shù)創(chuàng)新與 AI 大模型應(yīng)用：人形機器人作為 " 具身智能 " 的最佳載體，其智能化與自主性根基在于 AI 大模型、3D 視覺技術(shù)，以及操作系統(tǒng)、控制算法等一系列關(guān)鍵技術(shù)。2024 年，科技巨頭如特斯拉、英偉達在此領(lǐng)域的成就顯著，極大增強了人形機器人的自學(xué)與決策能力。例如，特斯拉的 Optimus 機器人能在復(fù)雜環(huán)境中自主行走，展現(xiàn)出卓越的靈活性與穩(wěn)定性；而英偉達推出的 GR00T 基礎(chǔ)大模型，通過多模態(tài)指令輸入，實現(xiàn)了人機交互的無縫對接。
②硬件構(gòu)成與材料科學(xué)進步：人形機器人的性能依賴于材料科學(xué)、電機技術(shù)、傳感器等關(guān)鍵組件的進步。高性能釹鐵硼永磁材料的應(yīng)用，顯著提升了驅(qū)動電機的效能與節(jié)能性，為人形機器人的動力系統(tǒng)帶來了革新。同時，PEEK（聚醚醚酮）等輕質(zhì)高強度材料的使用，有效減輕了機器人的重量，增強了靈活性與運動表現(xiàn)。減速器、傳感器、絲杠、空心杯電機等核心零部件的研發(fā)工作也屢獲突破。
③產(chǎn)業(yè)快速擴張與資本投入：2024 年 1~10 月全球人形機器人行業(yè)共發(fā)生約 70 起融資事件，融資總額已超 110 億元（人民幣）。同時，中國多地加快建設(shè)人形機器人創(chuàng)新中心，如北京、上海、浙江、廣東等地率先落地，探路人形機器人的標準化和產(chǎn)業(yè)化。這些創(chuàng)新中心的建立，為人形機器人的技術(shù)突破和應(yīng)用推廣提供了平臺，資本的大量投入為人形機器人的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化提供了強有力的支持。
④政策支持與產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃：在我國工信部、科技部等七部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》提出，做強未來高端裝備，包括人形機器人在內(nèi)。此外，國家發(fā)展改革委等部門印發(fā)的《關(guān)于打造消費新場景培育消費新增長點的措施》中提出，加大柔性屏、超級攝影、超級快充、人工智能助手、端側(cè)大模型、跨屏跨端互聯(lián)等軟硬件功能開發(fā)，增強人機交互便利性。
⑤商業(yè)化應(yīng)用與市場潛力：2024 年被稱為人形機器人商業(yè)化元年，產(chǎn)業(yè)端迎來密集催化。例如，智元機器人已量產(chǎn)千臺人形機器人，傅利葉的 GR-1 產(chǎn)品實現(xiàn)小批量交付，開普勒全面對標特斯拉的人形機器人計劃 2024 年下半年實現(xiàn)量產(chǎn)。人形機器人在家庭服務(wù)、工業(yè)制造、醫(yī)療健康、教育娛樂等多個領(lǐng)域的應(yīng)用展現(xiàn)出巨大潛力。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)觀察，2023 年全球人形機器人市場規(guī)模約 21.6 億美元。隨著技術(shù)的進步，預(yù)計未來人形機器人將在更多場景中實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，不僅提升生產(chǎn)效率，還將在教育和家庭生活中扮演更加積極的角色。預(yù)計到 2029 年，全球人形機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)期達 324 億美元。
—— 前瞻 2025 ——
隨著中國人形機器人產(chǎn)業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新、量產(chǎn)能力和商業(yè)化進程方面的顯著進步，預(yù)示著未來人形機器人在工業(yè)生產(chǎn)、家庭服務(wù)等多個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景。前瞻產(chǎn)業(yè)觀察組基于行業(yè)發(fā)展趨勢，預(yù)估 2025 年有2 個發(fā)展重點賽道：
最先商業(yè)化落地的應(yīng)用場景——工業(yè)生產(chǎn)與特種領(lǐng)域
- 汽車制造業(yè)應(yīng)用：例如，優(yōu)必選科技的工業(yè)版人形機器人 Walker S 已經(jīng)在東風(fēng)柳汽的總裝車間中進行工作，執(zhí)行包括門鎖質(zhì)檢、車燈蓋檢測、安全帶檢測以及貼車標等任務(wù)。特斯拉的 Optimus 機器人也在其工廠中承擔起了搬運和電池分揀等工作。這些應(yīng)用展示了人形機器人在提高生產(chǎn)線的自動化水平和優(yōu)化工作流程方面的潛力。
- 倉儲物流：例如，全球物流服務(wù)商 GXO Logistics 與 Agility Robotics 簽署了多年期部署協(xié)議，開始在 GXO 的物流運營中部署 Digit 人形機器人。這些機器人專為物流工作而設(shè)計，旨在在人類空間中安全工作，并幫助完成各種重復(fù)性任務(wù)。
- 特種領(lǐng)域：例如，危險環(huán)境的探測和救援，也是其商業(yè)化的重要方向。這些機器人可以在惡劣條件下執(zhí)行任務(wù)，如火災(zāi)現(xiàn)場的搜救、災(zāi)難后的救援等，減少人類在危險環(huán)境中的風(fēng)險。
為什么值得關(guān)注？
- 提高生產(chǎn)效率：人形機器人可以執(zhí)行重復(fù)性高、勞動強度大的工作，減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。
- 提升安全性：在危險或?qū)_度要求高的環(huán)境中，人形機器人可以代替人工，減少工傷事故。
- 靈活性：人形機器人的設(shè)計使其能夠適應(yīng)不同的工作環(huán)境和任務(wù)，具有很高的靈活性和適應(yīng)性。
- 技術(shù)成熟度：隨著技術(shù)的不斷進步，人形機器人的穩(wěn)定性和可靠性得到了提升，使其更適合在工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用。
- 降低成本：長期來看，人形機器人的使用可以減少對人力資源的依賴，降低人力成本。
最終商業(yè)化爆發(fā)的應(yīng)用場景——家庭服務(wù)機器人
盡管目前家庭服務(wù)機器人的尚未成熟，但隨著社會老齡化問題的日益突出，家庭養(yǎng)老陪伴的需求不斷增加。人形機器人可以為老人提供生活照料、交流陪伴，有效識別老人身體狀況不適等問題，及時提醒家庭成員或醫(yī)護人員，保障老人的安全和健康。
此外，隨著人們生活節(jié)奏的加快，對于家務(wù)勞動的需求也促使人形機器人走進家庭。人形機器人可以完成各種家務(wù)，如烹飪、清潔、洗衣等，讓人們從繁瑣的家務(wù)中解脫出來，有更多的時間享受生活。同時，人形機器人在家庭娛樂方面的應(yīng)用也能滿足人們對于休閑娛樂的需求，增加生活樂趣。
要實現(xiàn)上述的相關(guān)功能，就必須在技術(shù)上有所突破，目前人形機器人在技術(shù)上仍面臨諸多挑戰(zhàn)。例如，柔輪易疲勞斷裂導(dǎo)致機器人故障率增加、諧波減速器傳動速比受限影響精度與響應(yīng)速度、無框力矩電機溫升控制困難導(dǎo)致整機能效下降等，以及數(shù)據(jù)采集方法的局限性和底層算法模型尚未統(tǒng)一也限制了人形機器人的學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力。
再者，要實現(xiàn)量產(chǎn)化，進入消費級領(lǐng)域，降成本是關(guān)鍵。目前，人形機器人的硬件總成本約為 5 萬美元，其中端到端 AI 軟件大腦、傳感器及芯片、伺服電機及電機驅(qū)動器都各需要 1 萬美元。為了讓人形機器人能夠得到大規(guī)模采用，其成本需要降到兩萬美元以下，也就是要降到現(xiàn)在成本的一半以下。這或許需要對機器人的外型等方面做出一些改變，例如重新考慮模仿人類腿部的底座設(shè)計等，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)等方式來降低成本。畢竟人形機器人的研發(fā)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)較為復(fù)雜，從研發(fā)來說，涉及多領(lǐng)域前沿技術(shù)，機械、電子、計算機等方面投入巨大；生產(chǎn)流程上，多個部件的精密加工和組裝要求高，導(dǎo)致生產(chǎn)效率受限，規(guī)模化生產(chǎn)難以實現(xiàn)，這些因素都使得人形機器人成本居高不下。
結(jié)合中國政府對人形機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展給予了大力支持。工信部印發(fā)的《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)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，整機產(chǎn)品達到國際先進水平，并實現(xiàn)批量生產(chǎn)；到 2027 年，人形機器人技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提升，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。所以前瞻預(yù)計，在中國要實現(xiàn)人形機器人全面量產(chǎn)及消費級商業(yè)化，應(yīng)是 " 先工業(yè)、后消費 "，而在 2025 年將會側(cè)重在更多細分技術(shù)環(huán)節(jié)層面上發(fā)力。
按照目前人工智能的發(fā)展速度來看，家庭服務(wù)機器人在 2025 年是有可能實現(xiàn)小部分商業(yè)化應(yīng)用的，而且市場潛力巨大，技術(shù)發(fā)展和政策支持都將推動這一領(lǐng)域的發(fā)展。
來源：前瞻網(wǎng)
