這個春節(jié),人形機器人火出圈了。宇樹機器人上臺扭秧歌,手絹轉(zhuǎn)出殘影,令人捧腹大笑。
同時,人形機器人再度成為熱議話題,更多人開始關注并好奇:
這條賽道有哪些玩家?做出了怎樣的成績?
人形機器人,將會匯集成怎樣規(guī)模的市場,未來走向何方?
金融機構(gòu)摩根士丹利最新發(fā)布的《The Humanoid 100: Mapping the Humanoid Robot Value Chain》(人形機器人 100:繪制人形機器人價值鏈圖譜)報告,就對行業(yè)深度解析,并羅列了全球人形機器人百強股票名單。
△ 注:僅包含上市公司
這份名單里,有不少你熟悉的名字。
我們不妨來一起看看。
全球人形機器人百強圖譜
報告由摩根士丹利聯(lián)合全球分析師團隊研究得出,名單中的公司,按照人形機器人的構(gòu)造,被劃分為三大類:
“大腦”(半導體 / 軟件)供應商
“身體”(工業(yè)組件)供應商
“集成商”(整機制造)
據(jù)大摩統(tǒng)計,其中有 52% 的公司,已公開報道參與人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈;而其余 48% 的公司,大摩認為,最終也很可能也參與。
在已確定參與的公司中,亞洲玩家占據(jù) 73%,中國公司占 56%;還有 77% 的集成商來自亞洲,以及 45% 來自中國。
專利申請數(shù)量上,中國也是遙遙領先。
過去 5 年中,中國以 5688 項人形機器人專利申請數(shù),牢牢占據(jù)第一寶座,遠遠超過排在后面的美國(1483 項)和日本(1195 項)。
下面,我們就按照這三大類別逐一了解。
22 家“大腦”類別公司
在機器人實現(xiàn)“類人自主”(包括訓練和推理)的過程中,根據(jù)開發(fā)內(nèi)容,可以分為軟件類和半導體類。
先看軟件 / AI 模型公司,可具體細分為三個方向:
基礎模型類公司:為機器人實現(xiàn)“自主”構(gòu)建至關重要的 Gen-AI 模型。
他們主要通過大量真實和模擬數(shù)據(jù)進行廣泛訓練,允許機器人理解自然語言,學習和模仿人類動作,并能感知周遭動態(tài)環(huán)境。
數(shù)據(jù)科學與分析類負責開發(fā)軟件,對機器人開發(fā)人員和用戶而言,這種軟件可以獲取、分析在邊緣設備上采集到的大量傳感器數(shù)據(jù)。
模擬對于訓練機器人模型至關重要,可以讓機器人在部署之前,了解周圍環(huán)境和用例。
相應的模擬和視覺軟件類公司,主要開發(fā)用于機器人 / 人形機器人訓練的數(shù)字孿生,或視覺數(shù)據(jù)捕獲技術。
這三類公司的入選名單如下:
另一大類就是半導體公司,同樣分為三種:
視覺半導體和計算半導體公司,主要生產(chǎn)機器人“大腦”的核心半導體,幫助機器人能夠?qū)W習、感知、與周圍環(huán)境互動。
視覺半導體安裝在機器人身上,以便能夠看清東西;而計算半導體可能會在機器人身上,用于實時 AI 處理,也可能會放在數(shù)據(jù)中心,用于訓練基礎模型或構(gòu)建模擬。
第三種公司,則主要生產(chǎn)所有必需的內(nèi)存(DRAM、NAND 等)。
入選名單如下:
還有一部分公司,涉及半導體的設計和實際制造:
64 家“身體”類別公司
“身體”類公司,為人形機器人提供行走、電力分配、傳感或結(jié)構(gòu)的組建。
按照不同“身體部位”,可以把這些公司的產(chǎn)品分為 6 類:
執(zhí)行器、傳感器、電池、模擬半導體、本體&布線&熱管理、多元化自動化。
執(zhí)行器,是將電能轉(zhuǎn)換為線性或旋轉(zhuǎn)運動的機械裝置,其中的組件,我們會在后面講到。
人形機器人所需的電池,通常是圓柱形鋰離子電池組成的電池組,放在機器人身體內(nèi)部。
傳感器,對于人形機器人感知環(huán)境、收集數(shù)據(jù)不可或缺,類型主要包括攝像頭與視覺傳感器、雷達與激光雷達、檢測磁場傳感器,以及力與扭矩傳感器。
還有模擬半導體,和傳感器協(xié)同工作,用來調(diào)節(jié)溫度、速度、位置、電力分配等,很多傳感器在技術層面也屬于一種模擬半導體。
部分公司則負責生產(chǎn)本體&布線&熱管理組件,相當于掌管機器人的結(jié)構(gòu)、供電分配和冷卻。
最后,還有一類公司比較全面,可以提供大多數(shù)必要組件,例如鴻海精密工業(yè) / 富士康,西門子等。
由于這一部分涉及的公司數(shù)量較多,我們只列出其中的中國公司。
22 家集成商
集成商,是指目前正在制造全人形機器人的公司,或者由于具備制造其他機器人、自動化平臺方面能力,有合理的潛力去制造全人形機器人的公司。
大摩表示,這些公司大多規(guī)模較大,并且擁有內(nèi)部機器人業(yè)務;而較為“年輕”的人形機器人初創(chuàng)公司,目前大多還是私營企業(yè)。
按照不同的行業(yè),這些公司可以分為 5 類:
初創(chuàng)人形機器人公司
傳統(tǒng)機器人:傳統(tǒng)機器人公司,是除初創(chuàng)公司外,最靠近人形機器人的一類玩家,在當前浪潮下,進軍新領域也是順水推舟。
汽車行業(yè):由于工程和制造存在可復用部分,目前有多家車企正在開發(fā)人形機器人。
消費電子:和車企類似,這些公司在規(guī)模制造、制造能力方面有豐富經(jīng)驗,并能利用內(nèi)部人才,為機器人開發(fā)電子架構(gòu),因此制造(或可能制造)機器人。
電子商務和互聯(lián)網(wǎng):同樣存在技術重疊,還可以有內(nèi)部用例來降低長期成本。
綜合來看,入選百強的中國企業(yè),在 35 家左右,占比超過了三成。
了解這些公司之后,我們回到人形機器人本身,來更深層次揭秘機器人的內(nèi)部構(gòu)造。
如何“解剖”人形機器人
人形機器人和傳統(tǒng)機器人最大的不同,就是被 AI 賦予了像人一樣的“思考和行動”。
一個真正的人形機器人,是由 AI 芯片和軟件 —— 即操作系統(tǒng)、執(zhí)行器、以及結(jié)構(gòu)部件等關鍵部件構(gòu)成。
先說說操作系統(tǒng) —— 人形機器人最有價值的部分。
它由 AI + 運動控制系統(tǒng)組成,支撐起機器人的“智商”,包含多模態(tài)感知、邏輯思維和運動控制三部分。
AI 芯片感知輸入信息后,會經(jīng)過邏輯思維生成指令,由運動控制系統(tǒng)接收,進而控制關節(jié)執(zhí)行命令,同時向 AI 芯片進行實時反饋。
隨著 AI 算法的改進,操作系統(tǒng)還會逐漸增強以下功能:
可擴展性:現(xiàn)有 OEM 廠商集成的操作系統(tǒng),大多是為某個系統(tǒng)或型號專門設計,改進的 AI 算法將不斷增強通用性,向下游的不同應用中滲透。
精度:AI 算法可以通過實時監(jiān)控、自主學習、任務優(yōu)化,以及無監(jiān)督模擬和測試,有效幫助機器人提高運動控制精度。
穩(wěn)定性:當 AI 算法與多種高精度傳感器集成時,可以處理大量的多維數(shù)據(jù),提供更精細的數(shù)據(jù)分析,并通過早期識別異常,找出潛在故障,幫助操作系統(tǒng)提高穩(wěn)定性。
接下來,就是組成人形機器人身體的硬件。
人形機器人的“大腦”,或者說中央計算機,是一個系統(tǒng)級芯片(SoC),在驅(qū)動機器人時,用于處理所有硬件的輸入 / 輸出。
拿特斯拉的機器人舉例,擎天柱采用的是特斯拉 FSD 軟硬件。
而人形機器人的身體,主要是由執(zhí)行器和支撐系統(tǒng)組成。
完成動作的核心 —— 執(zhí)行器,相當于人類的關節(jié)和肌肉,主要有線性或旋轉(zhuǎn)兩類。
機器人想要實現(xiàn)的自由度越高,需要的執(zhí)行器就越多,目前正在開發(fā)的人形機器人,通常能夠?qū)崿F(xiàn) 16~60 個自由度。
執(zhí)行器的組件,包含螺絲、減速器、發(fā)動機、傳感器、軸承和編碼器等,具體功能如下:
有了“肌肉”,還需要“神經(jīng)系統(tǒng)”控制動作,驅(qū)動器就起到這樣的作用。
目前的驅(qū)動系統(tǒng),主要有電動、液壓或氣動驅(qū)動三種,其中,電動驅(qū)動精度更高、反應更迅速,正逐漸成為主流。
除此以外,人形機器人還需要“骨骼和皮囊”支撐,這就要用到結(jié)構(gòu)性材料。
目前的結(jié)構(gòu)性材料,主要是由輕質(zhì)材料 PEEK(聚醚醚酮)制成,不但可以降低能耗,還具有耐熱、耐磨、耐輻射的特點。
為了更好理解,我們選出幾家人形機器人的硬件進行比較。
報告還有哪些信息?
也許在人形機器人以前,很少有人把“AI”和“機器人”,這兩個看似不相關的話題聯(lián)系在一起。
但回顧歷史,兩個看似毫無關聯(lián)的領域相結(jié)合,似乎總能產(chǎn)生令科技圈巨震的威力。
比如邁克爾?法拉第,通過磁鐵與閉合通電線圈的實驗,把電和磁聯(lián)系在一起。
比如阿爾伯特?愛因斯,發(fā)現(xiàn)了物理物質(zhì)屬性與光之間,存在著從未想象過的聯(lián)系:e=mc^2。
也比如現(xiàn)在,大語言模型和生成式 AI 的發(fā)展,讓智能體開始向與物理世界交互發(fā)展,具身智能的概念,蒙塵半個多世紀再度被提起,現(xiàn)在正以人形機器人作為核心載體,為機器人賦予“生機”。
機器人界的 ChatGPT 時刻降臨 —— 或許現(xiàn)在該叫做 DeepSeek 時刻。
OpenAI、軟銀、亞馬遜、英偉達和微軟…… 全球巨頭都在爭先恐后投資,為具身智能押注。
這種盛況,同樣在中國上演。
援引報告數(shù)據(jù),中國的人形機器人公司,2024 年累計獲得 74 筆融資,而今年第 1 個月就完成了 10 次交易。
△ 中國市場融資活動次數(shù)
隨著融資支持加碼,中國人形機器人的市場規(guī)模也水漲船高,根據(jù)大摩的中國仿生人市場預測模型預計:
2030 年,中國市場規(guī)模將達到 120 億人民幣,銷量達到 150 萬臺。
△ 中國人形機器人市場規(guī)模預測
到 2035 年和 2050 年,市場規(guī)模預計將分別達到 2160 億元和 60000 億元,銷量為 740 萬臺和 5900 萬臺。
△ 中國人形機器人市場銷量預測
最后,對于報告中 35 家公司上榜的中國上市公司,按照當前市值進行大致梳理:
△ 以 2025.2.11 日收盤價核算
當然,中國人形機器人的希望,也不僅僅是在這些上市公司手中,還有眾多初創(chuàng)公司正在蓄勢待發(fā)。超 20 家人形機器人初創(chuàng)公司,獲得了紅杉中國、美團、百度、北汽等眾多行業(yè)大佬支持。
截至 2024 年 7 月,已披露的數(shù)據(jù)中,智元機器人最新融資 10 億元,估值約 70 億元;銀河通用最新融資 7 億元,估值約 15 億元……
我們總說,一個時代有一個時代的汽車,或許將來有一天,這句話也會用在人形機器人身上。
本文來自微信公眾號:智能車參考(ID:AI4Auto),作者:有據(jù)無車
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