随着AI技术的快速发展，人形机器人迎来了产业化机遇，在军事、制造、服务等场景中将逐渐得到应用。然而人形机器人要实现大规模的商业化应用，还面临减重的挑战。
（1）一方面，人形机器人带电量有限，在当前的电池使用水平下，大多数产品续航在2-4小时，在长时间场景下需要多次充电，便利性受到影响。
（2）另一方面，相较于传统工业机器人，人形机器人应用场景复杂，对灵活性要求更高，在进行各种动作时，需要更灵活地响应指令。
人形机器人轻量化发展可以减少其在运动中的能耗，提高能量利用效率，延长电池持续工作时间。同时，轻量化能够有效降低运动惯性，有助于提升人形机器人的灵活性。工信部在2023年10月出台的《人形机器人创新发展指导意见》中也强调要研究高强度轻量化新材料等关键技术。以特斯拉的Optimus为例，2022年发布的Gen-1体重73公斤，2023年底发布的Gen-2，相较于Gen-1，整体重量从73kg减少到63kg，重量减轻10kg，速度快30%，轻量化发展趋势明显。
目前，人形机器人的轻量化主要是从材料和结构这两个方面来实现。基于材料的轻量化主要是使用新型低密度材料，而基于结构轻量化的方法则是在原有结构材料的基础上，通过改变结构形状来实现轻量化。
人形机器人主要减重材料方案包括PEEK材料、PPS材料、镁铝合金等。
（1）PEEK有自润滑性，但是成本较高，适合用于人形机器人“关节、肌肉、骨骼”，也就是执行器和传动件外壳的轻量化。
（2）PPS较便宜、性价比高，机器人躯体的外壳面积大、材料耗量高、同时也有减重需求，因此适合选用更便宜的PPS作为轻量化材料。
（3）铝镁合金是以铝为主要原材料，并掺入少量的镁以及其他金属制成的金属材料，密度较铝合金、不锈钢等低，具有较好的机械性能，同时还可以减重，加之成本较低，也是人形机器人轻量化的可行方案。
同时，因不同材料特性决定了其适用的结构形式，而结构设计又会影响到材料性能的发挥，因此基于采用材料进行轻量化时，还需要和结构设计相互耦合，共同发挥作用助力人形机器人轻量化发展。
总的来说，在人形机器人续航提升，以及灵活性提升等要求下，人形机器人轻量化发展预计是重要发展趋势，具有较大的发展潜力。建议重点关注人形机器人轻量化发展带来的投资机会，结合头部人形机器人企业产品方案和新材料的特性，把握其中的结构性机会。
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基金经理·陈实
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