锂电池提供“强心脏”,人形机器人开启实习上岗

文摘   科技   2024-08-09 11:13   北京  

8月6日晚,由微软、OpenAI、英伟达、英特尔、亚马逊创始人贝索斯等共同投资的人形机器人明星企业Figure AI发布了全新第二代人形机器人Figure 02,并称新机器人为“世界上最先进的AI硬件”。与第一代机器人相比,Figure 02采用外骨骼结构,电源和算力布线集成于内部,提高了结构刚度;配备16个自由度和人类相当力量的第四代手部,可以实现更精细的操作;具备6个摄像头,支持机器人摄像头进行快速常识性视觉推理;通过与 OpenAI 合作训练的定制 AI 模型,和借助机器人身上的机载麦克风与扬声器,Figure 02 已能与人类进行实时的语音与语音对话。简单来说,Figure 02长得更像人,也越来越聪明了。

Figure AI称,第二代人形机器人Figure 02 最近在美国南卡罗来纳州的宝马汽车工厂进行“实习”,并收集用于 AI 模型的数据,已成功证明其系统可以在工业环境中运行,并且可以学习执行基本任务。

今年来,AI概念一直热搜不断,而人形机器人则成为了AI赛道中的新宠儿,本篇Volta-plus带您了解人形机器人行业现状以及锂电池应用要求。

政策指引:2027年有望成为增长新引擎

2023年10月,工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》,将人形机器人提升到与计算机、智能手机、新能源汽车同等的国家层级战略高度,并表示人形机器人有望在2027年成为经济增长的新引擎。

人形机器人玩家聚集的北京、上海、深圳、武汉等地都出台了推动产业发展的相关支持政策,尤其近日上海市政府办公厅印发《上海市促进工业服务业赋能产业升级行动方案(2024—2027年)》,其中提出,促进人工智能与制造业深度融合。创建国家人形机器人制造业创新中心,在汽车、电气设备生产和零部件加工等领域,打造一批人形机器人赋能制造应用场景,形成机器人生产解决方案。

政策及资本的多重催化下,2023~2024年人形机器人在车企及物流企业开启“实习打工”不断积累真实场景工业生产数据,加速升级迭代、提升自主学习能力,有望在2025年实现工业化量产,并于2027~2030年期间迎来爆发式增长,有助于我国新质生产力发展。

人形机器人:国内外主要玩家

国内,目前进展较快的有优必选、傅利叶以及宇树,以及近日公布的小米CyberOne。其中,优必选作为国内人形机器人第一股正式于2023年12月成功上市,近日也传出与吉利、天齐股份宣布达成战略合作,共同推进人形机器人在汽车及零部件智能制造领域的应用。优必选旗下人形机器人Walker S Lite已在极氪5G智慧工厂“实习”,在CTU入库上料工位协同员工执行搬运任务,这也是国内首次全流程执行和对外展示料箱搬运任务的人形机器人。随着追觅、小米、华为、小鹏等产业多方入局,预计在2年左右可实现量产。

海外,除了上述FigureAI以外,Agility Robotics 的人形机器人 Digit 与 Apptronik 公司的机器人 Apollo都在物流巨头 GXO Logistics 中“实习”,执行一些简单的任务;亚马逊正在测试Digit、奔驰也正在测试Apollo、现代汽车也计划测试Boston Dynamics的最新版机器人Atlas。此外,特斯拉计划在其工厂中使用自研人形机器人 Optimus。

图一:人形机器人明星企业及产品主要性能

信息来源:Volta-plus

人形机器人:仍需强心脏

要想了解人形机器人对锂电池性能要求,就要优先了解其应用场景及产品特性。

人形机器人的目前应用场景优先在智能制造上体现,尤其是制造业如电动汽车组装和零部件、特殊作业如高危职位(安防/特种等)方面以及服务行业,距离B2C消费品级别的产品还需一段时间。

优先走入工厂的场景来看,需要机器人有一定的载重量,在自身体重50~70Kg之上再负重20~40Kg左右,所以需要锂电池有一定的功率性能,一般在2C~3C以上。

续航方面目前一般设计在4~6个小时工作时间,如体重在70Kg左右人形机器人为例,电量需要在1~2KWh左右,而且为了不间断作业,通常一台机器人需要配备2个电池包随时替换充电,满足20小时的有效工作。此处再解释一下,因需与每小时的人工费相比较,所以人形机器人有效工作时间越长成本越低,所以未来对续航和寿命的要求只会越来越高。

电压一般在48V~58V,目前因重量及续航的原因,主要使用三元电池居多,串联结构多为13~16串;因电量较小且功率要求较高,使用圆柱高功率电芯的产品较多,如特斯拉以及国内优必选、宇树等公司,并联结构为3~9并较多。

人形机器人核心零部件BOM比重依次为 关节执行器 30%,传感器 16%,电机13%,芯片5%等组成,而锂电池而言目前仅占成本中1~2%的比重,貌似并不是一个核心零部件。但人形机器人仍然需要锂电池同时满足 高能量密度+高功率+高安全+长寿命等聚齐的“强心脏”,并且对于锂电池的价格及其不敏感,是要性能达到要求,利润相对可观。

市场规模:乐观预测有望突破100万台

老龄化比重逐渐增高,我国制造业平均人工费逐渐递增的国情下,人形机器人在工业制造业以及服务业领域将迎来发展机遇,如2027~2030年期间人形机器人价销售价格能如马斯克所说降低至2万美金的乐观预估的话,全球销量有望突破100万台,年复合增长率可超过100%。按照单台人形机器人目前平均配备2KWh基础上逐渐递增,且有充电替换需求来预估,对于锂电池需求预计将突破5GWh。

结论:与低空经济行业一样,人形机器人相关的国家层级战略方针已明确,在AI大趋势下,锂电行业将助力海陆空全面转向电动化,我们也可以期待一下锂电池可以给我们带来的未来科技世界。



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