明泽观察|人形机器人2025年展望

文摘   财经   2025-01-20 08:10   安徽  
前言:
2024年,人形机器人产业在全球迎来前所未有的发展机遇,成为科技领域的一颗璀璨明星。政策的持续加持、技术的快速突破以及资本的大量涌入,共同推动了人形机器人从实验室走向市场的进程。商业化进程的加速使得人形机器人在工业制造、家庭服务等多个领域展现出巨大的应用潜力。展望2025年,AI大模型等技术的发展和应用将为人形机器人的智能化提供坚实基础,同时,硬件的进步如高性能材料和精密驱动系统的研发,将极大提升机器人的性能。此外,5G网络的普及,使得远程控制和即时响应成为可能,进一步拓宽了人形机器人的应用场景。总之,2025年人形机器人行业将迎来量产,迈入新的阶段
本文从行业、细分赛道、融资及政策进行复盘,并从技术突破、应用场景、市场规模进行展望,最后从细分领域给出投资建议。具体内容详见正文
自2017年起,《明泽观察》开始对人形机器人领域进行重点且深入的跟踪研究。积极保持对外观点输出,共发布多篇相关主题,包括《机器人产业前景可期》、《人形机器人产业化落地起点即将到来》、《人形机器人产业投资机遇》、《人形机器人行业2024年度策略》、《人形机器人带来新材料市场机遇》、《人形机器人行业奇点将至》、《地表最强人形机器人带来行业突破》、《人形机器人的智能化水平逐步提升》及《人形机器人行业2024年度回顾》。近期,我们新增了《人形机器人专栏》供各位读者阅读,《人形机器人专栏》紧跟行业动态,呈现市场上最新的行业策略、研究观点、技术、产业链全景,并实时更新分享,便于读者系统了解和查询行业相关信息,以此做好投资者教育工作。后续我们也会继续加强对人形机器人的跟踪研究和观点输出。


一、行业回顾
(一)行情复盘
2022年至今,A股人形机器人板块经历了四轮行情波动,主要以主题投资为主,其中,以特斯拉Optimus为代表的人形机器人产业化进程持续深化是行情的主要驱动力,人工智能加速发展、政策出台为重要催化剂
第一轮(2022.06.17-2022.08.25):人形机器人指数较沪深300指数有31.74%的超额收益,主要由于特斯拉预热2022年AI DAY并宣布展示人形机器人样机,人形机器人板块开始获得资本市场关注
第二轮(2022.12.30-2023.07.04):人形机器人指数较沪深300指数有60.05%的超额收益,一方面由于特斯拉持续更新人形机器人研发进展,另一方面GPT等大模型面世,人形机器人板块作为大模型的重要应用端受到市场重视
第三轮(2024.02.05-2024.03.20):人形机器人指数较沪深300指数有39.48%的超额收益,英伟达预热GTC大会,并在大会上推出人形机器人大模型及软硬件支持
第四轮(2024.09.20-2024.11.24):人形机器人指数较沪深300指数有38.37%的超额收益,一方面,市场风险偏好有所提升;另一方面,特斯拉召开Robotaxi会议展示Optimus,并展示Optimus自主能力

图表1:人形机器人指数复盘

资料来源:中信建投证券

(二)细分赛道表现
2022年以来,A股市场对于人形机器人板块的投资主要集中于硬件板块。从细分赛道来看,随着市场对人形机器人产业研究的深化,人形机器人产业细分板块的投资由下游本体/关节总成向上游核心零部件/材料/制造设备延伸
硬件端,旋转/直线关节由于配置数量多、价值量高,在人形机器人行情早期涨幅较大。随着人形机器人技术路线讨论的深入,谐波减速器与丝杠等兼具高价值量与高技术壁垒的零部件环节收获较高涨幅,随后市场关注度持续向上游延伸至电机磁材、加工设备及轻量化材料等环节。软件端突破性进展晚于硬件。

(三)融资事件
据CVSource投中数据统计,2024年前三季度,国内人形机器人领域VC/PE市场已发生交易案例39起,总投资规模超过29亿元

(四)政策环境
自2023年起,国家和地方政府发布了一系列促进人形机器人产业发展的关键政策。1月份,工业和信息化部联合其他十六个部门推出了《“机器人+”应用行动实施方案》,设定了到2025年制造业机器人密度翻倍、服务和特种机器人应用范围和深度显著扩展的目标,旨在强化机器人在推动经济社会发展中的作用

图表22023年工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》明确发展目标和重点任务

资料来源:万联证券

为响应中央政策,北京、上海、深圳、杭州、山东、安徽等地也相继出台了支持人形机器人产业的地方政策,明确了发展目标、实施路径和应用场景,政策扶持力度持续增强。人形机器人因其在提升生产力和改善生活质量方面的潜力而受到国家政策的重视,预计未来会有更多专门政策出台以支持其发展

图表32024年以来人形机器人政策梳理

资料来源:公开资料

二、行业展望
(一)最新进展(注:以下信息来自于公开资料,不构成投资建议)
在2025年1月7日-1月10日举办的全球消费电子展(CES 2025)上,多家人形机器人厂商展示了其最新进展和创新成果。开幕式上,英伟达CEO黄仁勋进行了关于AI、机器人技术和自动驾驶的演讲,其携多款人形机器人亮相展会,其中近半数是中国企业

图表4黄仁勋在主题演讲中展示的人形机器人合作伙伴,近半数都是中国企业

资料来源:公开资料

英伟达发布了Cosmos系列基础AI模型,旨在训练人形和工业机器人。该平台能够帮助人形机器人企业训练机器人,开发者可以使用Cosmos创建虚拟仿真的物理环境,利用模拟机器人在更复杂场景中的行为,提升机器人在实际工作中的效率和准确性
宇树科技展示了人形机器人Unitree G1、Unitree H1和四足机器人Go2等产品 。宇树科技的机器人产品还在现场表演了舞蹈,吸引了众多观众驻足观看

图表5宇树科技展台热度火爆

资料来源:公开资料

兆威机电携其最新研发成果——全驱动仿人灵巧手亮相,该灵巧手整手自由度17个,每个指节的控制采用电机搭配微型减速器和丝杆驱动。微驱控制器主频高达600M,结合高密度、高集成与布局优化的PCB设计,实现精确的动力输出和快速响应,充分提升仿人灵巧手的灵巧性

图表6兆威机电最新灵巧手拥有17个自由度

资料来源:公开资料

激光雷达“双雄”速腾聚创、禾赛科技均转向机器人赛道。禾赛推出面向机器人领域的激光雷达,速腾聚创年初刚举办AI机器人发布会并公开自研人形机器人整机,会上就展出机器人真身

图表7速腾聚创展出的机器人

资料来源:公开资料

此外,众多公司展现出其人形机器人研究成果,Enchanted Tools展出能聊天、拾物的社交机器人Miroka;Realbotix推出采用模块化设计的开源人形机器人Melody,易于拆卸,可按需更换身体部件;Jizai展示五脚机器人Mi-Mo,头部是台灯,能四处走动,通过传感器获取视觉或音频。Open Droids推出R2D3机器人,能洗衣服、收拾碗碟、调制鸡尾酒、舀出冰淇淋等

图表8Enchanted Tools的社交机器人Miroka底部为滚轮设计

资料来源:公开资料

(二)量产元年预期
2025年被视为人形机器人商业化量产的元年,预示着行业即将迈入一个新的发展阶段。工信部发布的《人形机器人创新发展指导意见》中明确提出,到2025年,我国人形机器人创新体系将初步建立,核心关键技术取得突破,核心零部件实现安全有效供给,整机产品达到国际先进水平,并实现批量生产。这一政策的出台为人形机器人的量产提供了政策支持和方向指引
此外,马斯克在2025年1月8日的连线采访中表示,2025年将生产5万到10万台Optimus,同时数千台人形机器人将进入工厂场景训练,为具身智能数据积累和实用性提升打下基础。如果一切顺利,2026年Optimus的产量将增加10倍
(三)技术突破

1、人形机器人AI

AI在人形机器人中扮演着核心角色,是机器人的“大脑”,负责决策和规划,还可以增强机器人的环境感知能力。AI大模型可以分为非具身大模型和具身大模型,具身大模型直接面向机器人,以RT-2、FSD为代表,人形机器人需要能够同时处理视觉-语言-动作等多模态信息输入的大模型

图表9非具身大模型与具身大模型代表示例

资料来源:民生证券

当前人形机器人通用AI模型仍处于早期阶段,面临来自数据稀缺、泛化性低等方面的挑战,是木桶效应的短板。借鉴自动驾驶从L1到L5的技术分级体系,智元机器人对具身智能技术演进路线进行了G1至G5的划分。目前,具身智能技术演进达到G2阶段,正在向G3阶段演进。具身大模型迭代的长期目标是人工仅负责裁决,机器可以自实现感知-决策-执行的闭环。类比自动驾驶技术的演进进程,当前已达到G2阶段,预计2026年达到G3阶段,2035年有望达到G5阶段
图表10具身智能技术与自动驾驶技术
迭代的对比

资料来源:民生证券

2、硬件方面

电池:人形机器人的续航能力是其实用性的关键,因此开发更高能量密度的电池技术至关重要。未来,随着固态电池等新型电池技术的发展,预计能量密度将显著提升,有望达到600Wh/kg,从而延长机器人的运行时间并提高其工作效率

视觉传感器:传感器作为人形机器人的“眼睛”,其技术发展将使人形机器人能够更准确地获取和处理图像信息。多目立体视觉和iToF(间接飞行时间)法是实现3D视觉的两种主要技术,它们能够提供目标场景的三维信息,增强机器人的空间感知能力

六维力传感器:六维力传感器能够测量作用在机器人上的力和力矩,这对于提升机器人的交互能力、灵活性、安全性和柔顺性至关重要,这些传感器使人形机器人能够执行更复杂的操作任务

行星滚柱丝杠:行星滚柱丝杆的发展将提高人形机器人关节的扭矩密度,使机器人动作更加精确和灵活,其因高承载能力和长寿命而适用于高负载场景

空心杯电机:空心杯电机拥有高扭矩密度,可以使机器人实现更精确和快速的动作,此外,其无铁芯转子结构使其适合于需要轻量化和高精度应用,未来将继续朝着更高效率、更高功率密度和更低能耗的方向发展

(四)应用场景

1、短期(1-3年)

短期内,人形机器人可能率先应用于特种场景。1)成本敏感性较低,由于特种作业环境的特殊性,初期特种人员仍可接管任务,因此对成本的敏感度相对较低。2)遥控操作为主:短期内,人形机器人的自主性可能还不足以完全独立工作,在人类操作员远程控制下执行任务成为主要模式。3)执行危险任务:如火灾救援、能源化工、地震救援、水下/太空作业等极端环境下,人形机器人能够承担起保护人类安全的责任

图表11人形机器人特种/制造/民用场景的四因素考量模型

资料来源:民生证券

2、中期(3-5年)

中期可能应用于制造业场景。1)工厂环境标准化程度高:工厂内部的任务流程通常较为固定,地面平整,有利于机器人进行高效的训练和技能泛化2)多种形态共存:虽然双足人形机器人是早期训练的理想选择,但随着技术进步,轮式或其他形式的通用机器人也将出现在制造场景中。3)成本考量更加重要:制造业企业在配置智能机器人时会综合考虑成本因素,并根据不同需求选用最适合的形式

图表12优必选公司机器人在新能源汽车工厂首次“实训”

资料来源:公开资料

3、长期(5年以上)

长期可能应用于民用场景。1)社会接受度提升:随着技术和产品的成熟,公众对于人形机器人的认知和接受程度也会逐渐增加。2)交互性和灵活性增强:家用或商用环境中的人形机器人需要具备更高的交互能力和适应能力,以应对多样化的非标准化场景。3)价格下降至可承受水平:预计到那时,人形机器人的售价有望降至2万美元/台左右,使得更多家庭和个人能够负担得起

图表13NEO Beta进入家用应用场景

资料来源:公开资料

三、投资建议

(一)软件端

AI大模型为人形机器人注入灵魂,有望带动机器人产业实现跨越式发展。人形机器人本质是AI系统落地的最佳载体,其中算法是核心。AI大模型赋予了人形机器人更深层次的理解和适应环境的能力,提升了它们的自主决策力和智能水平,不仅极大地扩展了人形机器人的潜在应用范围,也为其商业化发展注入了新的动力

目前,以ChatGPT为代表的AI大模型正在引领新一轮人工智能浪潮,使人形机器人拥有更强大的思考和理解能力成为可能。随着人工智能、云计算、大数据等新兴数字技术的快速发展,人形机器人将朝着更加智能化和人性化的方向发展

图表14AI大模型助力人形机器人拆解任务

资料来源:前瞻产业研究院

随着大模型技术的快速发展和迭代,人形机器人领域迎来了新的发展机遇。大型企业如OpenAI、微软、谷歌、百度等在大语言模型领域的深入研究和开发,尤其是ChatGPT等模型的出现,标志着人工智能技术的一次重大突破。这些技术使得人形机器人能够进行多模态交互,处理包括语言、视觉、触觉、声音等多种感官数据,实现“具身智能”。建议重点关注大模型技术研发方面处于领先地位的企业,尤其是已经成功应用于人形机器人产品中的公司。(注:以上信息来自于公开资料,不构成投资建议)


(二)硬件端

1、行星滚珠丝杆

行星滚珠丝杆在人形机器人领域具有显著优势,主要体现在高承载能力、高刚度、高精度、小型化设计以及长寿命等方面。这些特性使其能够满足人形机器人在手臂、腿部以及灵巧手等关节部位对精确线性运动控制的要求,为机器人提供强大的动力和精准的定位能力,从而在人形机器人领域得到广泛应用

根据persistence market research预测,2023年滚柱丝杠全球市场规模约3亿美元,国内市场规模约1300万美元。以特斯拉Optimus为例,其全身预计使用14个线性执行器,则需要14个丝杠部件,假设未来单台机器人丝杠量产均价为1000元,则单台机器人丝杠价值量为1.4万元。在100万台机器人销量假设下,机器人丝杠市场空间将达140亿元,机器人有望成为丝杠最大的应用市场。

图表15人形机器人丝杠市场空间敏感性分析

资料来源:国盛证券

2、减速器

谐波减速器:谐波减速器在人形机器人中应用广泛,具有体积小、重量轻、传动精度高等优点,适合用于机器人的关节部位。当前全球谐波减速器市场主要由哈默纳科主导,但国内企业如绿的谐波正在崛起,逐渐形成对国外品牌的替代。建议关注绿的谐波等具有技术优势和市场潜力的国内谐波减速器生产企业,以及在谐波减速器研发和生产方面有突破的新兴企业。(注:以上信息来自于公开资料,不构成投资建议)

图表162022年中国谐波减速器市场格局

资料来源:中商产业研究院

未来半导体行业、医疗领域以及人形机器人等方向对谐波减速器需求有望增加。谐波减速器在除机器人以外的精密传动领域亦可广泛适用,应用行业正不断拓宽至半导体制造设备、医疗器械以及人形机器人等领域。2020年,全球谐波减速器市场规模达30.4亿元,预计到2025年将达到129.1亿元,CAGR达33.6%。


图表17全球减速器市场规模

资料来源:湘财证券

RV减速器:RV减速器适用于重负载的关节部位,具有高承载能力和高刚度的特点。国内企业如双环传动已经在RV减速器领域取得了一定的突破,打破了国外企业的垄断。(注:以上信息来自于公开资料,不构成投资建议)

3、电机

人形机器人主要用无框力矩电机和空心杯电机。无框力矩电机适用于机器人关节处,相比于传统有框电机,无框力矩电机具有节省空间、减少部件数量、提升系统性能等优势,符合人形机器人关节处对电机空间小、可靠以及效率高的要求,因此适合应用于机器人关节处的动力来源

无框力矩电机长期依赖国外厂商,国产化进程正在推进。科尔摩根是国际无框力矩电机龙头企业,产品性能处于第一梯队,广泛应用于机器人、AGV、机床、医疗设备、印刷和包装等领域。国内步科股份、昊志机电等公司近年来发展迅猛,去年伟创电气也开始对无框电机进行产品开发。国内无框力矩电机发展迅速,但性能方面较国外产品仍有差距。(注:以上信息来自于公开资料,不构成投资建议)

图表18全球无框力矩电机市场规模(亿美元)

资料来源:湘财证券

无刷空心杯电机与灵巧手关节适配性高,无刷空心杯电机体型小且功率密度大,而灵巧手的关节需要配备体积小且能输出较大力的电机。因此,功率密度高、效率高且体型较小的空心杯电机适合用于灵巧手关节。

全球空心杯电机前三大企业均为外资,国资份额较少。2021年,前三大企业占有全球55.4%的市场。全球空心杯电机主要制造商包括 Faulhaber(冯哈伯)、Portescap、Maxon(马克森)、Allied Motion(艾莱德摩新) 、鸣志电器、拓邦股份等。国内企业主要占据中低端市场,产量规模较大,但高端市场份额仍然较低。(注:以上信息来自于公开资料,不构成投资建议)


图表19全球空心杯电机市场规模(亿美元)

资料来源:湘财证券

4、传感器

六维力传感器能够提供全面的力觉信息,对于提升机器人的动作协调性和安全性具有重要意义。六维力矩传感器主要用在对柔顺控制要求高的手腕和脚踝。六维力传感器也被称为六轴力/力矩传感器、F/T 传感器,用于精确测量 X、Y、Z 三个方向的力信息和 Mx、My、Mz三个维度的力矩信息。人形机器人中,对柔顺控制要求高的手腕和脚踝或将使用六维力矩传感器,而身体的其他关节将使用关节扭矩传感器(单维)

2022年六维力矩传感器在中国的销量在 5000 台左右,市场规模不到2 亿元。2020年以来,六维力矩传感器一直维持增长的趋势,随着人形机器人技术的成熟落地,整体市场规模会迎来快速发展


图表202023年六维力传感器分行业市场份额
及同比增长率

资料来源:民生证券

四、人形机器人专栏
明泽一直践行“研究发掘价值,专业创造财富”的投资理念,研究是一切投资的起点,这方面的投入和坚持是明泽人自发的和喜爱的!加之作为资管机构本身投资者教育的责任,继《碳中和专栏》之后,现增加《人形机器人专栏》供各位读者阅读
从2017年开始,公司逐渐加大对人形机器人的研究,并积极对外发表研究结果,至今已经发表5篇《投研方法论》、9篇《明泽观察》,未来也会继续加强对人形机器人的跟踪研究和观点输出
《人形机器人专栏》紧跟行业动态,呈现市场上最新的行业策略、研究观点、技术、产业链全景,并实时更新分享,便于读者系统了解和查询行业相关信息,以此做好投资者教育工作。公司始终坚守企业初心、秉承“专业专注”的投研精神、始终坚持“以客户为中心”的第一服务宗旨,为广大投资者创造长期、可持续的优异业绩,努力成为“百年资管人”!

人形机器人专栏链接(具体内容详见下表):
https://mp.weixin.qq.com/s/XV2PzRAQfhtvffT8BxwPEA

(一)行业策略


(二)技术

(三)产业链


(四)其他


结论:2025年人形机器人商途开启

2025年,人形机器人行业预计将加速发展,迎来量产元年。随着特斯拉等领军企业推进Optimus等人形机器人的小规模量产并逐步对外销售,市场将见证更多样化的产品和服务出现。核心技术如精密减速器、智能感知硬件及AI驱动的控制系统将持续进步,推动成本下降和性能提升。我们认为:1)短期海外公司产品定型及量产将近,看好国内配套产业链,中长期看好国内人形机器人产业链崛起、科技巨头引领下全球机器人生态共建,重视人形机器人产业链长期投资价值;2)软件端关注具身智能技术突破性成果、人形机器人大脑及小脑环节;3)硬件端关注人形机器人的增量环节:更高精度的执行器、更精密的减速器、传感器、更高扭矩密度的电机、更高能量密度的电池。总之,2025年人形机器人产业是一个充满希望的新纪元开端,规模性商业应用将开启,通过精准定位上述关键点,值得重点关注



文章观点仅供参考,不构成投资建议

明泽资本

研究发掘价值  专业创造财富
长按识别二维码,加关注

明泽资本
明泽资本订阅号。 “金牛奖”三连冠私募基金公司。
 最新文章