人形機器人行業(yè)：黎明破曉,AI歸宿,人形機器人需求有望達200萬臺,對應市場空 間超5700億

◼ 人形機器人：行則將至，量產(chǎn)可期。人形機器人是AI技術落地物理世界的出色載體，近兩年通用大模型的發(fā)展賦予人形機器人強大的泛化能力，產(chǎn)業(yè)進入商業(yè)化落地的初級 階段，特斯拉、Open AI、英偉達、三星等科技巨頭紛紛入局搶占行業(yè)G地。以特斯拉為例，馬斯克于2021年提出人形機器人概念機Tesla Bot，2022年推出原型機 Optimus，2023年12月推出Optimus-Gen2，相比一代進化顯著，感知、大腦、運控能力明顯提升。伴隨特斯拉Optimus落地，2025年人形機器人將步入量產(chǎn)元年，其應 用場景有望經(jīng)歷“汽車工廠應用—制造業(yè)開始多面滲透鋪開—成熟后走進千家萬戶”三個階段。據(jù)我們測算，至2030年人形機器人需求有望達200萬臺，對應市場空 間超5700億元。

◼ 執(zhí)行系統(tǒng)：靈活關節(jié)，絲杠、電機、減速器是關鍵。硬件決定人形機器人的運動靈活程度，特斯拉Optimus關節(jié)由40個執(zhí)行器組成，核心零部件包括絲杠、電機、減速器， 旋轉(zhuǎn)關節(jié)、直線關節(jié)、靈巧手合計成本占比超過50%，降本訴求下國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈更具優(yōu)勢。1）絲杠：用于直線關節(jié)，主要種類包括梯形絲杠和滾柱絲杠，常見的加工工藝包 括車削、銑削、磨削，其中磨床是粗加工和精加工環(huán)節(jié)的重要設備；目前成本占比23.4%，降本需求為迫切。2）電機：無框力矩電機用于旋轉(zhuǎn)關節(jié)和直線關節(jié)，空心杯 電機/無刷有齒槽電機用于靈巧手，電機合計成本占比約8.9%。3）減速器：用于旋轉(zhuǎn)關節(jié)，諧波減速器為當前主流方案，部分精度要求較低的關節(jié)也可用行星減速器，目 前成本占比約4.1%。

◼ 感知系統(tǒng)：交互之媒，多傳感器綜合賦能。傳感器是將機器人對內(nèi)外部環(huán)境感知的物理量變換為電量輸出的裝置，可分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器，人形機器人核心的傳感 器包括力矩傳感器、視覺傳感器、觸覺傳感器，目前傳感器成本占比約24.7%。1）力矩傳感器：旋轉(zhuǎn)關節(jié)和直線關節(jié)應用扭矩傳感器，手腕、腳腕可使用六維力矩傳感器 增加柔順控制能力。六維力/力矩傳感器成本及制造難度遠G于單維力矩傳感器，早期應用場景以航天L域的空間機械臂為主。2）視覺傳感器：特斯拉Optimus采用純視覺 方案，小米、宇樹等大多使用多傳感器融合方案。3）觸覺傳感器：特斯拉Optimus-Gen2手部搭配觸覺傳感器，是相比上一代大的邊際變化之一，有望引L行業(yè)新趨勢。

◼ 控制系統(tǒng)：智能“小腦”，核心算法自研為主。運動控制是指對機械運動部件的位置、速度、方向等進行實時控制，使其按照預期的運動軌跡和規(guī)定的運動參數(shù)進行運動。 一般控制器需要根據(jù)機器人的任務場景與需求具體設計開發(fā)，需要滿足低功耗、G算力、G集成度等要求，目前各家人形機器人場景應用多樣，且算力需求存在差異，因此 控制器以自研為主。

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