（報(bào)告出品方/作者：浙商證券，程兵，邱世梁）
1、小米發(fā)布CyberOne，全尺寸人形機(jī)器人商業(yè)化已在路上
1.1、小米發(fā)布CyberOne，產(chǎn)品亮點(diǎn)突出未來可期
小米發(fā)布業(yè)內(nèi)首款全尺寸人形機(jī)器人 CyberOne，彰顯多元融合技術(shù)新成果。8 月 11 日小米推出的 CyberOne，身高 177cm，體重 52kg，是業(yè)內(nèi)第一款真正意義上的全尺寸人形 仿生機(jī)器人，代表了小米對未來科技生態(tài)的積極探索，展現(xiàn)出了小米在人形機(jī)器人領(lǐng)域各項(xiàng) 新技術(shù)的階段性成果。 成本問題尚未解決，人形機(jī)器人商業(yè)化落地道路挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。目前 CyberOne 的成 本高達(dá)六、七十萬元，尚不能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，且多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)有待突破。但可以預(yù)見的是人形機(jī) 器人擁有更加豐富的應(yīng)用場景，商業(yè)價(jià)值更高，產(chǎn)業(yè)鏈各方向均有布局機(jī)會(huì)。
“小腦”發(fā)達(dá)，CyberOne 實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)能力的重大突破。相比于小米去年發(fā)布的 CyberDog，人形機(jī)器人 CyberOne 在電機(jī)性能、機(jī)身自由度、雙足控制算法等方面均取得重 大進(jìn)步。CyberOne 支持 21 個(gè)自由度，并能實(shí)現(xiàn)各自由度 0.5ms 級別的實(shí)時(shí)響應(yīng)，充分模擬 人的各項(xiàng)動(dòng)作，步行速度可達(dá) 3.6km/h。 關(guān)節(jié)活動(dòng)方面，以 CyberOne 上肢關(guān)節(jié)電機(jī)為例，小米自研了一枚重 500g，額定輸出扭 矩高達(dá) 30n·m 的高效電機(jī)，保證了上肢的靈活性。而在髖關(guān)節(jié)部分，CyberOne 的主要電 機(jī)瞬時(shí)峰值扭矩可達(dá) 300n·m，峰值扭矩密度可達(dá) 96Nm/kg，配合小米的自研人形雙足控制 算法，行走姿態(tài)更加平穩(wěn)。
良好平衡性奠定運(yùn)動(dòng)功能基礎(chǔ)，看好機(jī)器人速度、靈活度等指標(biāo)持續(xù)優(yōu)化。與特斯拉 預(yù)告的機(jī)器人“擎天柱”相比，CyberOne 在關(guān)節(jié)自由度、步行速度等方面存在提升空間， 并且與人的實(shí)際情況也有差距。
高情商且具備人類情緒， AI 內(nèi)核賦能環(huán)境感知及人機(jī)交互，未來有望勝任各類服務(wù)場 景。環(huán)境感知層面，CyberOne 可對真實(shí)世界進(jìn)行三維虛擬重建，通過自研的 Mi-Sense 深度 視覺模組，結(jié)合 AI 算法，提供完整的三維空間感知能力。 CyberOne 搭載自研 MiAI 環(huán)境語義識別引擎和 MiAI 語音情緒識別引擎，能夠?qū)崿F(xiàn) 85 種環(huán)境音識別和 6 大類 45 種人類情緒識別。發(fā)布會(huì)現(xiàn)場機(jī)器人與雷軍及觀眾的互動(dòng)也展現(xiàn) 出人機(jī)交互技術(shù)研發(fā)取得顯著成果。
1.2、人形機(jī)器人三大路線，CyberOne為代表的服務(wù)人應(yīng)用前景最廣闊
人形機(jī)器人發(fā)展歷經(jīng)二十余年，逐漸形成三大發(fā)展路線。人形機(jī)器人發(fā)展起步于日本， 進(jìn)入 21 世紀(jì)后由美國主導(dǎo)，目前已經(jīng)形成以波士頓動(dòng)力為代表的超越人、以特斯拉為代表 的替代人和以小米 CyberOne 為代表的服務(wù)人三大主流方向，其中波士頓動(dòng)力的人形機(jī)器人 技術(shù)主要聚焦于科研領(lǐng)域，商用可能性較小；而相比于特斯拉機(jī)器人，我們認(rèn)為服務(wù)型機(jī)器 人憑借其與用戶良好的交互性，有望深入到各類生活場景中，商業(yè)價(jià)值非常廣闊。
“超越人”性能卓越，波士頓動(dòng)力 Atlas 代表當(dāng)前科研最高水平。波士頓動(dòng)力開發(fā)的全 尺寸人形機(jī)器人 Atlas，以液壓關(guān)節(jié)和步態(tài)算法為核心的底層技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了接近人類的運(yùn)動(dòng) 能力，能夠快速越過障礙物、完成快速轉(zhuǎn)身、跳躍等動(dòng)作。 Atlas 實(shí)現(xiàn)這一系列高難度動(dòng)作的核心是其“大腦”，即感知算法的不斷迭代。近年來 波士頓動(dòng)力在機(jī)器人外觀及機(jī)械系統(tǒng)方面并沒有做出重大革新，而在軟件層持續(xù)迭代，將相 機(jī)、雷達(dá)等傳感器接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并對決策制定和動(dòng)作規(guī)劃提供最有效的支持。
成本難以控制商業(yè)化希望較小，但為服務(wù)型機(jī)器人商用提供思路方向。雖然目前 Atlas 機(jī)器人定位為科研用途，近年來公司幾度易主嘗試商業(yè)化應(yīng)用均未能取得有效進(jìn)展。但 Atlas 在實(shí)證機(jī)器人相關(guān)技術(shù)可行性的同時(shí)，為未來人形機(jī)器人的商用化進(jìn)展提供了諸多借鑒點(diǎn)： （1）材料方面，Atlas 采用 3D 打印零件以滿足跳躍、翻騰等動(dòng)作需要的強(qiáng)度/重量比， 且體態(tài)外觀更接近于人的形象，可供機(jī)器人商用化參考； （2）動(dòng)力及負(fù)荷方面，Atlas 高約 1.5m，重約 75kg，有效載荷達(dá) 11kg，除各類運(yùn)動(dòng)外 可以完成搬運(yùn)、整理等工作，可以為目前尚處于初級階段的小米 CyberOne 升級各類功能模 塊提供動(dòng)力、載荷等多維度參考；
“替代人”解決勞動(dòng)力短缺問題，無人機(jī)交互限制其商業(yè)應(yīng)用場景。2022 年 6 月 21 日， 馬斯克宣布將于 9 月 30 日推出人形機(jī)器人“擎天柱”的原型機(jī)，據(jù)介紹，擎天柱高 172cm， 體重 56kg，可負(fù)載 20kg，全身具有 40 個(gè)自由度，步行速度可達(dá) 8km/h，旨在代替人類從事 “危險(xiǎn)、重復(fù)、無聊”的工作，并預(yù)計(jì) 2023 年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
特斯拉超級工廠可能成為擎天柱應(yīng)用場景，“指令-執(zhí)行”工作模式?jīng)Q定其落地局限性。 目前推測特斯拉機(jī)器人的初步定位于取代部分應(yīng)用場景下的勞動(dòng)力，基于“指令-執(zhí)行”的 工作模式避開了現(xiàn)實(shí)世界實(shí)時(shí)感知這一技術(shù)難點(diǎn)，能夠快速部署到 to B 領(lǐng)域，但 to C 領(lǐng)域 仍然是最廣闊的應(yīng)用場景，也是人形機(jī)器人的最終目標(biāo)。 他山之石，特斯拉機(jī)器人商用化路徑更加清晰，自動(dòng)駕駛技術(shù)及供應(yīng)鏈整合能力為兩 大核心優(yōu)勢。參考特斯拉路線，國內(nèi)零部件廠商或迎來重大機(jī)遇，AI 算法及 AI 芯片迭代需 要重點(diǎn)關(guān)注。
（1）高算力+大數(shù)據(jù)支撐特斯拉自動(dòng)駕駛技術(shù)持續(xù)迭代。計(jì)算平臺層面，特斯拉自研 了專門用于模型訓(xùn)練的 Dojo 超級計(jì)算機(jī)群，并內(nèi)置特斯拉自研 AI 訓(xùn)練芯片 D1，芯片采用 分布式結(jié)構(gòu)和 7 納米工藝，搭載 500 億個(gè)晶體管以及 354 個(gè)訓(xùn)練節(jié)點(diǎn)，僅內(nèi)部的電路就長達(dá) 17.7 公里，實(shí)現(xiàn)了超強(qiáng)算力和超高帶寬，以及空間和時(shí)間的平衡。 數(shù)據(jù)層面，特斯拉機(jī)器人承接汽車端的 FSD 芯片攝像頭，能夠采集大量道路行駛 之外的各類場景數(shù)據(jù)，為 AI 算法迭代提供高質(zhì)量的學(xué)習(xí)樣本。（2）承接汽車部件產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，特斯拉具備機(jī)器人量產(chǎn)成本優(yōu)勢。考慮人形機(jī)器人部 分零部件技術(shù)壁壘較高，特斯拉有望發(fā)揮其在汽車領(lǐng)域積累的供應(yīng)鏈和技術(shù)優(yōu)勢，整合減速 器、電機(jī)等部件的外部供應(yīng)商，因此我們認(rèn)為在相關(guān)細(xì)分領(lǐng)域具備競爭優(yōu)勢的廠商可能率先 獲益。
CyberOne 為代表，服務(wù)型人形機(jī)器人將深入細(xì)分場景，實(shí)現(xiàn)智能交互，提升服務(wù)質(zhì)量。 小米公司自成立以來，不斷構(gòu)建延展的科技場景，從智能手機(jī)到可穿戴設(shè)備、智能家居，進(jìn) 而延伸到智能制造、電動(dòng)汽車以及人形機(jī)器人領(lǐng)域，持續(xù)豐富智能終端矩陣。 借力已有科技生態(tài)，CyberOne 有望滿足服務(wù)型機(jī)器人人機(jī)交互功能，挖掘 C 端商業(yè)價(jià) 值。小米科技生態(tài)以人和生活工作為核心理念，不斷融合進(jìn)化技術(shù)體系并貫穿所有的智能場 景和終端設(shè)備，我們認(rèn)為小米基于智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、智能家居等終端積累的數(shù)據(jù)、算 法等多維度能力，能夠有效賦能人形機(jī)器人的商用化道路。
1.3、服務(wù)型機(jī)器人商業(yè)前景廣闊，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈公司發(fā)力布局值得期待
1.3.1、服務(wù)機(jī)器人有望深入各類細(xì)分垂直場景，市場前景廣闊
政策支持人形機(jī)器人技術(shù)發(fā)展，有望深入各類細(xì)分垂直場景。2021 年 12 月工信部等 15 部門在《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出重點(diǎn)推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和特 種機(jī)器人重點(diǎn)產(chǎn)品的研制及應(yīng)用，提升性能、質(zhì)量和安全性，推動(dòng)產(chǎn)品高端化智能化發(fā)展。 “十四五”期間將重點(diǎn)補(bǔ)齊專用材料、核心元器件、加工工藝等短板，提升機(jī)器人關(guān)鍵 零部件的功能、性能和可靠性，開發(fā)機(jī)器人控制軟件、核心算法等，提高機(jī)器人控制系統(tǒng)的 功能和智能化水平。
全球服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模穩(wěn)定增長，預(yù)計(jì)到 2023 年突破 200 億美元。根據(jù)中國電子學(xué) 會(huì)，2016-2021 年全球服務(wù)機(jī)器人銷售額 CAGR 為 24%，預(yù)計(jì) 2022 年全球市場規(guī)模將達(dá) 159.9 億美元。2021 年家用服務(wù)類型機(jī)器人占比最高，達(dá) 65%。
服務(wù)型機(jī)器人應(yīng)用場景持續(xù)豐富。由早期較為成熟的掃地機(jī)器人和送餐機(jī)器人逐步拓展 至情感、教育、醫(yī)療機(jī)器人等方向。2021 年擅長精細(xì)手術(shù)的美國達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人在美安服務(wù)型機(jī)器人應(yīng)用場景持續(xù)豐富。由早期較為成熟的掃地機(jī)器人和送餐機(jī)器人逐步拓展 至情感、教育、醫(yī)療機(jī)器人等方向。2021 年擅長精細(xì)手術(shù)的美國達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人在美安
人口老齡化趨勢下我國醫(yī)療和公共衛(wèi)生需求持續(xù)旺盛，服務(wù)機(jī)器人市場潛力巨大。根 據(jù)中國電子學(xué)會(huì)，2016-2021 年我國服務(wù)機(jī)器人銷售額 CAGR 為 36%，高于全球增速。預(yù)計(jì) 2023 年我國服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模有望突破 600 億元。 根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，我國服務(wù)機(jī)器人月度產(chǎn)量波動(dòng)上升，2021 年 12 月單月產(chǎn)量為 90.26 萬臺。 疫情期間大量面對面場景被無接觸服務(wù)替代，接待機(jī)器人、遞送機(jī)器人、測溫機(jī)器人和 新零售機(jī)器人等需求增加。如普渡科技交付上百個(gè)配送機(jī)器人支援醫(yī)療機(jī)構(gòu)和隔離點(diǎn)。云跡 科技扎根酒店場景，合作酒店超 1,5000 家。
1.3.2、擁抱軟硬件國產(chǎn)化浪潮，產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)廠商已逐步形成競爭力
我國國產(chǎn)機(jī)器人正縮小與國外差距。以下游系統(tǒng)集成作為突破口，上溯中上游技術(shù)和 產(chǎn)品研發(fā)。以中國工業(yè)機(jī)器人為例，根據(jù) IFR，2020 年中國安裝了 168,377 臺新機(jī)器人，全 球排名第一，國內(nèi)供應(yīng)商在中國市場的市場份額為 27%，出貨量為 45,347 臺。 中國機(jī)器人密度發(fā)展飛速，2020 年已躋身世界前十。根據(jù) IFR，由于機(jī)器人安裝的顯 著增長，中國機(jī)器人密度從 2015 年的 49 個(gè)/萬人上升到 2020 年的 246 個(gè)/萬人，中國大陸機(jī) 器人密度在全球排名第 9。
隨著數(shù)據(jù)積累，國產(chǎn)廠商在軟件算法方面有巨大潛力。在路徑規(guī)劃和行為決策的算法 層面，國產(chǎn)廠商仍存一定差距。在針對不同場景進(jìn)行二次開發(fā)時(shí)，精確性、穩(wěn)定性和響應(yīng)速 度等性能不足。隨著國產(chǎn)廠商進(jìn)行數(shù)據(jù)、實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)的沉淀，未來定能有所突破。
2、環(huán)境感知+運(yùn)動(dòng)控制+人機(jī)交互，三大模塊決定商用前景
目前，機(jī)器人主要包含三大核心技術(shù)模塊：環(huán)境感知模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊和人機(jī)交互 模塊。感知系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集的前端感知層（圖像、語音等傳感器、雷達(dá)、壓感、光感 等專用傳感器等），相當(dāng)于人的眼、耳、鼻、皮膚等；運(yùn)動(dòng)控制模塊包括機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，模 擬人的軀體及四肢；人機(jī)交互系統(tǒng)包括負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)整理和算力處理的存儲(chǔ)器和智能芯片，相當(dāng) 于人的大腦； 三大核心模塊技術(shù)進(jìn)展差異顯著，AI 算法及軟件平臺能力決定機(jī)器人人機(jī)交互核心能 力。目前在環(huán)境感知和運(yùn)動(dòng)控制模塊上，受益于自動(dòng)駕駛、工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域的成熟應(yīng)用， 相關(guān)硬件商用化進(jìn)程較快，而在人機(jī)交互模塊，由于算法、算力的限制，在實(shí)際消費(fèi)場景中 實(shí)現(xiàn)高效的人機(jī)智能交互還存在不小的難度。
2.1、機(jī)器視覺為核心，環(huán)境感知技術(shù)不斷發(fā)展
小米 CyberOne 搭載自研 Mi-Sense 深度視覺模組，擁有完整三維空間感知能力。 CyberOne 深度相機(jī)配合 AI 相機(jī)能夠幫助機(jī)器人接收真實(shí)場景和物體，通過 CV 算法建立物 體三維模型實(shí)現(xiàn)避障，通過萬物追焦技術(shù)，保證機(jī)器人對集關(guān)鍵目標(biāo)的注意力集中。精度方 面 CyberOne 能夠保證 8m 距離內(nèi)的 0.1%以下的誤差。
機(jī)器視覺技術(shù)發(fā)展歷經(jīng)三大階段，能否實(shí)現(xiàn)精密操作執(zhí)行將決定人形機(jī)器人應(yīng)用前景。 最初，機(jī)器人視覺感知技術(shù)主要滿足避障、識別等基礎(chǔ)動(dòng)作，不需要對環(huán)境和目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確 識別，運(yùn)動(dòng)路徑偏封閉和固定。隨著機(jī)器人從“自動(dòng)化”走向“智能化”，機(jī)器人環(huán)境感知 技術(shù)發(fā)展以識別和測量為核心目標(biāo)，通過立體攝像機(jī)配合激光雷達(dá)，多傳感器融合技術(shù)推動(dòng) 了自動(dòng)駕駛的快速發(fā)展。現(xiàn)階段，機(jī)器視覺技術(shù)旨在實(shí)現(xiàn)精密執(zhí)行操作，人形機(jī)器人不僅要 完成避障、路徑規(guī)劃、目標(biāo)識別等功能，其機(jī)器視覺模塊要配合運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高精度估計(jì)和 機(jī)械手的伺服控制。
參考已有人形機(jī)器人視覺技術(shù)，多模態(tài)視覺感知有望成為主流方案。波士頓動(dòng)力研發(fā)的 Atlas 采用頭部 RGB 攝像頭為主傳感器，并使用 ToF 傳感器輔助建模；特斯拉則基于成熟的 電動(dòng)車 FSD 視覺感知技術(shù)，遷移到人形機(jī)器人。我們認(rèn)為未來人形機(jī)器人將以多目視覺為 主，并搭配 ToF、結(jié)構(gòu)光、激光三角等技術(shù)以滿足機(jī)器人視覺感知的不同需求。
激光雷達(dá)為高精度定位核心部件，有望從自動(dòng)駕駛技術(shù)遷移到人形機(jī)器人。激光雷達(dá) 能夠?qū)崿F(xiàn)高精度地圖、避障、環(huán)境感知及自主避障等功能，且不受光源影響，是波士頓動(dòng)力 公司人形機(jī)器人的感官系統(tǒng)核心部件。相比于毫米波雷達(dá)和攝像頭，激光雷達(dá)具備分辨率高、 探測距離長、反饋數(shù)據(jù)多等方面優(yōu)勢，被大多數(shù)整車廠、Tier 1 認(rèn)為是 L3 級及以上自動(dòng)駕 駛必備的傳感器，未來也有望搭載到人形機(jī)器人上成為其環(huán)境感知模塊的核心部件。目前激光雷達(dá)在 L3+的應(yīng)用確定性強(qiáng)，我們看好未來人形機(jī)器人形成以激光雷達(dá)為主導(dǎo) 的多傳感融合方案，感知硬件互相配合確保機(jī)器人工作過程中的安全與效率。隨著相關(guān)部件 的價(jià)格成本隨量產(chǎn)規(guī)模而下降，未來應(yīng)用前景廣闊。
2.2、運(yùn)動(dòng)控制模塊，算法靈活性+硬件靈敏性決定機(jī)器人商用效果
從基礎(chǔ)參數(shù)來看，Cyberone 表現(xiàn)可圈可點(diǎn)，但與國外領(lǐng)先機(jī)器人仍有差距。關(guān)節(jié)數(shù)和 自由度可體現(xiàn)機(jī)器人靈活程度，Cyberone 全身共 13 個(gè)關(guān)節(jié)，21 個(gè)自由度，相比具有深厚技 術(shù)沉淀的 Atlas 及 ASIMO 有一定差距；時(shí)速為 3.6km/h，對比人類 3.2~5km/h 的速度基本還 原但擬人感有較大提升空間。采用液壓驅(qū)動(dòng)的 Atlas，已實(shí)現(xiàn)跑、跳、后空翻等高難度動(dòng)作， 爆發(fā)力強(qiáng)，視覺沖擊強(qiáng)烈。運(yùn)動(dòng)控制（Motion Control）是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的過程。運(yùn)動(dòng)控制 系統(tǒng)包括軟硬件兩方面，其中硬件一般包括運(yùn)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)器（功率放大器與變換裝置）、 電機(jī)及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)（減速器）四大核心。
控制系統(tǒng)，人形機(jī)器人的神經(jīng)系統(tǒng)，控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)完成動(dòng)作。控制系統(tǒng)需要根據(jù)指令 及傳感信息，向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)布指令并控制其完成相應(yīng)的動(dòng)作，主要由控制器（硬件）和控制 算法（軟件）兩部分組成。 工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域主流廠商自行開發(fā)控制器，國外廠商優(yōu)勢明顯。由于控制系統(tǒng)對于機(jī) 器人的重要作用，現(xiàn)有的主流工業(yè)機(jī)器人廠商均布局自行研發(fā)控制系統(tǒng)，包含大型機(jī)器人廠 商和專業(yè)的控制系統(tǒng)廠商這兩大類。 PC-Based 控制器具備明顯優(yōu)勢，正逐步替代 PLC。運(yùn)動(dòng)控制器主要包括 PC-Based、專 用控制器和 PLC（可編程邏輯控制器）三類，其中 PC-Based 控制卡通用性、可拓展性更強(qiáng)， 能滿足復(fù)雜運(yùn)動(dòng)算法要求，發(fā)展前景廣闊。
伺服系統(tǒng)，精準(zhǔn)輸出運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，電氣方案為主流。目前人形機(jī)器人主要采用伺服電機(jī)、 伺服驅(qū)動(dòng)器和編碼器共用構(gòu)成伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)用于準(zhǔn)確控制輸出的機(jī)械位移轉(zhuǎn)角、位移 速度和加速度等，滿足機(jī)器人各部位各種運(yùn)動(dòng)方式的需求。 人形機(jī)器自由度需求將帶動(dòng)伺服系統(tǒng)需求規(guī)模快速成長。理論上，為滿足確定的運(yùn)動(dòng) 模式需求，機(jī)器人的伺服電機(jī)數(shù)應(yīng)等于其自由度，即一個(gè)自由度對應(yīng)一臺伺服電機(jī)。為較好 地模擬人的運(yùn)動(dòng)模式，不考慮手指自由度的情況下，人形機(jī)器人需要約 40 個(gè)自由度，遠(yuǎn)高 于工業(yè)機(jī)器人的自由度需求（2-6 個(gè)），看好未來人形機(jī)器人量產(chǎn)后推動(dòng)伺服電機(jī)需求量上 升，進(jìn)而推動(dòng)伺服系統(tǒng)市場規(guī)模擴(kuò)大。
減速器，人形機(jī)器人精密傳動(dòng)裝置，以諧波減速器和 RV 減速器為主。減速機(jī)的主要工 作原理為通過機(jī)械傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)對原動(dòng)機(jī)的減速增矩，是影響機(jī)器人性能的核心因素，在高 精度場景中尚未存在替代方案，技術(shù)壁壘較高。 RV 減速器和諧波減速器是兩種最主要的精密減速器，各有側(cè)重，相輔相成。RV 減速 器體積大，負(fù)載能力和剛度高，一般用于機(jī)座、大臂、肩部等重負(fù)載位置，而諧波減速器體 積小、傳動(dòng)比和精密度高，主要應(yīng)用于小臂、腕部或手部。
AI 算法指導(dǎo)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模式，目前沒有標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，極有可能成為產(chǎn)品核心競爭力。 與零部件不同的是，機(jī)器人領(lǐng)域的算法幾乎不存在標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，也沒有清晰的可比標(biāo)準(zhǔn)， 一般由公司自研。在工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)中，強(qiáng)大的算法將極大賦能性能，帶來數(shù)倍溢價(jià)空間。 如行走姿態(tài)方面，算法需要協(xié)調(diào)關(guān)節(jié)協(xié)同運(yùn)作，主要實(shí)現(xiàn)對水平反應(yīng)、目標(biāo) ZMP 和步 長位置三個(gè)方面的控制，保證機(jī)器人能在行走中保持平衡及模擬人類姿態(tài)。ASIMO 機(jī)器人 就運(yùn)用了本田研發(fā)的 I-Walk 技術(shù)（Intelligent Real-Time Flexible Walking Technology），應(yīng)用 預(yù)測運(yùn)動(dòng)控制功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人無停頓轉(zhuǎn)彎。
2.3、人機(jī)交互模塊，以NLP為核心的多感官信息處理決定技術(shù)發(fā)展
CyberOne 可實(shí)現(xiàn)簡單互動(dòng)交流，基于語音、視覺的 AI 數(shù)據(jù)處理效果顯著。發(fā)布會(huì)現(xiàn) 場，從 CyberOne 的行為演示可以看出其能夠?qū)τ^眾掌聲做出回應(yīng)并與人進(jìn)行交流，實(shí)現(xiàn)這 些功能的人機(jī)交互模塊，是以 AI 技術(shù)為核心，借助語音識別、圖像識別、機(jī)器學(xué)習(xí)等，完 成模擬人類大腦的工作模式。 語音語義分析作為人機(jī)交互核心途徑，幫助機(jī)器人具備聽、說、理解和思考的能力。 語音語義模塊包含了語音識別和語義分析兩部分，涉及聲學(xué)信號（聲源定位、語音增強(qiáng)等）、 模式識別（聲紋識別、語音識別等）、自然語言處理（自然語言理解、自然語言生成等）和 語音合成等技術(shù)。
網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)發(fā)展驅(qū)動(dòng) AI 邁向更高智能時(shí)代，數(shù)據(jù)+模型決定未來發(fā)展方向。近年 來，人機(jī)交互發(fā)展方向從最初的傳統(tǒng)圖形交互模式演變成多模態(tài)、多通道的智能交互模式。 目前智能人機(jī)交互有多通道交互（MMI）、情感計(jì)算（Affective Computing）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和智能用戶界面（IUI）這四大研究方向，其目的都是為了實(shí)現(xiàn)人類實(shí)際工作場景下更加和 諧有效的的人機(jī)交互。AI 發(fā)展可歸納為數(shù)據(jù)+模型兩大思路，從工程和科學(xué)兩維度實(shí)現(xiàn)智能人機(jī)交互。從數(shù) 據(jù)角度看，上述四大研究方向核心均是不斷挖掘細(xì)分場景下更多維度的數(shù)據(jù)標(biāo)簽，通過更多 維參數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)更高準(zhǔn)確度的人類行為、情緒的理解和反饋。多維行為數(shù)據(jù)的 采集需求將帶動(dòng)終端硬件設(shè)備的持續(xù)迭代，需求量將迎來爆發(fā)式的增長。
與大數(shù)據(jù)代表的工程化思路相對應(yīng)，模型迭代標(biāo)志科學(xué)化思路，嘗試機(jī)器更接近人類 大腦的思考模式，以實(shí)現(xiàn)更有效的人機(jī)互動(dòng)。基于大數(shù)據(jù)樣本學(xué)習(xí)的 AI 訓(xùn)練近年來逐漸暴 露問題，訓(xùn)練時(shí)間過長、成本過高、商用化難度過大，相關(guān)研究機(jī)構(gòu)及公司在嘗試輕量化數(shù) 據(jù)規(guī)模的同時(shí)，積極引入腦科學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展，不斷引入新的計(jì)算模型，以提高人機(jī)交互 的效率，在無人駕駛、機(jī)器人、推薦系統(tǒng)等領(lǐng)域均實(shí)現(xiàn)突破。
人機(jī)智能交互不斷演進(jìn)驅(qū)動(dòng) AI 算法及芯片不斷迭代，相關(guān)技術(shù)值得重點(diǎn)關(guān)注。未來， 基于語音、視覺、腦神經(jīng)的人機(jī)交互將囊括人體核心器官的交互功能，包含了信息輸入輸出、 語音處理、語義分析、智能邏輯、知識內(nèi)容整合等維度，以人形機(jī)器人為載體，終端硬件、 AI 算法、網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算芯片等領(lǐng)域均有望實(shí)現(xiàn)重大突破。
3、人形機(jī)器人市場空間廣闊，產(chǎn)業(yè)鏈迎來重大發(fā)展機(jī)遇
圍繞三大核心模塊，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈迎來重大發(fā)展機(jī)遇。特斯拉基于頂層數(shù)據(jù)和算 法的開發(fā)成果取得重大突破，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈引來重大發(fā)展機(jī)遇，我們認(rèn)為需要重點(diǎn)關(guān)注以下幾 類公司： （1）運(yùn)動(dòng)控制模塊具備核心零部件技術(shù)優(yōu)勢的潛在受益標(biāo)的； （2）具備機(jī)器視覺成熟解決方案的公司； （3）具備人形機(jī)器人領(lǐng)域 AI 算法落地能力的廠商及相關(guān)受益公司； （4）具備機(jī)器人整機(jī)組裝能力及技術(shù)優(yōu)勢的公司；
3.1、人形機(jī)器人發(fā)展帶來上游核心零部件巨大市場空間
人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制模塊技術(shù)要求高于工業(yè)機(jī)器人，上游零部件值得重點(diǎn)關(guān)注。人形 機(jī)器人上游產(chǎn)業(yè)鏈主要包含材減速器、電機(jī)、結(jié)構(gòu)件、半導(dǎo)體芯片、傳感器和材料等部分。 其中，作為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制模塊的核心部件，減速器、電機(jī)和控制系統(tǒng)價(jià)值量較高，技術(shù)壁 壘較高，市場主要由國外廠商占據(jù)，未來存在機(jī)會(huì) 核心零部件價(jià)值量高，利潤空間大。參考目前相對成熟的工業(yè)機(jī)器人的成本結(jié)構(gòu)，三 大核心零部件，減速器、伺服電機(jī)和控制器分別占總成本的 35%、25%和 12%，合計(jì)超過 70%。從毛利率角度看，三大核心零部件的毛利率高于其它環(huán)節(jié)。
核心零部件國產(chǎn)化率低，關(guān)注國產(chǎn)化替代推動(dòng)機(jī)器人商用進(jìn)程。作為機(jī)器人的核心零 部件，減速器、伺服系統(tǒng)和控制器的國產(chǎn)化率目前僅為 36.53%、24.50%和 31.20%，而這三 部分是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精密運(yùn)動(dòng)的核心保障，對產(chǎn)品的最終性能起決定性作用，是國產(chǎn)化進(jìn)程的 主攻方向。 參考特斯拉、小米研發(fā)的人形機(jī)器人，整機(jī)關(guān)節(jié)數(shù)分別達(dá)到 40 個(gè)和 28 個(gè)，意味著人形 機(jī)器人的減速器、電機(jī)等部件需求量將遠(yuǎn)高于工業(yè)機(jī)器人。目前，我國在核心零部件方面已 初步實(shí)現(xiàn)一定突破，隨著國內(nèi)廠商技術(shù)不斷升級迭代，疊加機(jī)器人需求擴(kuò)張，看好核心零部 件的國產(chǎn)化替代進(jìn)程，進(jìn)而降低機(jī)器人應(yīng)用成本，提升我國智能制造水平。
作為關(guān)鍵零部件，精密減速器國產(chǎn)化需求強(qiáng)烈。現(xiàn)階段工業(yè)機(jī)器人成本最高的零部件 減速器占整機(jī)成本 35%。一般傳動(dòng)減速器已經(jīng)出現(xiàn)國產(chǎn)替代邏輯，而精密減速器進(jìn)口依存 度更高，高售價(jià)和長交貨周期成為制約我國機(jī)器人發(fā)展的重要因素。 減速器：諧波減速器實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)技術(shù)突破，近年來國內(nèi)廠商持續(xù)投資布局，規(guī)模效應(yīng)初 現(xiàn)，看好國產(chǎn)化替代進(jìn)程。以諧波減速器和 RV 減速器為例，國內(nèi)廠商在諧波減速器領(lǐng)域已 打破日本廠商壟斷；RV 減速器領(lǐng)域，日本博納斯克仍處于壟斷地位，而國內(nèi)以雙環(huán)傳動(dòng)為 代表的廠商已基本解決精度、穩(wěn)定性等方面的問題，未來有望打開成長空間。
預(yù)計(jì)伺服系統(tǒng)市場規(guī)模于 2022 年超 200 億元。據(jù) MIR 睿工業(yè)數(shù)據(jù)，我國伺服近年規(guī)模 不斷提升，2022 年達(dá) 209 億元，同增 12.76%。預(yù)測 2022-25 年以 12.6%的復(fù)合增速穩(wěn)定增 長，在 2025 年達(dá)到 300 億元。伺服系統(tǒng)本土化生產(chǎn)速度不斷加快。從 2018 年到 2021 年上半年，匯川取代松下成我 國伺服市場市占率第一的廠商，占比達(dá) 15.9%，臺達(dá)維持第三位，市占率為 8.9%。整個(gè)市 場 CR3 由 48.4%下降至 36.7%，集中度下滑，景氣度提升。
3.2、機(jī)器視覺國產(chǎn)化加速，具AI算法落地能力公司擁有入局優(yōu)勢
機(jī)器視覺技術(shù)模擬人眼完成物體檢測、判斷、反饋控制等工作，是人形機(jī)器人的核心 技術(shù)支撐之一。機(jī)器視覺包含了計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像處理、模式識別、深度學(xué)習(xí)、傳感器技術(shù) 等多領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)。從細(xì)分產(chǎn)業(yè)鏈看，機(jī)器視覺可分為上游（硬件、算法軟件）、中游（視 覺系統(tǒng)、視覺裝備集成）和下游應(yīng)用場景，機(jī)器視覺技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車、物流運(yùn)輸、制造、 機(jī)器人等行業(yè)，應(yīng)用廣泛。
全球機(jī)器視覺市場規(guī)模超百億美元，國內(nèi)市場規(guī)模快速成長，國產(chǎn)化替代進(jìn)程加速。 Markets and Markets 數(shù)據(jù)顯示，2020 年全球機(jī)器視覺市場規(guī)模達(dá) 107 億美元，預(yù)計(jì)到 2022 年市場規(guī)模將達(dá)到 135 億美元，2016-2022 年復(fù)合增速預(yù)計(jì)為 13.85%。 國內(nèi)機(jī)器視覺市場規(guī)模快速增長，預(yù)計(jì) 2025 年市場規(guī)模接近 400 億元人民幣。中國機(jī) 器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2021 年我國機(jī)器視覺市場規(guī)模達(dá) 181 億元，2018-2021 年 CAGR 為 22.41%，若保持此增速，預(yù)計(jì)到 2024 年市場規(guī)模為 343.13 億元。
機(jī)器視覺國產(chǎn)化率穩(wěn)步提升，中低端領(lǐng)域國產(chǎn)化率較高，高端領(lǐng)域關(guān)注國產(chǎn)技術(shù)突破。 目前我國高端機(jī)器視覺核心組件仍以來國外企業(yè)，近年來在產(chǎn)業(yè)鏈上游實(shí)現(xiàn)了突破，以海康 威視、大華為代表的國內(nèi)企業(yè)逐步進(jìn)入機(jī)器視覺系統(tǒng)企業(yè)供應(yīng)鏈體系。基于人形機(jī)器人領(lǐng)域 對多感官視覺系統(tǒng)的部件需求以及算法、算力層面的技術(shù)要求，建議重點(diǎn)關(guān)注：（1）傳感器 細(xì)分賽道具備競爭力的廠商；（2）具備機(jī)器視覺算法及解決方案能力的優(yōu)質(zhì)標(biāo)的。 人形機(jī)器人對 AI 域性能提出更高要求，重點(diǎn)關(guān)注擁有 AI 軟硬件技術(shù)能力及實(shí)際應(yīng)用 場景 AI 布局經(jīng)驗(yàn)的廠商。從小米此次發(fā)布的 CyberOne 來看，未來人形機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)自由度、傳感器數(shù)量、人機(jī)交互效率方面都提出了更高的要求，借助 AI 域的算力及算法賦能， 才能夠有效解決人形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)平衡、控制難度、運(yùn)算效率和性能等問題。
AI 算法迭代將提升機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模式規(guī)劃效率，帶動(dòng)萬億產(chǎn)業(yè)規(guī)模。機(jī)器人所涉及的人 工智能技術(shù)包括計(jì)算機(jī)視覺、語音識別、自然語言處理等，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自身運(yùn)動(dòng)及人機(jī) 交互。根據(jù)艾瑞咨詢，預(yù)計(jì) 2024 年人工智能核心產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá) 3,859 億元，帶動(dòng)相關(guān) 產(chǎn)業(yè)規(guī)模 1.40 萬億元。
3.3、人形機(jī)器人整機(jī)出貨量有望增長，本體生產(chǎn)廠商迎來重大機(jī)遇
特斯拉機(jī)器人或明年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，需求空間廣闊帶動(dòng)機(jī)器人本體廠商受益。目前小米尚 未解決人形機(jī)器人量產(chǎn)問題，而特斯拉宣布 2023 年人形機(jī)器人有望實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，我們認(rèn)為隨 著人形機(jī)器人相關(guān)的硬件技術(shù)不斷迭代，疊加未來廣闊的市場空間，相關(guān)機(jī)器人領(lǐng)域有布局 經(jīng)驗(yàn)本體生產(chǎn)廠商有望快速導(dǎo)入人形機(jī)器人賽道，受益未來需求加速成長。 參考國外相關(guān)廠商，“重要零部件生產(chǎn)+本體生產(chǎn)+系統(tǒng)集成”全產(chǎn)業(yè)鏈模式成為主流， 具備相關(guān)優(yōu)勢的廠商將獲得明顯競爭優(yōu)勢。隨著人形機(jī)器人技術(shù)路線逐漸清晰，產(chǎn)業(yè)鏈逐 步由上游向下游滲透，未來在人形機(jī)器人系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)，廠商需要負(fù)責(zé)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的開 發(fā)和集成，基于不同的商用場景和性能需求，針對性地配置對應(yīng)的功能模塊，參考國外領(lǐng)先 企業(yè)，我們看好全產(chǎn)業(yè)鏈模式將成為國內(nèi)機(jī)器人廠商的發(fā)展趨勢。
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