产业链如何突围

近日，工业和信息化部等7部门印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，提出“做强未来高端装备，突破人形机器人、量子计算机等产品”。

这并非“人形机器人”一词首次进入大众视野。2023年底，工业和信息化部印发《人形机器人创新发展指导意见》。2024年1月12日，北京人形机器人创新中心专家委员会在北京经济技术开发区成立。

随着人工智能技术取得突破性进展，人形机器人发展动能愈发强劲，“头脑”聪明、“四肢”灵活的人形机器人正成为未来产业热门赛道。公开数据显示，人形机器人市场有望在 2035 年达到1540亿美元。

产业链上中游：技术更为复杂多元

从产业链角度看，人形机器人核心零部件种类与现有的机器人类似。但相比工业机器人，人形机器人的硬件需求更复杂、更多元。其中减速器、伺服电机、线性执行器、滚珠丝杠是人形机器人的运动控制产业链中价值量较大的硬件设备。

人形机器人具备四大关键特点：

第一是人形机器人的电机数量更多、品类更丰富，需满足全身各关节的驱动需求，特别是手部需采用微型电机。

第二是减速器、传动装置数量更多，旋转执行器延续了对谐波减速器的需求，线性执行器中需要用到新型滚珠丝杠作为线性传动装置。

第三是具备环境感知能力，区别于工业机器人在固定场景外接机器视觉设备实现识别的方案，人形机器人场景复杂，需采用激光雷达、摄像头等方案实现环境感知、三维重建并实现路径规划，对设备品类、算法、实时算力要求更高。

第四是运动控制能力，类似于工业机器人，运控算法均是厂商自研，开发难度大，是核心竞争力之一，并且人形机器人传感器数量、品类、执行机构复杂程度远高于工业机器人，对控制器实时算力、集成度要求更高。

在优必选董事会主席、执行董事兼行政总裁周剑看来，目前，人形机器人产业链主要包括上游的核心零部件，例如减速器、驱动器、电机、编码器、芯片、传感器等；中游为机器人本体制造，包括设计、制造、测试等环节；下游为人形机器人应用领域，包括人工智能教育、工业制造、仓储物流、智慧康养、商业服务、家庭服务等。

但人形机器人毕竟是一个“新产业”。周剑所在的优必选最早在量产小型人形机器人时，一度找不到合适的供应商，不得不自己包揽了从研发、设计、生产到商业化的所有环节，而正因如此，优必选才构建起了全链路的核心能力。

目前人形机器人产业并没有达到规模量产的阶段。 据研究机构估计，从产业链上游分析，如果参考工业机器人的成本结构，人形机器人的成本可拆分为动力总成系统（占比60%）、智能感应系统（占20%）、结构件及其他（占20%）三大部分——对比于新能源汽车等类似的工业产品，人形机器人的最大特征是动力总成系 统占比较高，这与其极高的自由度、较多的关节数量有 关。以特斯拉的人形机器人产品为例，整个机器人全身 需要40个电机控制器， 其中手臂需要12个、颈部2个、 躯干部2个、手部12个以及腿部12个。

2022年8月18日，爱因斯坦仿生人形机器人在进行表演 王毓国摄

目前，人形机器人产业链尚处于初步发展阶段。面对人形机器人产业巨大的市场前景，科技巨头和创业公 司已跑步入场，共同押注人形机器人大规模商业化应用。如 Open AI、亚马逊、三星、腾讯等都已经通过投资布局人形机器人；特斯拉、戴森、小米等均已纷纷下场研发人形机器人。

此外，当前这一领域内的大品牌如特斯拉大多处于产业链中游，为系统集成商。特斯拉的人形机器人，其软件算法及部分核心零部件为自研，硬件部件则依靠外部供应商提供或代工。

产业链下游：应用更加广泛

虽然人形机器人产业链中上游“门槛极高”，但人形机器人下游应用却领域广泛，所涵盖的公司极多。人形机器人应用场景包括工业生产线、无人配送、医疗及社区作业等等。目前已经有较多大品牌参与人形机器人产业链下游的应用领域。

首先是工业生产线。在该领域的参与品牌有长安汽车、吉利汽车、比亚迪等。

试想，伴随着机械的轰鸣声，一群“有手有脚”的机器人正一刻不停地在流水生产线上组装着汽车零部件，会是怎样一番景象？近期，宝马公司就“招聘”了这样一批“钢铁工人”。1月 19日，美国加州机器人初创公司Figure表示，已与宝马签署一项合作协议，将在宝马位于美国的工厂内部署人形机器人“开工”。

这是2022年12月12日在首届全球数字贸易博览会现场拍摄的人形机器人 徐昱摄

人形机器人（上海）有限公司首席科学家江磊表示，汽车总装线上的许多工作，如安装汽车内饰、贴车标、给玻璃窗打胶等，普通的工业机器人很难替代人类完成。

江磊分析称，引入人形机器人对汽车制造影响最大的就是生产节拍，这是评估生产效率的重要指标之一。“可能一开始看上去机器人的效率不如流水线工人，但随着机器人之间协同性及装备标准化的提高，再加上机器人可24小时工作，应用人形机器人的企业会更具竞争优势。”江磊举例称，汽车生产和销售分淡旺季，假设一个总车间共有200名工人，旺季时需要200人满负荷工作，淡季只需要80人上岗，在这种情况下，配备150 名工人和50个人形机器人会更加合理。

其次是无人配送。在此领域的参与品牌有顺丰控股、韵达股份、申通快递等。

从人形物流机器人到无人机，亚马逊都在把想象变为现实：如今在亚马逊有75万台机器人与人类协同工作，它们将员工从高度重复性的任务中解放出来。

比如一个全新的机器人操作系统Sequoia已经在亚马逊得克萨斯州休斯敦的某运营中心投入使用。

亚马逊介绍，相比现在，Sequoia能够将站点识别和储存库存的速度提高75%。在Sequoia 的帮助下，亚马逊收到订单后到发货前的订单处理时间平均可以缩短25%，从而提高发货的可预测性，并增加可当天达或次日达产品的数量。

第三是医疗及社区作业。它们可以执行一些日常生活中的任务，如送货、清理、陪伴等，帮助社区居民解决生活中的问题。其中参与品牌包括普门科技、诚益通、翔宇医疗等。

在此领域，人形机器人在手术中的应用前景令人振奋。手术是医疗领域最核心的环节之一，而人形机器人的精准和稳定性使其成为理想的手术辅助工具。

人形机器人在护理领域的应用具有巨大的潜力。随着中国人口老龄化程度的加深，护理人员的需求越来越大。人形机器人可以承担一些基本的护理工作，如监护患者的身体状况、提供日常生活的援助等。同时，人形机器人还可陪伴孤独的老年人，与他们进行交流和互动，缓解他们的孤独感和抑郁情绪。

意识、技术、成本

——制约产业链发展的三大因素

在特斯拉于2022年发布Optimus后，人形机器人在国内市场被广泛关注。但目前人形机器人制造领域领先的多为科技企业，例如小米、傅利叶智能等。而在机器人领域占据主流的工业机器人厂商却鲜有声响。

究其原因，一是业内人士的思想意识尚待更新，二是核心技术研发不足，三是成本有待降低。

中国企业能否不犹豫，占尽“心机”，在“意识”上不甘落后，是提升中国人形机器人产业价值的首要因素。工信部印发的《人形机器人创新发展指导意见》中提到，要加强产业链上下游协同，强化全国统一大市场下的标准互认、产品配套、研发协同。国家层面已经意识到人形机器人产业的巨大潜力，业内人士们不应该有所迟疑。

武汉大学计算机学院人工智能系教授蔡恒进表示，假如自动驾驶的智能化能够突破，那么人形机器人的人工智能水平就能得到相应提高，毕竟有些技术是共通的，这样产业就能够得到很大发展。特斯拉的马斯克就是这么推动的。人形机器人的智能水平如果得到很大提高， 那么这个产业的规模就会很快超过所有其他产业。 所以国内厂商的最大问题并非“缺硬件”或“缺钱”，而是对业内趋势的判断不足，如今的犹豫，就很可能造成将来的被动。

如果中国企业能够正确判断产业的发展趋势，就可以立刻有的放矢去研究。“就像当年做光刻机一样，虽然有难度，但却要一步一个脚印去追赶、超越。不要犹豫，更不要裹足不前。”蔡恒进表示。

在业内人士看来，行业要想奋起直追，除了要有对产业的正确判断，还需要解决技术问题。广东省人工智能产业协会会长杜兰表示，人形机器人的研发历史很长，1939年西屋电器公司就推出过家用机器人Elektro，但人形机器人直到今日尚未有真正的大规模 量产和商业化推广， 主要是在表演、导览讲解等领域有一定应用，在技术上并没有达到在家庭和一些特种场景落地应用的水平。

去年底，当杜兰看到斯坦福的ALOHA机器人做叠衣服等各种家务的演示视频时，她和她的同行们因此而感到兴奋。杜兰认为这说明了一点， 那就是人形机器人走出实验室、进入日常生活的时代已开始。马斯克预计，特斯拉旗下的Optimus人形机器人也要在3-5年内能量产。另据 Markets and Markets预计，到2027年，全球人形机器人市场规模可达到173亿美元，相对于全球而言，这个数字实际上依然很小。

对此，杜兰认为中国人形机器人厂商在技术上必须做到两个关键突破。

第一，在移动状态下对环境的感知与适应能力，这需要高级的传感器、计算机视觉技术和空间识别算法，以便机器人能够导航、避障，并与环境中的物体互动。前段时间大火的ALOHA机器人，主要的突破是把原先只有两只胳膊、固定状态下的机器人，升级成了可以移动起来执行任务的机器人。

第二，理解和学习新任务的能力，比如我们教会它做番茄炒蛋，它能否举一反三地学会做青椒炒肉，教会它叠衣服，它会不会自己学会叠裤子。

在杜兰看来，这些方面的突破，都离不开大模型及 相关AI（人工智能）技术的融入。比如说大语言模型可以帮助机器人理解和拆解任务，也可以大大降低人机交互的门槛，不需要多么复杂的按键操作，只需要用自然语言交流，尤其对老年人来说很好用。再比如在视觉识别上，特斯拉的人形机器人“擎天柱”用到的Transformer算法是当前大模型的底层算法。

除去思想意识和技术因素，周剑认为，目前，影响人形机器人大规模量产和商业化推广的另一大问题还是来自成本。人形机器人成本高的原因主要在于供应链不成熟， 专用零部件需要定制，产量较低，关键零部件依赖国外供应商。随着近年来国内供应商产品水平逐渐提高和大批新晋公司的加入，使得零部件出货量有所提升。另外，我国各级政府在2023年密集发布关于人形机器人的相关扶持政策， 并牵头建立人形机器人产业联盟，进一步提高供应链效率，相关成本将会继续下降。

根据目前行业发展速度，周剑预测称，未来，在成本控制方面， 国产人形机器人将受益于行业应用扩展的规模化量产和国产供应链的成本优势， 同时改进制造工 艺以降低对硬件精确度、硬件指标的要求，至少在动力系统方面可以下降50%，算力系统可以有15%至25%的下降，而结构及外观可以有40%甚至更多的下降。

在周剑看来，国内企业有信心在未来持续推动机器人的平均生产成本下降，到2025年左右成本有望降至目前的一半。

人形机器人无疑是未来5到10年科技硬件产品的最大机会，我国对人形机器人的支持政策已非常明确，再加上老龄化社会的到来，对家庭服务机器人的巨大需求，我国人形机器人产业一定会迎来大发展。过程中要坚持技术研发与市场应用两条腿走路，这样才能走向美好的产业未来。