摘要:人形機器人是一個國家高科技實力和發(fā)展水平的重要標志,已經(jīng)有越來越多的國家都開始研制人形機器人,并已取得突破性進展。2022年全球人形機器人市場規(guī)模達到16.2億美元,預計未來隨著人工智能的快速發(fā)展,2028年全球人形機器人市場規(guī)模將增長至138億美元,5年內(nèi)年均復合增長率將達到50.29%。在中國,由于我國人形機器人起步較晚,相關(guān)技術(shù)水平與國外相比還有一定的差距。但是,在國家政策的大力支持下,我國人形機器人將得到快速發(fā)展,2023年市場規(guī)模將達到200億元左右。
一、定義及分類
人形機器人是指形狀及尺寸與人體相似,能夠模仿人類運動、表情、互動及動作的機器人。一方面,擬人形態(tài)能夠使機器人更適應(yīng)于人類的工作和生活環(huán)境,更方便地使用人類的工具來進行工作。另一方面,在服務(wù)領(lǐng)域,人形機器人在人機交互過程中更容易被人接受,從情感上滿足與人溝通和交互的需求。根據(jù)機器人設(shè)計類型,人形機器人可分為腿足式、移動式、全能型、表演型。其中,腿足式主要強調(diào)機器人的腿部運動能力,手部基本只用作平衡。代表機器人為波士頓動力的Atalas。移動式主要采用輪式驅(qū)動+協(xié)作機器人手臂+靈巧手方案,強調(diào)觸覺傳感器+靈巧手的操作功能,同時兼?zhèn)湟苿幽芰?。代表機器人為帕西尼感知的機器人多拉(Tora)。全能型具備雙足+雙臂+雙手+各類感知+人工智能的功能,以全面的軟硬件基礎(chǔ),適應(yīng)開放環(huán)境中的多任務(wù)。代表機器人為本田的ASIMO。表演型是指僅能完成既定環(huán)境下的基礎(chǔ)動作的機器人。
二、商業(yè)模式
1、銷售模式
人形機器人生產(chǎn)商通過與代理商、直銷渠道或電子商務(wù)平臺合作,將人形機器人銷售給終端用戶。在這種模式下,人形機器人生產(chǎn)商可通過代理商或直銷渠道將產(chǎn)品銷售至全國各地,以快速地推廣和普及產(chǎn)品。此外,人形機器人生產(chǎn)商還可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將產(chǎn)品在線上進行銷售,以覆蓋更廣泛的用戶群體。
2、租賃模式
企業(yè)將人形機器人租給商業(yè)客戶或個人用戶使用。與產(chǎn)品銷售模式不同,租賃模式可以在不增加消費者負擔的情況下,擴大消費者群體。通過租賃模式,商業(yè)客戶可以根據(jù)自己的需求選擇使用時間和使用數(shù)量,以便更為靈活地分配人形機器人的使用情況。
3、定制服務(wù)模式
人形機器人生產(chǎn)商將根據(jù)客戶的具體需求,設(shè)計和生產(chǎn)出符合客戶要求的人形機器人,主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。一般而言,定制服務(wù)的價格比產(chǎn)品銷售和租賃要高,能為人形機器人生產(chǎn)商帶來更高的盈利。此外,定制服務(wù)可以提高客戶的忠誠度,一旦客戶對生產(chǎn)商的服務(wù)和產(chǎn)品滿意,將成為重要的再次合作對象。
三、行業(yè)政策
近年來,我國高度重視未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展,積極培育新能源、新材料、先進制造、電子信息等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力,增強發(fā)展新動能。人形機器人作為新興前沿科技的代表,發(fā)展?jié)摿Υ?、?yīng)用前景廣,逐漸得到國家政府的重視。2023年11月,工業(yè)和信息化部發(fā)布《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》,其中提出到2025年,人形機器人創(chuàng)新體系初步建立,“大腦、小腦、肢體”等一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破,確保核心部組件安全有效供給。到2027年,人形機器人技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提升,形成安全可靠的產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈體系,構(gòu)建具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)生態(tài),綜合實力達到世界先進水平。
四、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
人形機器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進技術(shù),涉及多個領(lǐng)域的專業(yè)知識,如機械電子、機械設(shè)計、機械自動化等,需要生產(chǎn)廠商具備較高的技術(shù)水平。生產(chǎn)廠商需要不斷的進行新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)投入,以保持技術(shù)領(lǐng)先性及產(chǎn)品競爭力。而新進入企業(yè)無論是在研發(fā)技術(shù)的經(jīng)驗積累,還是先進制造工藝的運用等方面相對薄弱,因此,新進入企業(yè)將面臨較高的技術(shù)壁壘。
2、人才壁壘
人形機器人是一種高度復雜的機器人,其設(shè)計和制造需要大批掌握先進系統(tǒng)控制軟件、裝備機械、工業(yè)自動化系統(tǒng)工程集成等領(lǐng)域的高素質(zhì)、高技能以及多學科性的專業(yè)人才。同時,作為人形機器人供應(yīng)商,也需要大批對客戶需求、生產(chǎn)工藝以及產(chǎn)品特征有深入了解,并具備豐富經(jīng)驗的項目管理和市場營銷人才。先進入的企業(yè)往往花費大量的時間和資金培養(yǎng)高素質(zhì)的人才,在人才方面具有一定的競爭優(yōu)勢,這對新進入者形成了較高的人才壁壘。
3、經(jīng)驗壁壘
由于人形機器人的制造涉及眾多零部件和復雜的生產(chǎn)工藝,行業(yè)企業(yè)通常會建立完整的生產(chǎn)線來確保產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量,同時也會加強供應(yīng)鏈管理,以確保零部件的穩(wěn)定供應(yīng),這將有利于人形機器人制造商更好地控制生產(chǎn)流程和質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率和控制成本,從而更好地滿足市場需求。新進入的企業(yè)很難在較短的時間內(nèi)建立完整的生產(chǎn)線,從而使得其產(chǎn)品競爭力較低,因此對新進入者形成較高的經(jīng)驗壁壘。
五、發(fā)展歷程
與國外相比,我國人形機器人的研發(fā)起步相對較慢,1985年我國才開始人形機器人的研發(fā)工作,直到2000年,中國國防科技大學才研制出我國第一臺仿人型機器人“先行者”。此后,隨著技術(shù)的進步和市場的需求增加,中國人形機器人得到快速發(fā)展。2018年,優(yōu)必選發(fā)布第一代人形機器人Walker X。2019年,達闥推出人形機器人CloudGingerXR—1.0。2021年至今,行業(yè)巨大的發(fā)展空間吸引了眾多企業(yè)布局,如互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)小米于2022年推出CyberOne,小鵬汽車于2023年推出PX5等。
六、產(chǎn)業(yè)鏈
我國人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈已基本形成,包括上游零部件和軟件系統(tǒng)供應(yīng)商、中游的機器人本體制造以及下游的應(yīng)用領(lǐng)域。其中上游的零部件和軟件系統(tǒng)供應(yīng)商主要包括傳感器、伺服系統(tǒng)、控制器等,這些零部件和軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和技術(shù)水平直接影響到人形機器人的性能和穩(wěn)定性。人形機器人行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈如下圖所示:
中游的人形機器人本體制造,主要是將各個零部件組裝成完整的機器人產(chǎn)品,并進行測試和質(zhì)檢。經(jīng)過多年的發(fā)展,我國人形機器人已得到較快發(fā)展,一些科技公司也不斷進入人形機器人領(lǐng)域,如華為、小米等,且在設(shè)計和制造方面取得顯著成果。
下游的應(yīng)用領(lǐng)域,包括工業(yè)制造、智慧物流、災害救援、安防巡邏、危險作業(yè)、服務(wù)娛樂等,為人形機器人行業(yè)的發(fā)展提供增長空間。隨著技術(shù)的進步和應(yīng)用場景的拓展,人形機器人在我國的應(yīng)用前景將會更加廣闊。
七、行業(yè)現(xiàn)狀
人形機器人是一個國家高科技實力和發(fā)展水平的重要標志,已經(jīng)有越來越多的國家都開始研制人形機器人,并已取得突破性進展。2022年全球人形機器人市場規(guī)模達到16.2億美元,預計未來隨著人工智能的快速發(fā)展,2028年全球人形機器人市場規(guī)模將增長至138億美元,5年內(nèi)年均復合增長率將達到50.29%。在中國,由于我國人形機器人起步較晚,相關(guān)技術(shù)水平與國外相比還有一定的差距。但是,在國家政策的大力支持下,我國人形機器人將得到快速發(fā)展,2023年市場規(guī)模將達到200億元左右。
八、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)國家產(chǎn)業(yè)政策支持
人形機器人是為國民經(jīng)濟各行業(yè)提供技術(shù)裝備的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),是各行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)進步的重要保障和國家綜合實力的集中體現(xiàn)。國家高度重視行業(yè)的發(fā)展情況,出臺了一系列扶持該行業(yè)發(fā)展的重大政策,鼓勵技術(shù)創(chuàng)新和市場拓展,為人形機器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供了支持。如2023年9月發(fā)布的《2023年未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新任務(wù)揭榜掛帥工作》中,明確指出要推動人形機器人技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展,培育一批掌握關(guān)鍵核心技術(shù)、具備較強創(chuàng)新能力的優(yōu)勢單位,突破一批標志性技術(shù)產(chǎn)品,加速新技術(shù)、新產(chǎn)品落地應(yīng)用。
(2)下游需求不斷增加
隨著下游生產(chǎn)工藝的持續(xù)改進、節(jié)能環(huán)保要求的不斷提高,下游企業(yè)對高技術(shù)的人形機器人的需求不斷增加,同時,隨著我國老齡化程度的不斷提升,勞動力短缺問題日益嚴重,勞動力成本逐年提高,下游企業(yè)對以機器代替人力進行生產(chǎn)的需求不斷增多,更多的企業(yè)開始選擇自動化、智能化生產(chǎn),這使得人形機器人下游整體需求不斷增加。
(3)國產(chǎn)替代空間巨大
目前,我國絕大多數(shù)人形機器人企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品仍然集中在中端和中低端產(chǎn)品上,導致我國高端產(chǎn)品主要還是依賴進口,進口替代空間較大。未來,隨著人形機器人企業(yè)加大技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新的投入,我國機器人技術(shù)創(chuàng)新能力不斷增強,國產(chǎn)企業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的不斷突破,高端人形機器人的國產(chǎn)替代空間巨大。
2、不利因素
(1)與國外相比仍有較大差距
國外發(fā)達國家人形機器人企業(yè)普遍成立時間早、經(jīng)營時間較長,并經(jīng)歷了多輪產(chǎn)業(yè)整合,存活下來的龍頭企業(yè)在知名度、企業(yè)規(guī)模、以及高端產(chǎn)品和核心技術(shù)等方面具有一定的競爭優(yōu)勢,在全球的市場占有率較高。而我國不論是工業(yè)機器人還是相關(guān)設(shè)備企業(yè),成立時間均較晚,自有品牌在國際市場的影響力及知名度與國外相比仍有較大差距,阻礙了我國自有品牌在海外市場的推廣。
(2)企業(yè)成本承壓
為滿足人類多樣化的需求,人形機器人的設(shè)計和制造需要高精度的零件和先進的技術(shù),這包括靈活性、感知能力、運動控制等多個方面,每個方面都需要大量的研發(fā)投入和技術(shù)突破,導致企業(yè)成本不斷增加。較高的制造成本會導致人形機器人市場價格也相對較高,這會限制人形機器人的大規(guī)模應(yīng)用和普及,不利于人形機器人的發(fā)展。
(3)市場競爭日益加劇
由于人形機器人市場前景廣闊,越來越多的企業(yè)開始進入這一領(lǐng)域,從而導致市場競爭加劇。一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的機器人企業(yè)在人形機器人領(lǐng)域進行布局,它們在技術(shù)、品牌和市場份額方面具有較大優(yōu)勢,另一方面,一些新興的科技企業(yè),如小米、華為等也加入到人形機器人市場的競爭中,這就導致市場競爭進一步加劇。在此背景下,容易導致行業(yè)內(nèi)部分企業(yè)采取價格競爭的方式搶占市場,對整個行業(yè)的良性發(fā)展產(chǎn)生不利影響。
九、競爭格局
隨著中國制造升級和科研能力的提高,先后有創(chuàng)業(yè)公司也推出自己的人形機器人。目前,我國人形機器人代表企業(yè)主要有優(yōu)必選,達闥科技、小米、宇樹、追覓科技、傅利葉智能、智元機器人等。其中優(yōu)必選推出人形機器人WalkerX,已進入發(fā)售狀態(tài);達闥科技推出XR4;小米推出Cyberone;宇樹推出H1;傅利葉智能推出GR-1;智元機器人推出遠征A1等。
十、發(fā)展趨勢
隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)的不斷發(fā)展,人形機器人將變得更加智能化。如在感知能力方面,人形機器人將具備更高級的感知系統(tǒng),能夠更好地感知人類意圖和環(huán)境信息,實現(xiàn)更精準的交互和協(xié)作。同時,由于人口結(jié)構(gòu)的變化,人形機器人的市場需求逐漸增加。人們對于智能化、個性化、高效化的服務(wù)需求越來越高,人形機器人作為機器人的代表,其應(yīng)用場景不斷拓展。隨著技術(shù)的成熟和市場的擴大,越來越多的企業(yè)加入到人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈中,形成了完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài),為人形機器人的產(chǎn)業(yè)化提供有力支撐。
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