中國自動化學會專家咨詢工作委員會指定宣傳媒體
新聞詳情
gkongbbs

人形機器人發(fā)展到什么階段了?

http://m.casecurityhq.com 2024-10-08 14:19 來源:證券之星資訊

近年來,人形機器人作為人工智能技術在物理世界中的杰出代表,正逐步展現(xiàn)出其巨大的潛力與價值。隨著通用大模型的迅猛發(fā)展,人形機器人獲得了前所未有的泛化能力,推動整個產(chǎn)業(yè)邁入了商業(yè)化落地的初步階段。這一領域的廣闊前景吸引了眾多科技巨頭的目光,包括特斯拉、OpenAI、英偉達、三星等,它們紛紛布局,意圖在這一新興市場中占據(jù)領先地位。

以特斯拉為例,其創(chuàng)始人馬斯克在2021年便提出了人形機器人的概念機——Tesla Bot,緊接著在2022年推出了原型機Optimus。而到了2023年12月,特斯拉更是推出了Optimus的升級版Gen2,相較于前一代,新機型在感知、大腦處理以及運動控制能力上均實現(xiàn)了顯著提升。隨著特斯拉Optimus的逐步落地,業(yè)界普遍預測,2025年將標志著人形機器人量產(chǎn)時代的到來。其應用場景也將經(jīng)歷從汽車工廠的初步應用,到制造業(yè)的全面滲透,最終成熟后走進千家萬戶的三個階段。

根據(jù)中航證券的測算,到2030年,全球人形機器人的需求量有望達到200萬臺,對應的市場空間將超過5700億元。這一龐大的市場潛力,無疑為人形機器人的未來發(fā)展描繪了一幅激動人心的藍圖,那么如今人形機器人發(fā)展如何?

資本持續(xù)加注

自2022年以來,人形機器人行業(yè)融資活動頻繁,共計發(fā)生了42筆融資,融資總額接近90億元,平均每筆融資額均突破一億元大關。進入2023年,投資熱度更是顯著升溫,全年投資事件激增至23起,融資金額超過50億元。而在2024年的前兩個月,平均單筆融資額已超過2億元,與2022年相比實現(xiàn)了翻倍增長,顯示出資本對人形機器人行業(yè)未來發(fā)展前景的強烈信心。

具體來說,2024年1月至2月期間,人形機器人行業(yè)的投資數(shù)量達到10起,已披露的融資金額約為23.2億元。其中,宇樹科技在B+輪融資中獲得了高達10億人民幣的資金注入,而銀河通用機器人則獲得了7億元的投資,創(chuàng)下了2024年天使輪融資的最高額。這些融資表現(xiàn)充分說明了資本對人形機器人行業(yè)的持續(xù)看好,并為其未來發(fā)展注入了強勁的動力。

根據(jù)國際機器人聯(lián)合會(IFR)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2023年中國工業(yè)機器人銷量在全球市場中的占比達到了52.5%,這標志著中國已成為全球最大的機器人應用市場。當前,中國機器人產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展階段,國內(nèi)的工業(yè)制造、零售消費等下游應用行業(yè)的智能化進程也在不斷加速推進。作為高精尖技術的承載體,人形機器人在未來隨著技術成熟度的提升和成本的下降,將能夠承擔更多柔性化作業(yè),因此擁有巨大的市場潛力。

從宏觀環(huán)境來看,利好政策的不斷出臺以及大模型技術的快速發(fā)展,都在推動著國內(nèi)人形機器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。目前,人形機器人廠商已經(jīng)開始進行小批量的商業(yè)化交付。根據(jù)億歐智庫的調(diào)研數(shù)據(jù),預計2024年人形機器人的出貨量將達到約2000臺左右。整體來看,市場利好因素眾多,且整個產(chǎn)業(yè)正處于發(fā)展起步期,未來將持續(xù)釋放出巨大的潛力。

哪些關鍵零部件值得關注?

人形機器人的構成大概可分為執(zhí)行系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。

在執(zhí)行系統(tǒng)中,靈活關節(jié)的實現(xiàn)依賴于絲杠、電機和減速器等關鍵部件,它們共同決定了人形機器人的運動靈活度。特斯拉的Optimus機器人關節(jié)由40個執(zhí)行器構成,其中旋轉(zhuǎn)關節(jié)、直線關節(jié)和靈巧手的成本合計占比超過50%,凸顯了降本的重要性。在此背景下,國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。具體而言:

絲杠作為直線關節(jié)的核心部件,主要分為梯形絲杠和滾柱絲杠,其加工工藝涵蓋車削、銑削和磨削等。磨床在粗加工和精加工環(huán)節(jié)中扮演重要角色。目前,絲杠的成本占比高達23.4%,因此降本需求尤為迫切。

電機方面,無框力矩電機被廣泛應用于旋轉(zhuǎn)關節(jié)和直線關節(jié),而空心杯電機或無刷有齒槽電機則用于靈巧手。電機合計成本占比約8.9%,是執(zhí)行系統(tǒng)中的另一個重要成本來源。

減速器主要用于旋轉(zhuǎn)關節(jié),其中諧波減速器是當前的主流方案,而行星減速器則適用于部分精度要求較低的關節(jié)。目前,減速器的成本占比約為4.1%。

感知系統(tǒng)是人形機器人與環(huán)境交互的媒介,它依賴于多種傳感器的綜合賦能。傳感器能夠?qū)C器人對內(nèi)外部環(huán)境感知的物理量轉(zhuǎn)換為電量輸出,分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器。人形機器人的核心傳感器包括力矩傳感器、視覺傳感器和觸覺傳感器,它們共同構成了機器人感知系統(tǒng)的基礎。目前,傳感器的成本占比約為24.7%。具體來說:

力矩傳感器應用于旋轉(zhuǎn)關節(jié)和直線關節(jié),而手腕和腳腕則可使用六維力矩傳感器以增加柔順控制能力。然而,六維力/力矩傳感器的成本和制造難度遠高于單維力矩傳感器,因此早期主要應用于航天領域的空間機械臂。

在視覺傳感器方面,特斯拉的Optimus采用純視覺方案,而小米、宇樹等則大多使用多傳感器融合方案,以提高機器人的感知能力和適應性。

觸覺傳感器是特斯拉Optimus-Gen2相比上一代最大的邊際變化之一,其手部搭配的觸覺傳感器有望引領行業(yè)新趨勢。

控制系統(tǒng)則是人形機器人的智能“小腦”,它負責實時控制機械運動部件的位置、速度和方向等,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。由于各家人形機器人場景應用多樣且算力需求存在差異,因此控制器通常以自研為主,以滿足低功耗、高算力和高集成度等要求。

版權所有 中華工控網(wǎng) Copyright?2024 Gkong.com, All Rights Reserved