专利数量8年增长25倍 从追赶到领先 中国人形机器人进入发展“黄金期”

全球市场研究机构MarketsandMarkets发布过一份研究预测数据，全球人形机器人市场规模将从2022年的15亿美元提升至2027年的173亿美元，复合增长率达63.5%。而高盛则预测，到2035年，人形机器人市场规模更是有望达到1540亿美元。各项市场预测可以看出，全球人形机器人产业正迎来快速爆发期，这背后，各国正以不同角度切入，希望逐步建立产业竞争力。

排名前十申请人国家及有效发明专利排名（来源：人民网研究院数据）

11月27日，人民网研究院发布《人形机器人技术专利分析报告》，报告中显示，中国已成为人形机器人技术专利申请数量和有效专利数量最多的国家，累计申请数量已达6618件，领先欧美日韩等国家及地区。其中，中国企业优必选人形机器人有效技术专利数量达763件，位居全球榜首。

中国人形机器人专利申请数量第一（来源：人民网研究院数据）

在人形机器人全球专利申请的发展历程中，2015年是人形机器人专利的重要转折点，中国在人形机器人专利申请数量上首次超越了日本，总数量达到了261件，并在此后持续领先。截止当前，中国人形机器人技术专利数量累计申请已达6618件，增长25倍。专利技术的爆发式增长，折射出中国人形机器人产业链的日趋成熟。

▍从追赶到领先 中国人形机器人具备完整产业链优势

中国在人形机器人产业的发展过程中，经历了从追赶到领先的转变，并逐步超越了早期投入此领域的日本、美国和韩国。这一显著成就的背后，主要得益于中国工业现代化的迅速崛起。

中国人形机器人行业全景图谱（来源：前瞻产业研究院）

2023年人形机器人产业代表性企业区域分布图（来源：前瞻产业研究院）

中国作为一个具有独立工业制造体系的国家，已经初步具备了人形机器人完整产业链的制造优势，并在人形机器人的核心零部件，如减速器、伺服电机、控制器等方面进行了探索。此外，国内也涌现出一批专门针对人形机器人零部件研发的机器人企业，例如南方精工、力星股份、鼎智科技、秦川机床等。

自2010年前后，中国诞生一批机器人核心零部件小巨人企业，其中不乏绿的谐波这样的国产减速器巨头公司，以及以人形机器人整机为研发主体的优必选。截至目前，中国拥有人形机器人产业链企业超过百余家，涵盖了从机器人计算芯片到核心零部件的全面覆盖。

▍完善产业链+专利积累 中国人形机器人技术专利实现领跑

据《人形机器人技术专利分析报告》显示，人形机器人的专利发展经历了四个阶段：

2000年以前，日本作为人形机器人发展起源地，主要研究机构集中在本田、丰田、索尼以及大学实验室。

各国专利申请趋势图中国在2012年实现赶超（来源：人民网研究院数据）

2000年至2014年，以日本为主的专利数量增加，但在2010年之后开始趋于放缓，欧洲与韩国专利在2010年高峰之后，缓慢下降，美国专利分布则出现不规律的上下波动。得益于清华大学、北京理工大学、哈尔滨工业大学、浙江大学等实验室研发团队的努力，中国人形机器人技术专利开始稳步增加。

主要申请人有效专利申请年份分布情况（来源：人民网研究院数据）

2015年-2017年，人形机器人的全球专利数量以中国作为主要驱动力，总数量呈现爆发式增长。同期呈现增长的还有美国专利、欧洲专利和PCT申请。2015年中国人形机器人技术专利申请量（261件）首次超越日本（214件），2016年中国专利申请量首次成为全球第一（721件），日本（209件）位列第二，法国、美国、韩国分列第三至第五。在这个时间段开始，以优必选为代表的中国企业开始加速人形机器人技术专利的布局。

自2018年至今，全球人形机器人行业格局已逐渐趋于稳定，技术专利数量呈现高位稳步增长的趋势。中国在人形机器人技术专利数量持续领先，日本位列第二，此外美国的PCT申请数量则持续增长。

专利被全球各国、各大企业竞相角逐，其原因在于科技作为第一生产力不仅是科技实力的显性体现，也是科技创新受到法律保护的“产权证书”。比亚迪在全球范围内申请获得的超过15000件授权专利，为其成为全球最大的新能源汽车企业提供了技术保证。万亿市值的英伟达投入研发资金超过百亿，获得的超过6000项有效授权专利，也让英伟达以超过80%的市占率成为全球最大的GPU芯片企业。华为在过去30多年全球累计专利数量超过12万件，也为其成为最具影响力的科技公司提供了“原动力”。

《人形机器人创新发展指导意见》总体目标（来源：工业和信息化部网站）

如今人形机器人专利之间的争夺已成为大国之间相互博弈的筹码，关系到国家安全与战略定位，同时也是国家创新发展的“压舱石”。在人形机器人市场，代表国家科技实力的专利竞赛正在火热展开，工业和信息化部印发《人形机器人创新发展指导意见》中指出人形机器人是新一代颠覆性产品，将深刻变革人类生产生活方式，重塑全球产业发展格局。当前，人形机器人技术已成为科技竞争的新高地、未来产业的新赛道、经济发展的新引擎。人形机器人的发展，也对于中国培育形成新质生产力，高水平赋能新型工业化，以及支撑现代化产业体系建设发挥重要作用。

整体来看，人形机器人已成为影响未来全球经济格局的重要领域，代表着国家的科技实力和国家安全。全球科技巨头与科研院所正在抓紧布局人形机器人产业，迎接即将到来的产业爆发期。

▍企业、高校、科研单位助推中国人形机器人技术专利布局

目前以企业为主的波士顿动力、特斯拉、亚马逊、本田、优必选、小米等科技公司，及麻省理工、苏黎世联邦理工学院、清华大学、北京理工、华中科大等科研院所先后入局人形机器人研发，开始进行核心专利与重点专利的布局。

日本市场本田成为重点专利覆盖企业（来源：人民网研究院数据）

日本方面目前专利申请数量下降明显，本田成为全球为数不多实现重点专利全覆盖的企业，并且核心专利数量达到670件，重点专利数量达到648件，核心专利绝对数量方面呈现垄断趋势，而丰田、索尼在人形机器人肩颈以及系统集成方面暂未对专利技术进行有效突破。

美国人形机器人专利技术以早期成立的波士顿动力为主，中国方面则以北京理工大学、清华大学、优必选为主要申报单位。目前较为成熟的人形机器人产品主要有，波士顿动力Atlas、Agility Robotics的Digit、特斯拉Optimus以及优必选Walker X等。

在美国，波士顿动力Atlas人形机器人是液压驱动技术的领跑者，其最为核心的技术包括运动规划、运动控制、姿态评估三个方面。数据显示波士顿动力Atlas累计专利申请数量372件。从专利布局上来看，波士顿动力覆盖范围全面，且数量较多，被视作美国技术专利的代表。

美国Agility Robotics的Digit人形机器人，全球累计申请专利数量仅有16件，其中核心发明为14件。在技术专利分布上来看，Digit专利集中在下肢，车载连接结构，定位导航与充电技术。而特斯拉Optimus人形机器人专利数仅为5件，均集中在外观部分，但由于Optimus与特斯拉汽车共用的底层技术，从而导致特斯拉在人形机器人专利方面数量较少。

中国市场优必选成为中国唯一全部专利覆盖企业（来源：人民网研究院数据）

本田、索尼、优必选、丰田四家企业专利布局较全面（来源：人民网研究院数据）

在中国人形机器人专利方面，清华大学、浙江大学、北京理工大学等院校具备本领域核心专利和重点专利，优必选具备较多本领域重点专利，其核心技术包括机器人技术（机器人运动规划和控制技术、伺服驱动器）、人工智能技术（计算机视觉和语音交互）、机器人与人工智能融合技术（SLAM及自主技术、视觉伺服操作和人机交互），以及机器人操作系统应用框架（ROSA）。此外，优必选也是全球极少数完成小扭矩到大扭矩（扭矩从0.2Nm到200Nm）伺服驱动器批量生产的企业。

人形机器人有效专利数量（来源：人民网研究院数据）

除了有效专利数量位于全球第一之外，优必选在专利申请活跃度上同样位居全球前列。从报告数据来看，优必选在近五年在有效专利与审中专利方面拔得头筹，申请量占比接近 80%，专利布局决定着企业在人形机器人赛道的话语权，这背后离不开与国家政策支持，包括出台一系列相应政策，如工信部的《人形机器人创新发展指导意见》，鼓励机器人和智能制造领域的技术突破。

主要申请人专利活跃度（来源：人民网研究院数据）

值得一提的是，就在今天优必选正式通过港交所聆讯，即将在港交所主板上市，成为“人形机器人第一股”。根据优必选最新版本的招股书，报告期内，优必选平均研发开支占总收入的56.5%。截止至2023年6月30日，优必选全栈式技术拥有1800项机器人及人工智能相关专利，其中超380项为海外专利。

优必选人形机器人发展历程（来源：优必选官方）

人形机器人本体方面，2012年，优必选成立并开始研发、设计人形机器人；2014年，成功开发并生产首款小型人形机器人Alpha；2018年1月，发布第一代Walker机器人，实现了中国双足机器人行走能力的突破。2019年1月，发布第二代Walker机器人，增加了人机交互能力；2021年7月，发布第三代Walker X，实现了更快更稳定的运动能力，更轻更安全的交互，同时AI能力提升，更聪明更亲和；2023年，研发工业版人形机器人Walker S。

优必选人形机器人Walker X在工业场景应用探索

据了解，目前优必选专注于人形机器人的三大应用落地场景，分别为工业制造、商用服务和家庭陪伴领域。其中，在人口老龄化加剧和劳动力紧缺的形势助推下，人形机器人有望在工业场景率先实现大规模应用，多家人形机器人企业也正将目光聚集在工业领域，包括优必选、特斯拉、小米等。

▍机器人与先进制造已成国家战略高度 全球主要经济体聚焦机器人技术变革

人形机器人有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，极有可能引发“第四次工业革命”提前到来，未来市场潜力将超万亿规模。为此全球主要经济体纷纷将机器人提升至国家战略高度。

其中包括美国政府《先进制造业国家战略计划》、德国政府《工业4.0战略计划》、欧盟出台SPARC民用机器人研发计划、日本发布《机器人新战略》、韩国发布《机器人未来战略2022》、新加坡《新加坡制造2020计划》等，机器人已成为新一轮科技革命与产业变革背景下世界各国产业竞争的焦点。

《中国制造2025》规划 （来源：新华社）

《中国制造2025》计划中明确提出，在制造业中广泛应用工业机器人，以提高生产效率，降低成本，并增强制造业的整体竞争力。鼓励在服务领域当中使用机器人解决医疗、养老、教育等需求。同时强调发展机器人产业的核心零部件和关键技术，以及加强机器人产业标准制定。

当前全球主要经济体纷纷聚焦智能制造与机器人发展战略，新一轮竞争格局正在初步显现，以美国和中国为首的机器人产业格局正在形成。而中国作为后起之秀肩负起下一轮产业革命的重任，正在越来越多的掌握人形机器人行业话语权，并通过专利筑牢技术领先护城河。中国人形机器人拿下多个第一，基于全栈技术的应用落地，中国有望在短期内补齐短板，率先完成人形机器人的大规模落地商用，迈进“第四次工业革命”时代。

▍结语与未来：

整体来看，人民网研究院发布的人形机器人技术专利内容，给予我们充分的参考建议，中国作为人形机器人后起之秀，在未来的市场竞争格局当中，将拥有更大话语权与想象空间。此外我国产业基础雄厚，基于政策扶持，人才储备、市场规模以及技术突破四大方面来乐观预估，人形机器人有望在未来五年内得到大规模普及。

优必选联合创始人、首席技术官兼执行董事熊友军认为，从产业应用方面来说，我国的人形机器人具有一定的产业基础，和其他国家的人形机器人技术和应用方面相比没有“代际差异”，加上政策支持，可以实现并跑，并有望实现领跑。

优必选工业版人形机器人Walker S（来源：优必选官方）

在工信部的《人形机器人创新发展指导意见》中，罕见的使用了发挥新型举国体制优势措辞，而上一次这个词则出现在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》当中，在今天新型举国体制有了新的核心任务，那就是在关键核心技术领域进行攻关。由此可见人形机器人在国家战略层面的重视程度。

基于人形机器人前瞻性的产业布局已轰轰烈烈展开，中国作为最具成长潜力的国家，势必在全球人形机器人产业发挥更重要的作用，引领“第四次工业革命”的到来。

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