人形机器人，千亿美元级产业风暴来袭！
作者：马溢泽 战略规划研究中心助理研究员；郑兴怡 战略规划研究中心执行总监
来源：上海华略智库（ID:HUALUETT）
随着国内外人工智能技术不断成熟、应用场景不断开放，人工智能与各行各业的融合更加深化。其中，人形机器人被认为是人工智能与物理世界交互的优质载体和可能引爆市场的新质生产力领域之一。预计到2035年，全球人形机器人产业市场规模将超过1000亿美元。建议各地结合自身基础，持续降本优化量产、加强核心技术攻关、招引硬核研发团队、推动应用场景建设，形成全链产业扶持政策，争取实现人形机器人产业的跨越式发展。
全文4927字，阅读约13分钟
2023年5月，英伟达CEO黄仁勋的一句“人工智能的下一个浪潮将是具身智能”，大幅引爆了全球“人形机器人”概念。人形机器人作为一种具有类似于人类的身体结构和运动方式的智能机器人，可以模仿人类的各种行为，并且具备一定的认知和决策智能。按照马斯克的说法，未来人形机器人普及程度将是汽车普及程度的10倍。
近年来，美国、日本、中国等国家纷纷从降本优化、技术突破、产业链供应链等方面争先抢位，各类人形机器人呈现百花齐放之势。据高工产业研究院（GGII）预测，到2030年人形机器人全球市场规模将超200亿美元，国际投资银行高盛更是预测，到2035年这一市场规模或将达到1540亿美元。
人形机器人为何“一骑绝尘”？
人形机器人并非只是表面与人类高度相似，其运动能力、思维逻辑、语言对话等方面都被打造成了方便人类工作和生活的模样，可以说未来哪里有人，哪里就有人形机器人。在众多“AI+智能终端”产品中，为何偏偏人形机器人能“一骑绝尘”，成为各个国家、地区抢先布局的未来产业呢？主要原因有三：
在生产需要方面，工业机器人根据不同功能需求可细分为多关节机器人、直角坐标机器人、协作机器人等，它们在减少安全隐患、工业制造方面大有作为。如优必选的人形机器人WalkerS就能在汽车工厂流水线上与人类协作完成汽车装配和质检任务。发展至后来，为改善工业机器人只能在固定地点工作的弊端，又诞生出移动机器人，比如物流机器人就能在室外进行货物分拣、运输和送货，以此减少企业人工成本。
图：优必选人形机器人Walker S在蔚来第二先进制造基地总装车间“实训”，来源：新华网财经
在生活应用方面，未来自动化设备能满足70%的制造需求。在日常生活中，各式人形机器人的天地更为广阔。比如软银机器人公司推出的Pepper，既可担任酒店礼宾员，又能在疫情期间帮助老年人进行护理工作，甚至为疫情时待在家中的球员呐喊助威；新加坡南洋理工大学开发的Nadine既能识别面部、语音、手势和物体，也可以感知情绪；人形机器人Promobot，可以担任品牌大使、导游、医疗助理等服务型角色，具体到能够帮助酒店入住客人办理手续、发放钥匙、为客人提供通行证和清单等。
在产业链带动方面，马斯克曾在公开场合提出，人类对人形机器人的需求甚至会远远超过汽车，众多电动汽车领域的技术，如芯片、软件等都在人形机器人的开发中扮演着举足轻重的角色。人形机器人产业链的上游包含了减速器、伺服电机、控制器、传感器等零部件和软件开发系统，中游则是机器人制造，下游则涉及表演、教育、护理等一系列终端产品应用。如果Optimus销量达百万台，上游环节的线性关节总成、旋转关节总成的市场空间会超过500亿元；力矩传感器、行星滚珠丝杠、谐波减速器等的市场空间将超过100亿元，机器人产业链大发展的时代即将来临。
人形机器人正发生什么巨变？
从目前来看，人形机器人作为新质生产力的重要力量之一，主要呈现出三大发展趋势：
一是持续不断降本优化。人形机器人的前期研发投入占比较高，长远发展来看，唯有持续优化降本才能适应规模化生产的需要。以波士顿动力的Atlas为例，该产品采用液压装置使其运动性能强劲，但成本一直居高不下，不符合商业化的需要，无法大规模普及。事实上，为了实现规模化生产，产品成本优化始终是一个亟待解决的难题。
想要持续降本增效，实现关键零部件国产化是大势所趋。虽说得益于国内产业链完善，大部分零部件已经能够做到自主生产，但一些核心零部件国产化还显不足。以核心零部件行星滚珠丝杠为例，2023年中国行星滚珠丝杠市场竞争格局中，外国企业占比达84.91%，国产占比仅为15.09%。而核心零部件国产化率不高，这与欧美国家布局早、取得先发优势、国内企业还处于提升阶段密不可分。
各路玩家纷纷在实验室不断提升技术性能时，我国已经率先打响人形机器人市场化第一枪。2019年，宇树科技发布淘宝官方售价为40万元人民币的第三代机器狗AlienGo，2024年发布的第二代人形机器人G1直接下降到9.9万元人民币。智元机器人自成立以来一直瞄准机器人量产的目标，今年将在临港奉贤建设上海人形机器人第一座量产工厂，机器人整体出货量预计达300台左右，未来其首款人形机器人远征A1的制造成本将会被控制在20万元以内。
图片来源：宇树科技官网
二是加速向高度智能化迈进。1999年以前，人形机器人还处于弱智能化状态，只能模仿一些人类的基本动作，应用场景极其受限。但得益于大模型技术的发展，人工智能领域不断取得新的成果，更多新技术不断应用于人形机器人领域，其在感知、决策和控制系统技术等方面取得重大突破，呈现出高度智能化趋势。
如2010年以波士顿动力为标杆，人形机器人已经有了较大的突破，能够完成更多复杂的指令，从单纯模拟人的简单阶段进化为以具身智能为导向的复杂化交互阶段。又如特斯拉一直以来持续布局，在短短两年半的时间内对Optimus（擎天柱）进行了三次迭代，从基本概念到能自由行走到二代的精细化运动能力，其硬件性能一直在高速不断地优化。
三是未来向多样化方向发展。纵观人形机器人的发展进程，各路商家各显神通，在技术、产业链等方面排兵布阵。国内外的一些科技公司，无论是小米、华为，还是苹果、三星、英伟达、智元都想做人形机器人时代的“领头羊”，并为此推出了相应的产品。
小米人形机器人CyberOne充分发挥机器人灵巧柔顺的特性，在汽车制造领域替代目前工业机器人无法完成的工作，通过重构生产线满足快速换产需求。华为开发了一系列的机器人平台，使企业能够在不同场景中应用机器人，例如盘古大模型已经能够让人形机器人完成10步以上的复杂任务规划，更好地适应不同场景。
苹果从电动汽车转向家庭机器人领域，作为重要的辅助人员融入用户的家庭生活，可作为移动视频电话工具，可做家务，或其他娱乐化的、定制化的服务。
三星计划发布首款商用可穿戴机器人Botfit，其今后上市未来可期。英伟达通过向全世界机器人研发者开放机器人堆栈，鼓励企业筛选符合自己需求的技术和平台。智元截至目前已获七轮融资，又于今年8月发布“远征”与“灵犀”系列的五款商用人形机器人，覆盖交互服务、柔性智造、特种作业、科研教育和数据采集等应用场景，更是推出售价0元智元灵犀X1机器人，将本体图纸、计数算法等核心组件，开源提供给机器人开发者，推动人形机器人合力研发攻关。
表：2023年中国人形机器人行业企业的基本信息 来源：前瞻网
虽然目前人形机器人如雨后春笋般争先恐后地朝着智能化和多样化方向不断涌现，企业也在不断地降低成本提高落地效益，但仍有一些亟待解决的问题：
人形机器人最终还是不能仅在外观上成为一个亦步亦趋的类人机器，而应该真正学会和人一样学习和应变，但人形机器人的“小脑”“大脑”开发难度较大、训练周期长、软件算法开发迭代不及预期，核心技术有待攻关。同时，硬件精度与制作成本形成冲突，部分零部件开发成本较高，综合成本下降不及预期。最后，人形机器真正落地的应用场景还有进一步的开发空间，有待真正从理论迈向实践，从制造迈向生活，从零星迈向产业。
如何发展人形机器人产业？
人工智能持续不断地给人形机器人添柴加火，各地星火汇聚成燎原之势，那发展人形机器人究竟应该从哪几方面核心突破呢？
第一，推进人形机器人降本优化量产。首先，批量生产人形机器人产生规模效应。随着技术的进步，人形机器人的制造成本将大幅下降，未来可能会降至1-2万美元，与当前的廉价汽车价格相当。其次，积极促进人形机器人国产替代。根据最新信息显示，虽然人形机器人大部分的零件已经实现了国产替代，但仍然有例如行星滚珠丝杠和空心杯电机等很多核心产品由外资主导。众所周知，很多创新产品发展的第一桎梏是技术成本和批量生产之间的矛盾，但风险的反面便是机遇，实现机器人产业链各环节快速突破，国产替代大有可为。
于中国企业而言，随着产品技术迭代，未来方向是如何在降本提质方面实现国产替代，着力推动人形机器人在丝杠、减速器等国产概率大或效益高的零部件领域优化降本。
第二，推动人形机器人核心技术攻关。无论是在产品制造还是学术研究领域，实施创新性研发才能在市场上获得发展主动权。对于人形机器人这一风口产业来说，谁突破了卡脖子环节谁就掌握了引领智能化机器人发展的流量密码。根据人形机器人关键技术群，学界和业界应在如下方面进行重点技术攻关：一是大脑、小脑、肢体和关键共性技术群；二是人-机-环境共融交互能力。针对以上两点，建议进一步提升人形机器人的具身性智能化水平，即优化从“大小脑”到“肢体”运动控制的全链路关键技术群。
具体来说，基于我国抢抓人工智能、云计算、大数据等机遇，可以开展机器人高性能运动结构技术研究，同步加强人形机器人具身数据库建设，加快人-机协同、机-机协同等技术研发，提升人形机器人交互能力，形成人形机器人研究的良性循环。
图片来源：乐聚官网
第三，招引人形机器人硬核研发团队。降本量产、技术攻关确实是未来发展人形机器人的关键助燃剂，但更深一步讲，到底用哪一把火来点燃呢？回归本源还是得招引硬核研发团队。建议各地政府结合人形机器人产业链关键环节，研判人形机器人核心突破技术，精准招引领军式、高端化、研发式人才；一揽子打包招引全产业链人才团队，鼓励人才团队和不同地区产业机构、创新平台进行联合技术攻关，形成从“从上游到下游、从研发到商业”两线并行的人才体系。
第四，推动人形机器人多样化场景应用。开发开放应用场景，一方面可以为理论提供实践空间，另一方面能够结合产业进行科研产品市场化。建议各地依据本土优势产业和加强应用场景开发开放，设立场景应用公司、征询企业人形机器人典型应用场景需求，发布“人形机器人+”场景目录和需求清单，如可围绕工业制造、商贸物流、医疗健康等方面加强具体领域人形机器人的个性化定制，根据具体产业领域、场景特点和客户需求设计机器人外貌、语音、性格、功能等，更好地为不同应用场景进行服务。通过在不同产业领域之间创建人形机器人联盟，实现个性化场景对接，加快技术迭代和整合，推动个性化场景中人形机器人发展。
图：全尺寸通用人形机器人开源公版机“青龙”，2024年7月4日，王翔摄，来源：《瞭望》
第五，推动形成全链产业扶持政策。通过颁布人形机器人专项政策，在不同阶段明确人形机器人的重点发展方向，鼓励各地政府、星系资本、超级智能终端企业设立人形机器人全产业链种子-天使-产业-并购基金，从而带动社会资本加大投入；鼓励推出人才券、算力券、创新券等制度，加强大企业与种子项目的供需对接，推动种子项目快速成长成势；为企业链团提供合作式扶持政策，积极帮扶“专精特新”等中小型企业“核爆式”发展。
[1].人形机器人站上风口，纪文慧、黄鑫，《经济日报》，2024-06-14.
[2].以抗疫为契机，加快广州医疗机器人产业发展，蒋丽，《机器人产业》，2020-09-25.
[3].人形机器人“TA”会取代“我”吗？姜凝《天津日报》，2024-07-17.
[4].AI机器人“卷出花”产业进入奇点时刻，孔海丽、张奕丹，《21世纪经济报道》，2024-02-01.
[5].从“0”到“1”深圳机器人产业突围战，黄琼，《第一财经日报》，2022-08-29.
[6].中国机器人产业链：在融合中补课，魏蔚，《北京商报》，2019-08-23.
﹀
﹀
﹀
*商务合作/转载：添加官方微信号HUALUEZK，或拨打电话021-68881689*投稿邮箱：fengyy@hualue.com*简历投递：diana_jianli@hualue.com
【往期精选】