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五大維度全面剖析中外人形機器人產(chǎn)業(yè)

發(fā)布時間: 2024-01-25 09:01:18 來源:新戰(zhàn)略

核心提示： 從“跟跑”到“領(lǐng)跑”，國產(chǎn)人形機器人還需走多遠(yuǎn)？

人形機器人產(chǎn)業(yè)正成為全球關(guān)注的焦點之一，國內(nèi)外企業(yè)紛紛布局，力圖在人形機器人的未來格局中占據(jù)有利位置。為了探究這一產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和未來，本文將從技術(shù)、企業(yè)、政策、供應(yīng)鏈及終端應(yīng)用這五個維度，對國內(nèi)外人形機器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)的分析和對比，旨在揭示各國在這一領(lǐng)域的發(fā)展趨勢和競爭態(tài)勢。通過對比，我們或許能夠窺見人形機器人產(chǎn)業(yè)的全球圖景。

技術(shù)：國外暫時領(lǐng)先，國內(nèi)迎頭趕上

在技術(shù)發(fā)展方面，國外人形機器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)相對成熟，擁有較為完善的研發(fā)體系和技術(shù)積累。美國、日本等國家的企業(yè)和研究機構(gòu)在人工智能、感知技術(shù)、機械設(shè)計等領(lǐng)域具有較高水平。而中國的人形機器人技術(shù)發(fā)展起步較晚，但近年來在人工智能、語音識別、人機交互等技術(shù)方面取得了快速進(jìn)步。

國外人形機器人技術(shù)的研發(fā)可追溯于1960年代后期。1967年，日本早稻田大學(xué)啟動了人形機器人相關(guān)項目，并于1972年研發(fā)出世界上第一款全尺寸人形智能機器人WABOT-1。WABOT-1可以實現(xiàn)緩慢行走，并具備簡單的對話能力。后來，隨著全世界科研人員在研究方向上的不斷創(chuàng)新，特別是進(jìn)入 1990 年代后，人形機器人在控制方法和人工智能等方面的研究成果不斷出現(xiàn)，從而推動了人形機器人的快速發(fā)展。2000年，本田公司推出了ASIMO，這款機器人可以完成跳舞、上下樓梯等較為復(fù)雜的動作，標(biāo)志著人形機器人的運行功能逐步完善，并實現(xiàn)能夠替代人類完成重力作業(yè)的功能。

歷經(jīng)多次技術(shù)迭代后，如今的人形機器人技術(shù)已進(jìn)入到了高動態(tài)運動發(fā)展階段。在該階段，人形機器人具備了更高的環(huán)境感知能力、決策能力、學(xué)習(xí)能力以及運動控制能力。波士頓動力推出的Atlas就是這一階段的代表性產(chǎn)品。近年來，人工智能技術(shù)快速發(fā)展，以ChatGPT為代表的語言大模型為人形機器人研發(fā)注入了新動力，通過多模態(tài)技術(shù)，機器人可以實現(xiàn)更加精確高效的動作控制，提升智能化水平，有望進(jìn)一步實現(xiàn)商業(yè)化落地。

相比日美等發(fā)達(dá)國家，中國加入人形機器人賽道較晚。2000年，國防科技大學(xué)成功研制出中國第一臺兩足步行人形機器人“先行者”。“先行者”可以模擬人類行走，且具備一定的語言功能。此后，國內(nèi)的高校和科研機構(gòu)不斷進(jìn)行相關(guān)技術(shù)探索，在運動控制、感知識別和智能化方面取得了一些進(jìn)展。2016年，優(yōu)必選開始研發(fā)大型人形機器人，并于2018年推出Walker第一代。Walker是中國首臺可商業(yè)化人形雙足機器人，在五年內(nèi)歷經(jīng)四次迭代，具有高度的運動靈活性和智能交互能力。

2022年下半年以來，我國涌現(xiàn)了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的人形機器人企業(yè)及產(chǎn)品，在運動能力、感知能力和決策能力上都得到了大幅提升。此外，截至2023年11月，中國已累計申請6618件人形機器人技術(shù)專利，是申請人形機器人技術(shù)專利數(shù)量最多的國家，特別是計算機視覺和智能語音等應(yīng)用層專利數(shù)量快速增長。目前，我國的人形機器人技術(shù)在硬件上已接近國際先進(jìn)水平，但在操作系統(tǒng)、人工智能等“軟”實力方面仍存在短板弱項。

政策：國內(nèi)注重產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)，國外加速應(yīng)用推廣

人形機器人作為一個新興產(chǎn)業(yè)，各國政府都在積極出臺相關(guān)政策和措施，以促進(jìn)其發(fā)展。中國和國外政府在人形機器人產(chǎn)業(yè)支持政策上有一些相似之處，如資金支持、制度保障等方面。當(dāng)然，也存在一些差異，如中國政府更加注重產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)基金和人才培養(yǎng)方面的支持，國外政府則更加注重人形機器人產(chǎn)品的應(yīng)用推廣。

歐美和日韓地區(qū)都鼓勵企業(yè)與高校、研究機構(gòu)合作開展研究和開發(fā)，并推動人形機器人應(yīng)用落地。同時，各國政府還出臺了稅收優(yōu)惠、研發(fā)資金支持等措施，以促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。人形機器人的安全性問題也受到關(guān)注。美國政府要求廠商和開發(fā)者確保人形機器人的設(shè)計、制造和使用符合特定的安全標(biāo)準(zhǔn)，并對可能引發(fā)倫理和隱私問題的應(yīng)用進(jìn)行限制。

近幾年，中國政府高度重視人形機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提出了一系列政策和計劃。例如，2023年10月，工信部印發(fā)了《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》，并大力支持人工智能、機器人等高新技術(shù)的發(fā)展。此外，中國政府還大力支持建設(shè)人形機器人創(chuàng)新平臺，包括人形機器人研發(fā)中心、實驗室等。

企業(yè)：入局玩家不斷增多，中美對抗局面初步形成

美國在人形機器人賽道占據(jù)主導(dǎo)地位，擁有波士頓動力、特斯拉、Agility等知名企業(yè)，此外，日本的軟銀機器人、挪威的1X等企業(yè)也在人形機器人領(lǐng)域有著較高的技術(shù)實力和市場影響力。中國的人形機器人本體企業(yè)包括優(yōu)必選、達(dá)闥、傅利葉、小米等，它們都推出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的人形機器人產(chǎn)品。此外，近年來人形機器人領(lǐng)域跨界入局者增多，許多科技企業(yè)及汽車企業(yè)都瞄準(zhǔn)了這一新的經(jīng)濟(jì)增長點，競爭態(tài)勢愈發(fā)激烈。

在商業(yè)布局方面，國外企業(yè)的商業(yè)化探索已有近20年時間，且布局更加多元化，涉及娛樂、陪伴、醫(yī)療、工業(yè)制造等多個領(lǐng)域，注重高端市場。目前，多家國外企業(yè)已開展了商業(yè)化初試，其中Agility的機器人Digit和1X的Eve都取得了不錯的成績。國內(nèi)企業(yè)進(jìn)入市場的時間較晚，但近年來商業(yè)化進(jìn)程明顯加快。隨著核心技術(shù)的積累及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的完善，許多國內(nèi)企業(yè)正在致力于量產(chǎn)人形機器人，未來有望實現(xiàn)更大規(guī)模的商業(yè)化。

供應(yīng)鏈：國外成熟多元，國內(nèi)獨立完善

人形機器人與工業(yè)機器人、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)共享許多相似的供應(yīng)鏈，如電池、芯片、傳感器、控制器等，可以實現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)同遷移。國外人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈在技術(shù)研發(fā)、供應(yīng)鏈完善度和市場推廣方面相對更加成熟和領(lǐng)先。而作為制造業(yè)強國，中國具有獨立的工業(yè)制造體系和產(chǎn)業(yè)鏈，為量產(chǎn)人形機器人打下了基礎(chǔ)。

國外的人形機器人核心零部件制造商可分為日系和歐美系兩大主要陣營。日系陣營更加側(cè)重于電機、傳感器和減速器等方面的零部件，擁有納博特斯克、安川電機、哈默納科等在研發(fā)、生產(chǎn)和供應(yīng)上具有較高地位的企業(yè)。歐美系陣營則更加多元化，涵蓋了來自多個國家的供應(yīng)商和制造商，尤其在控制系統(tǒng)和人工智能處理器等方面具有極大競爭優(yōu)勢。

國外部分核心零部件供應(yīng)商

我國人形機器人產(chǎn)業(yè)整體代表性公司較多，整體產(chǎn)業(yè)鏈較為完善。當(dāng)前，國內(nèi)許多工業(yè)機器人及汽車零部件供應(yīng)商宣布入局人形機器人賽道，并計劃針對人形機器人的運行特點開展相關(guān)研發(fā)工作，如三花智控、綠的諧波、拓普集團(tuán)等。在中國的核心零部件供應(yīng)鏈中，伺服電機、控制系統(tǒng)及減速器等部分零部件已具備一定競爭實力，但是一些高端傳感器還相對比較薄弱。此外，在人形機器人算法研究和開發(fā)方面，中國還與國際先進(jìn)水平存在差距，需要加強相關(guān)技術(shù)研發(fā)。總體而言，中國的人形機器人產(chǎn)業(yè)有望實現(xiàn)核心零部件的完全國產(chǎn)化。

國內(nèi)部分核心零部件供應(yīng)商

應(yīng)用：產(chǎn)業(yè)化尚未來臨，應(yīng)用場景不斷拓展

人形機器人適應(yīng)性強，具有廣闊的應(yīng)用場景。但整體而言，當(dāng)前的人形機器人賽道還處于相當(dāng)早期的階段，尚未形成產(chǎn)業(yè)化，國內(nèi)和國外的參與者都以研發(fā)為主。

國外對人形機器人的終端應(yīng)用探索時間較早。前期，國外的人形機器人主要應(yīng)用于服務(wù)和教育場景中。例如，軟銀機器人開發(fā)的Pepper和Nao已在學(xué)校、醫(yī)院和酒店等各類公共場所中應(yīng)用。此外，在北美地區(qū)，醫(yī)療保健行業(yè)對人形機器人的需求不斷增加。隨著人口老齡化問題日益突出，人形機器人在這一領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大。

近年來，人形機器人開始逐漸應(yīng)用于工業(yè)和物流領(lǐng)域，執(zhí)行裝配、搬運等一系列任務(wù)。亞馬遜、GXO等大型企業(yè)已經(jīng)開始在倉儲物流場景中測試人形機器人Digit。同時，F(xiàn)igure和波士頓動力等公司也在開發(fā)和測試其他人形機器人，以用于配送中心。

除了這些面向特定領(lǐng)域的人形機器人外，越來越多的企業(yè)也在致力于打造通用人形機器人。通用人形機器人的研發(fā)旨在實現(xiàn)機器人在各種場景中的通用性，從而適應(yīng)不同的任務(wù)和環(huán)境。例如，特斯拉開發(fā)的Optimus就是一款通用人形機器人，它將率先在特斯拉汽車工廠中進(jìn)行應(yīng)用，未來將逐步擴(kuò)展到商業(yè)和家庭服務(wù)中。

在一些比較危險的場景，比如航空航天領(lǐng)域，通用人形機器人也能派上大用場。德國、美國、俄羅斯等國的研究機構(gòu)及企業(yè)正在積極進(jìn)行相關(guān)研發(fā)工作，旨在推動人形機器人取代人類執(zhí)行各種太空任務(wù)。這一領(lǐng)域的探索不僅有望提高作業(yè)的安全性，還能夠拓展人形機器人在極端環(huán)境中的應(yīng)用。

注：圖中多款人形機器人可用于多個應(yīng)用場景

中國人形機器人市場起步較晚，當(dāng)前的商業(yè)化應(yīng)用同樣集中在娛樂和服務(wù)領(lǐng)域。例如，優(yōu)必選生產(chǎn)的Walker系列機器人和熊貓機器人優(yōu)悠已成功應(yīng)用于主題公園、展覽和演藝等場景中，還曾經(jīng)登上過春晚舞臺進(jìn)行節(jié)目表演。優(yōu)必選也在積極探索工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。推出了全新一代工業(yè)人形機器人Walker S，該款機器人適用于汽車制造場景。

國內(nèi)企業(yè)也在爭相打造通用人形機器人，以拓展更廣闊的應(yīng)用場景。傅利葉智能宣布其發(fā)布的通用人形機器人GR-1會率先在康復(fù)陪護(hù)等民生場景中落地，后續(xù)GR-1也會陸續(xù)進(jìn)入到工業(yè)、物流、教育等多種場景。智元機器人也瞄準(zhǔn)了工業(yè)制造場景，預(yù)計在2024年上半年實現(xiàn)商業(yè)化交付，為汽車、3C等行業(yè)提供智能通用人形機器人解決方案。

此外，樂聚推出的新品KUAVO作為一款大尺寸的高動態(tài)人形機器人，具備跳躍和適應(yīng)多地形行走等先進(jìn)功能。據(jù)了解，KUAVO已實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，并在科研教育和特種作業(yè)領(lǐng)域率先實現(xiàn)了商業(yè)化落地。

注：圖中多款人形機器人可用于多個應(yīng)用場景

結(jié)論：總體而言，歐美和日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的人形機器人產(chǎn)業(yè)在技術(shù)和市場上處于領(lǐng)先地位，擁有更為成熟的產(chǎn)業(yè)生態(tài)和較高水平的企業(yè)。而中國人形機器人產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，但在政策支持和技術(shù)進(jìn)步的推動下，正逐步迎頭趕上，并在一些領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展。未來，我國還需通過頂層戰(zhàn)略規(guī)劃和具體政策落實，采取多方面措施鼓勵推動相關(guān)企業(yè)快速發(fā)展，包括突破關(guān)鍵技術(shù)、培育重點產(chǎn)品、拓展場景應(yīng)用、營造生態(tài)環(huán)境、提升支撐能力等方面。在政府、企業(yè)和科研機構(gòu)的共同努力下，中國有望在全球人形機器人產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮引領(lǐng)作用。

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