機(jī)器“換”人即將實(shí)現(xiàn)，工業(yè)、家庭和商業(yè)，“智能助手”走進(jìn)千行百業(yè)

跨過(guò)年，一款名為“ChatGPT”的人工智能聊天機(jī)器人橫空出世，它可以回答如何運(yùn)營(yíng)公司、如何管理孩子、人口規(guī)模預(yù)測(cè)等復(fù)雜問(wèn)題，引發(fā)廣泛關(guān)注。2月，工信部等十七部門聯(lián)合印發(fā)《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》(下稱《方案》)，提出到2025年，制造業(yè)機(jī)器人密度較2020年實(shí)現(xiàn)翻番，突破100種以上機(jī)器人創(chuàng)新應(yīng)用技術(shù)及解決方案，推廣200個(gè)以上具有較高技術(shù)水平、創(chuàng)新應(yīng)用模式和顯著應(yīng)用成效的機(jī)器人典型應(yīng)用場(chǎng)景。

“在機(jī)器人應(yīng)用方面，中國(guó)已經(jīng)連續(xù)數(shù)年成為世界工業(yè)機(jī)器人的最大市場(chǎng)，受益于政府的鼓勵(lì)和扶植，中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與市場(chǎng)需求呈現(xiàn)出令世人矚目的快速增長(zhǎng)趨勢(shì)?！倍辔粚＜以诮邮苋嗣窬W(wǎng)財(cái)經(jīng)采訪時(shí)稱，“機(jī)器換人”是當(dāng)下許多制造工廠的首選策略，醫(yī)療養(yǎng)老機(jī)器人、特種機(jī)器人等市場(chǎng)規(guī)模日益增長(zhǎng)，“政產(chǎn)學(xué)研”的強(qiáng)力支持和貫通連接，人工智能發(fā)展迎來(lái)了良好機(jī)遇。

“智能助手”走進(jìn)千行百業(yè)

當(dāng)前，全球機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模在500億美元左右。工信部數(shù)據(jù)顯示， 2021年，我國(guó)機(jī)器人全行業(yè)營(yíng)業(yè)收入超過(guò)1300億元。工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量達(dá)36.6萬(wàn)臺(tái)，比2015年增長(zhǎng)了10倍，穩(wěn)居全球第一大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。

《方案》中提到了“機(jī)器人密度”，專家表示，這是衡量機(jī)器人規(guī)?；瘧?yīng)用程度的指標(biāo)。我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)營(yíng)收已突破千億，國(guó)內(nèi)制造業(yè)機(jī)器人密度達(dá)246臺(tái)/萬(wàn)人，是全球平均水平的近兩倍。

在千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的巨大需求牽引之下，工業(yè)是機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一，汽車、電子、金屬制品、塑料及化工產(chǎn)品等行業(yè)的機(jī)器人應(yīng)用程度已經(jīng)達(dá)到較高水平?！斗桨浮芬仓赋?，要在汽車、機(jī)械、輕工等已形成機(jī)器人較大規(guī)模應(yīng)用的行業(yè)，研制焊接、裝配、噴涂等機(jī)器人新產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)專業(yè)化、定制化的解決方案和軟硬件產(chǎn)品。

過(guò)去幾年，紫外線消毒機(jī)器人、無(wú)接觸配送機(jī)器人等專業(yè)服務(wù)應(yīng)用推動(dòng)了服務(wù)機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)?！吨袊?guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(2022年)》顯示，預(yù)計(jì)到2024年，全球服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)到290億美元。

上海交通大學(xué)醫(yī)療機(jī)器人研究院院長(zhǎng)楊廣中的團(tuán)隊(duì)在外科手術(shù)機(jī)器人學(xué)、康復(fù)和輔助機(jī)器人以及醫(yī)院和實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化領(lǐng)域不斷探索，他們目前還在研究自動(dòng)重癥監(jiān)護(hù)病房，一些任務(wù)由醫(yī)務(wù)人員遠(yuǎn)程執(zhí)行，其他任務(wù)則完全自動(dòng)化。

能夠在太空探測(cè)、深海探索、應(yīng)急救援等極端和危險(xiǎn)場(chǎng)景下作業(yè)的特種機(jī)器人也進(jìn)入了研究者們的視野。例如，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研發(fā)掘進(jìn)工作面機(jī)器人研究項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作，掘支總效率能提高約25倍以上。

孕育新機(jī)遇 打開(kāi)通用場(chǎng)景大門

制造車間最常見(jiàn)的機(jī)械臂、AGV無(wú)人運(yùn)輸車；物流倉(cāng)庫(kù)智能分揀機(jī)器人；酒店電梯里上下運(yùn)送客人所需物品的派送機(jī)器人……在系統(tǒng)里設(shè)定好代碼，目前廣泛應(yīng)用的各種行業(yè)機(jī)器人便可以完成人的一個(gè)或者數(shù)個(gè)基本動(dòng)作，隨后用這些基本動(dòng)作重復(fù)完成基本任務(wù)，達(dá)到比人類完成任務(wù)更精確、更具持續(xù)性的效果。

對(duì)比工業(yè)機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人，人形機(jī)器人有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。業(yè)內(nèi)分析認(rèn)為，機(jī)器人正在按照這樣的邏輯不停地“進(jìn)化”：從固定到移動(dòng)，從僵硬到靈活，從機(jī)械到智能，從獨(dú)立到協(xié)作，從單一到通用。而人形機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)時(shí)最能適應(yīng)人類世界所處的物理環(huán)境，包括參考人類形態(tài)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)社會(huì)生活及生產(chǎn)環(huán)境，比如樓梯高度、門框大小等。機(jī)器人正在變得日益移動(dòng)、自由、智能、與人類的協(xié)作程度更高。

“與功能單一的工業(yè)機(jī)器人等相比，人形機(jī)器人能力廣泛，環(huán)境適應(yīng)性能力強(qiáng)，并具有直接交互對(duì)話能力，在一些場(chǎng)景內(nèi)可以很好地替代繁重勞動(dòng)力?！鼻迦A大學(xué)新聞學(xué)院教授，元宇宙文化實(shí)驗(yàn)室主任沈陽(yáng)對(duì)人民網(wǎng)記者表示，人形機(jī)器人在一些危險(xiǎn)、特種工作場(chǎng)景更具有不可替代性，其擬人化的形態(tài)更具有遠(yuǎn)程操作性。

“人形機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)在于具有較高的行動(dòng)靈活性和較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。相比結(jié)構(gòu)化的工業(yè)場(chǎng)景，人類生活場(chǎng)景更加復(fù)雜，與人體結(jié)構(gòu)相似度較高的人形機(jī)器人能夠在人類生活環(huán)境中自如運(yùn)動(dòng)，不需要為人形機(jī)器人特別改造環(huán)境?！毙苡衍姳硎荆诵螜C(jī)器人的外形與人類相似，更容易在心理上為人所接受，除了讓人的生活方式變得更加便捷化和智能化之外，還能提供更加人性化的服務(wù)，讓人機(jī)之間的互動(dòng)變得更加溫情、更有人情味。

此外，根據(jù)民生證券研報(bào)觀點(diǎn)，人形機(jī)器人可作為天然的商業(yè)入口，被賦予更多商業(yè)價(jià)值。人形機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景更加通用，因其人形造型更易于接受，有可能打破工廠、商用和家用壁壘，成為一個(gè)真正通用的產(chǎn)品。只需調(diào)整一下工作模式，或者下載不同的軟件，便可以在不同的工作場(chǎng)所完成不同的任務(wù)。

政策牽引 凝聚技術(shù)突破難點(diǎn)痛點(diǎn)

有行業(yè)分析師表示，人形機(jī)器人包含感知系統(tǒng)、智能AI系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)三大核心技術(shù)模塊，而類ChatGPT人工智能模型有望更好地對(duì)各行業(yè)場(chǎng)景進(jìn)行數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘，加速帶動(dòng)人形機(jī)器人更多使用場(chǎng)景的商業(yè)化落地。

“人形機(jī)器人是一個(gè)多任務(wù)、通用型機(jī)器人平臺(tái)，未來(lái)它在工業(yè)生產(chǎn)、社會(huì)服務(wù)等領(lǐng)域?qū)⒂蟹浅６嗟膽?yīng)用場(chǎng)景?！毙苡衍姳硎荆訡hatGPT為代表的語(yǔ)言大模型形成了對(duì)人形機(jī)器人的第一個(gè)主要應(yīng)用，代表AI賦能通用服務(wù)機(jī)器人的開(kāi)始。

同時(shí)，業(yè)內(nèi)分析認(rèn)為，人形機(jī)器人目前在全球范圍內(nèi)還沒(méi)有真正成熟落地的產(chǎn)品。多家風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)構(gòu)表示，人形機(jī)器人的進(jìn)步取決于人工智能水平的整體發(fā)展。就當(dāng)下投資而言，更多關(guān)注聚焦下游的真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景，尤其是對(duì)于B端企業(yè)來(lái)說(shuō)，成本和投資回報(bào)率都是最大的考慮因素。

沈陽(yáng)認(rèn)為，在應(yīng)用技術(shù)上，人形機(jī)器人真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地還需要解決包括行動(dòng)、靈活度、機(jī)械力量、軟硬件協(xié)同等多方面的問(wèn)題。此外，ChatGPT類產(chǎn)品背后的語(yǔ)言模型較好地推進(jìn)了人機(jī)交互能力的發(fā)展。

“人形機(jī)器人未來(lái)發(fā)展主要的阻礙可能來(lái)自成本、技術(shù)、資金和人才。在成本端，過(guò)去人形機(jī)器人動(dòng)輒就要百萬(wàn)美元的售價(jià)，因?yàn)橐谌祟惿畹姆墙Y(jié)構(gòu)性環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自如運(yùn)動(dòng)并完成復(fù)雜任務(wù)，對(duì)人形機(jī)器人的靈活性要求更高，這需要更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)等來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如伺服驅(qū)動(dòng)器就會(huì)占據(jù)一半以上的整機(jī)成本。”熊友軍介紹，人形機(jī)器人是一系列長(zhǎng)期投入的復(fù)雜技術(shù)的系統(tǒng)集成，研發(fā)支出巨大，并且需要人工智能和機(jī)器人的專業(yè)人才，以及兩者融合的復(fù)合型系統(tǒng)性人才。

創(chuàng)新是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。日前，工信部等17部門聯(lián)合印發(fā)《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》(以下簡(jiǎn)稱方案)，為中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展按下“加速鍵”。方案提出增強(qiáng)“機(jī)器人+”應(yīng)用基礎(chǔ)支撐能力，包括：構(gòu)建機(jī)器人產(chǎn)用協(xié)同創(chuàng)新體系、建設(shè)“機(jī)器人+”應(yīng)用體驗(yàn)和試驗(yàn)驗(yàn)證中心、加快機(jī)器人應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)研制與推廣、開(kāi)展行業(yè)和區(qū)域“機(jī)器人+”應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)踐、搭建“機(jī)器人+”應(yīng)用供需對(duì)接平臺(tái)。

下一步，如何加快人形機(jī)器人商業(yè)化落地，推動(dòng)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，沈陽(yáng)表示，要建立一批高容忍度的標(biāo)桿應(yīng)用，盡快建立產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、明確發(fā)展方向，加大算法、算力、數(shù)據(jù)的開(kāi)源力度，做好人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈布局、配套建設(shè)。

產(chǎn)業(yè)鏈成本是商業(yè)化關(guān)鍵

人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上中下游三部分。上游包括伺服電機(jī)、減速器、控制器、傳感器、機(jī)器視覺(jué)、人機(jī)交互、機(jī)器學(xué)習(xí)、系統(tǒng)控制等；中游則是人形機(jī)器人本體制造商，國(guó)內(nèi)有優(yōu)必選、北京鋼鐵科技、國(guó)外有波士頓動(dòng)力、美國(guó)敏捷機(jī)器人、日本豐田、本田、特斯拉等。下游可能的應(yīng)用場(chǎng)景包括迎賓接待、展廳引導(dǎo)、高?？蒲械取?/p>

減速器

減速器是一種精密的動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，其利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，使伺服電機(jī)在一個(gè)合適的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，并精確地將轉(zhuǎn)速降到工業(yè)機(jī)器人各部位需要的速度，提高機(jī)械體剛性的同時(shí)輸出更大的力矩。

RV減速器和諧波減速器是工業(yè)機(jī)器人最主流的精密減速器。

RV減速器由于具有更高的剛度和回轉(zhuǎn)精度，一般放置在機(jī)座、大臂、肩部等重負(fù)載的位置，而諧波減速器一般放置于放置在小臂、腕部或手部。

根據(jù)GGII，2021年諧波減速機(jī)市占率方面，綠的諧波和來(lái)福諧波市場(chǎng)占有率提升明顯，哈默納科份額進(jìn)一步略有收縮。2021年RV減速機(jī)的市場(chǎng)格局方面，環(huán)動(dòng)科技的市場(chǎng)份額提升明顯，納博特斯克略有收縮，國(guó)產(chǎn)份額持續(xù)提升。

國(guó)產(chǎn)諧波減速器替代趨勢(shì)相對(duì)明顯，國(guó)產(chǎn)RV減速器接受度正在提高。從產(chǎn)品類型來(lái)看，國(guó)產(chǎn)諧波減速器替代相對(duì)明顯，目前已涌現(xiàn)如綠的、來(lái)福等優(yōu)質(zhì)廠商，2021年，僅綠的諧波已達(dá)到25%的市場(chǎng)份額。

相較之下，RV減速器有較高的技術(shù)和投資門檻，減速器龍頭廠商納博特斯克占據(jù)一半以上市場(chǎng)份額，剩余競(jìng)爭(zhēng)格局較為分散，如雙環(huán)傳動(dòng)、南通振康、中大力德等開(kāi)始出現(xiàn)，其中雙環(huán)傳動(dòng)2021年RV減速器市占率達(dá)14%。

控制器

控制器包括硬件和軟件兩部分，國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)硬件部分領(lǐng)域技術(shù)已經(jīng)掌握；軟件部分主要包括控制算法、二次開(kāi)發(fā)等，國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品在其開(kāi)發(fā)平臺(tái)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度與易用性等方面與國(guó)際先進(jìn)水平相比還存在一定差距。

國(guó)內(nèi)知名的工業(yè)機(jī)器人生廠商均自主研發(fā)了自家的控制系統(tǒng)，包括新松機(jī)器人、埃斯頓、華中數(shù)控、新時(shí)達(dá)、廣州數(shù)控、匯川技術(shù)等公司，也誕生了一批專業(yè)的控制系統(tǒng)服務(wù)商如固高科技、英威騰、卡諾普等；因而控制器的市場(chǎng)份額基本和機(jī)器人本體保持一致。

中游則是機(jī)器人本體，即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括手臂、腕部等，按照結(jié)構(gòu)形式，本體可以劃分為直角坐標(biāo)、球坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)等類型。

根據(jù)IFR數(shù)據(jù)，2021年外資工業(yè)機(jī)器人（含外資品牌在中國(guó)生產(chǎn)的機(jī)器人）在我國(guó)的安裝量高達(dá)123,000臺(tái)，市占率達(dá)73%。從供應(yīng)商來(lái)看，超三分之一的市場(chǎng)份額集中于發(fā)那科（占10%）、愛(ài)普生（占9%）、ABB（占7%）、安川（占6%）。

伴隨內(nèi)資品牌技術(shù)提升，內(nèi)資品牌在機(jī)器人本體市場(chǎng)上的市場(chǎng)份額逐漸擴(kuò)大。

根據(jù)MIR睿工業(yè)統(tǒng)計(jì)，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)排名中埃斯頓出貨量進(jìn)入全球前10，匯川技術(shù)、眾為興、卡普諾、遨博等共6家內(nèi)資品牌出貨量也進(jìn)入全球前20。

東方證券表示，AI 決定機(jī)器人智能化上限，人形機(jī)器人作為機(jī)器人領(lǐng)域的集大成者，需要更強(qiáng)的AI算法、算力以滿足復(fù)雜多變的應(yīng)用需求。在人機(jī)交互方面，機(jī)器視覺(jué)和智能語(yǔ)音是兩大關(guān)鍵領(lǐng)域，也是目前機(jī)器人智能化程度的“標(biāo)簽”。

在智能語(yǔ)音領(lǐng)域，科大訊飛的智能語(yǔ)音交互技術(shù)全球領(lǐng)先；拓爾思是語(yǔ)義智能技術(shù)（NLP）的領(lǐng)導(dǎo)者。在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域，中科創(chuàng)達(dá)具有全棧式操作系統(tǒng)及人工智能技術(shù)，是全球領(lǐng)先的智能操作系統(tǒng)產(chǎn)品和AI視覺(jué)技術(shù)提供商；凌云光是中國(guó)大陸主要機(jī)器視覺(jué)供應(yīng)商之一；奧普特是機(jī)器視覺(jué)核心零部件供應(yīng)商；奧比中光是少數(shù)能夠提供核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)3D視覺(jué)感知產(chǎn)品的企業(yè)；舜宇光學(xué)在掃地機(jī)器人視覺(jué)等市占率領(lǐng)先；韋爾股份為是圖像傳感器領(lǐng)域龍頭企業(yè)；思特威機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品已廣泛運(yùn)用于無(wú)人機(jī)、智慧交通、人臉識(shí)別等領(lǐng)域；晶晨股份的SoC芯片已廣泛應(yīng)用于掃地機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、機(jī)器視覺(jué)等相關(guān)場(chǎng)景；瑞芯微、虹軟科技等在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域也均有布局。在整機(jī)方面，東方證券還建議關(guān)注小米集團(tuán)、?？低?、大華股份、拓斯達(dá)、機(jī)器人、華中數(shù)控。

不過(guò)，有分析人士指出，目前人形機(jī)器人相關(guān)的技術(shù)及產(chǎn)品仍在發(fā)展當(dāng)中，且制造成本很高，還未達(dá)到大規(guī)模落地使用的階段。若人形機(jī)器人相關(guān)的技術(shù)研發(fā)以及成本降低不及預(yù)期，將會(huì)直接影響到其商業(yè)化落地，進(jìn)而對(duì)整體產(chǎn)業(yè)造成不利影響。