机械行业机器人系列报告（五）：人形机器人的“前世今生”-20230724-招商证券-33页_2mb

机器人系列报告（五）总结

核心内容概述

人形机器人已进入具备感知与认知能力的高动态运动发展阶段，其发展经历了四个主要阶段：萌生阶段（仅结构驱动）、早期发展阶段（关节驱动）、系统高度集成发展阶段（娱乐与展览为主）、高动态运动发展阶段（具备自主功能）。2022年，特斯拉推出Optimus原型机，标志着人形机器人进入新的发展阶段，其技术指标与应用场景均表现出较高的智能化水平。

主要观点

• 人形机器人正在从L3向L4过渡，具备自主理解、推断、决策和行动能力。
• AI大模型的应用显著提升了人形机器人的自主决策和与人交互的能力。
• 人形机器人市场潜力巨大，核心零部件如谐波减速器、滚柱丝杠、无框力矩电机、空心杯电机和传感器将受益于人形机器人产业的快速发展。
• 中国制造业体系具备低成本、高效率的优势，将深度参与人形机器人产业链的发展。
• 人形机器人成本结构中，关节部件占比超过一半，其中旋转执行器和直线执行器是核心。

关键信息

人形机器人核心技术与零部件

• 关节部件：占比超过50%，包括旋转执行器（16个）和直线执行器（12个）。
• 旋转执行器：核心部件为谐波减速器，其特点为体积小、重量轻、精度高，适用于人形机器人。
• 直线执行器：核心部件为滚柱丝杠，包括行星滚柱丝杠和反向滚柱丝杠，具有高承载能力和长寿命。
• 灵巧手：包含6个执行器，核心部件为空心杯电机，具备高精度、高效率和良好的控制性能。
• 软件系统：大量复用特斯拉自动驾驶技术，包括三目摄像头、FSD系统和Dojo人工智能技术。

人形机器人市场空间

• 谐波减速器：预计在人形机器人量产情况下，市场规模将从23亿元增至42-128亿元。
• 滚柱丝杠：预计市场规模将从2.85亿美元增至29-96亿元。
• 无框力矩电机：预计市场规模将从4.87亿美元增至56-168亿元。
• 空心杯电机：预计市场规模将从7.9亿美元增至22-60亿元。
• 力/力矩传感器：预计市场规模将从64亿元增至64亿元。

投资建议

• 建议关注具备高技术壁垒的公司，包括：
  • 三花智控（汽车组）
  • 绿的谐波（谐波减速器）
  • 江苏雷利/鼎智科技（滚柱丝杠）
  • 鸣志电器（空心杯电机）
• 建议关注泛产业链机会，包括中大力德、双环传动、贝斯特、恒立液压、步科股份、五洲新春等。

风险提示

• 特斯拉人形机器人商业化进展不及预期
• 商业化应用场景与市场需求不及预期
• 产业链降本不及预期
• 测算假设与实际不符

人形机器人发展历史

• 萌生阶段（1495-1972）：早期的结构驱动机器人，如达芬奇的“机器武士”和“土耳其机器人”。
• 早期发展阶段（1972-1986）：以早稻田大学研发的WABOT-1和WABOT-2为代表，具备初步的智力水平。
• 系统高度集成发展阶段（1986-2010）：日本公司如本田、软银推出ASIMO、NAO等机器人，主要用于展览和教学。
• 高动态运动发展阶段（2010至今）：以波士顿动力Atlas、汉森机器人Sophia、优必选Walker、敏捷机器人Digit、Engineered Arts Ameca、小米Cyberone和特斯拉Optimus为代表，具备更复杂的动作和交互能力。

国内主要人形机器人公司

• 小米：推出Cyberone“铁大”，具备三维空间感知和AI交互能力。
• 优必选：推出Walker系列，具备服务功能和情绪识别能力。
• 大连蒂艾斯（EX机器人）：中国第一台仿生人形机器人。
• 北京钢铁侠科技：专注于双足机器人研发。
• 追觅科技：用于生活家电的通用人形机器人。
• 幻尔科技：高校教育机器人解决方案提供商。
• 伟景机器人：专注于智能人形机器人和立体视觉系统。

结论

人形机器人技术正快速发展，其智能化和自主化水平不断提升，成为继电动车之后的新增长极。核心零部件市场空间将成倍增长，尤其在谐波减速器、滚柱丝杠、无框力矩电机、空心杯电机和传感器等环节。随着AI大模型的广泛应用，人形机器人在交互能力和决策能力方面将实现质的飞跃。中国制造业将在这一过程中发挥重要作用，成为全球人形机器人产业链的重要参与者。