一、人形机器人行业简介
1、什么叫人形机器人？
人形机器人是一种外观和行为类似于人类的机器人，它具备与人类相似的肌体结构和运动方式。
这种机器人通常被设计用于与人类进行交互，并在人类生产和生活中扮演重要角色。人形机器人拥有较高的交互、感知和控制能力，使其能够执行各种任务，包括工业、医疗和军事等领域的应用。
2、人形机器人的分类
人形机器人可以根据不同的标准进行分类，按照形状可分为：
1）仿生型机器人：这类机器人模仿人类的相应部位、结构和生理特性，如ASIMO。
2）双足行走机器人：模仿人类行走方式的机器人，如HRP-4。
3）多足机器人：使用多条腿，模仿动物或昆虫在不同的环境中的行走方式，如六足机器人。
4）静态机器人：不需要行走的机器人，如人臂机器人、人脖机器人等。
按照用途可分为：
1）服务型人形机器人：在酒店、餐厅等场所为客人提供服务的机器人，如送餐、扫地等。
2）工业型人形机器人：通常用于工业领域，如生产线上的操作、维护和检测等。
3）医疗型人形机器人：用于医院中协助医生进行手术的机器人，如进行难度较大、技术要求较高的手术。
4）教育型人形机器人：作为教学辅助工具，如编程教育和机器人竞赛中的应用。
5）军事型人形机器人：用于战场上的机器人，如执行驾驶汽车、双枪射击等任务。
6）娱乐型人形机器人：作为玩具和表演道具的机器人。
3、人形机器人的构成
1）机械结构：这是机器人的基础框架，包括身体、头部、四肢等部分。这些结构不仅提供了运动和姿态控制能力，还需要承受一定的外部负载。
2）动力系统：通常由电机或液压系统组成，负责驱动机械结构进行各种动作，如行走、抓取等。电机提供机器人运动所需的动力，而减速器则连接动力源和执行机构，用于降低转速并提升扭矩，从而精确控制机器人的动作。
3）传感器：用于感知环境和获取外界信息，是机器人与外界交互的重要手段
4）控制系统：这是机器人的“大脑”，通常由计算机系统或微控制器组成，负责接收传感器的输入信息，处理这些信息，并发出指令控制机器人的运动。
5）软件与算法：包括运动规划算法和人工智能算法，用于规划机器人的运动轨迹和动作，以及使机器人能够学习、推理和决策，以实现更高级的任务。
二、人形机器人的生产流程
制造人形机器人需要经过多个步骤和技术过程。以下是常见的制造过程：
1）设计：首先需要进行机器人的设计，包括确定机器人的形状、尺寸、功能和外观等。设计可以基于原型或者通过计算机辅助设计软件进行。
2）材料选择：根据设计要求，选择合适的材料来制造机器人的不同部件。常见的材料包括金属、塑料、橡胶和电子元件等。
3）机械制造：机械制造过程包括机器人的结构部分的制作，例如框架、关节和传动系统等。这些部件可以通过数控机床、激光切割、3D打印和注塑模具等工艺制造出来。
4）电子制造：机器人的电子部分包括传感器、电路板、电机和通信设备等。电路板可以通过印刷电路板（PCB）制造工艺制作出来，然后将各种电子组件与电路板连接并焊接。
5）控制系统：机器人的控制系统是实现机器人运动和功能的关键部分。此部分包括微处理器、传感器和编程设备等。编程设备可以使用各种编程语言来开发机器人的运动和行为。
6）装配和调试：将机器人的机械和电子部件组装起来，并进行初步测试。
7）优化和改进：根据测试结果和用户反馈，对机器人进行进一步的优化和改进，包括提高机器人的功能、性能和稳定性等。
三、人形机器人的上下游产业链
人形机器人产业链涵盖了从核心技术和零部件的研发到最终产品制造和市场应用的全过程。零部件与软件系统对人形机器人起到关键作用，伺服电机、直线执行器、减速器是人形机器人的关键零部件，同时人形机器人有望在工业场景率先实现大规模应用。
四、中国人形机器人市场情况
1、2022-2032E全球人形机器人市场规模情况
2、2014-2023年中国人形机器人投融资数量&金额情况
3、2022年中国人形机器人专利&有效发明情况
4、人形机器人成本构成情况（以特斯拉人形机器人为例）
五、中国主要人形机器人企业情况
1、擎天柱（Optimus：特斯拉）
2022年，在特斯拉AI Day上，马斯克正式介绍了特斯拉首款人形机器人“擎天柱”。擎天柱搭载特斯拉同款的自动驾驶软件系统和传感器，它有四肢和关节，拥有和人类一样灵活的双手，四肢使用了超过40个机电推杆，而且运用力反馈原理，从而实现了整个机器人身体的平衡。
2、ATLAS (Boston Dynamics：波士顿动力公司)
Atlas 是一种双足仿人机器人，主要由美国机器人公司 Boston Dynamics 在美国国防部高级研究计划局的资助和监督下开发。先进的控制系统和最先进的硬件使机器人能够展示先进的运动能力和敏捷性。
3、T-HR3 (Toyota：丰田)
T-HR3 使用丰田的机器人平台，由该公司的合作伙伴机器人部门设计和开发。它能够探索安全管理机器人与其周围环境之间物理交互的技术，以及一种新的远程操纵系统，通过该系统，机器人可以反映操作员的运动指令。该机器人具有在各种环境中提供安全协助的潜力。
4、WALKER X (UBTECH Robotics：优必选机器人公司)
Walker 的设计目标是成为一个灵活、智能的伙伴--作为一个智能的双足仿人机器人，它具备全身灵活性和控制能力，在与人互动时更安全，同时它的手臂可以模仿人类的动作。该机器人能在多种地形上实现稳定行走，并能通过语音识别或模仿面部表情与人类交流，从而表达 28 种情绪。
5、AMECA (Engineered Arts公司）
Ameca 是世界上最先进的人形机器人之一，通过集成 OpenAI 的 GPT-3 技术，Ameca 已具备与人类进行自然对话的能力。该机器人使用嵌入式麦克风、双目摄像头、胸前摄像头和面部识别软件与公众互动。
6、PEPPER (SoftBank Robotics：软银）
Pepper 是软银机器人公司制造的一款半人形机器人，具有读取情绪的能力。它首次亮相是在 2014 年的一次会议上，随后不久便在日本的软银手机店中展示。
7、PHOENIX凤凰(Sanctuary AI)
凤凰（Phoenix）是世界上第一个由Sanctuary AI开创性的AI控制系统Carbon提供动力的人形通用机器人。Carbon AI 控制系统模仿人脑中的子系统，例如记忆、视觉、声音和触觉。
六、中国人形机器人行业展望
1、资本加持
2024年人形机器人领域出现多项大额融资事件，如国内的星动纪元获得超1亿元融资、宇树科技获得近10亿元融资，美国的Figure获得6.75亿美元的融资等，表明资本认为人形机器人具有良好的发展前景。更多资本的进入，将有助于企业加大对人形机器人的研发与生产投入，进而加快突破关键核心技术。
2、成本下降
随着中国人形机器人市场的不断扩大，产业链也将逐步完善。包括零部件制造、系统集成、软件研发、应用服务等环节将更加成熟，为人形机器人产品的研发和生产提供更加有利的条件。由于产业链的完善，人形机器人的单位制造成本已从2022年的5万-25万美元下降至3万-15万美元，下降幅度约40%，且呈现不断下滑的趋势，这为人形机器人的量产提供有力支撑。
3、AI技术进步
2024年2月，OpenAI发布首个文生视频大模型Sora，可以用文本指令生成60秒的高清视频，是人工智能的一项重大突破。而人形机器人是生成式AI走向AGI（通用人工智能）的路上不可或缺的重要硬件载体，因此AI大模型技术的持续突破，将有望加速人形机器人的产业化。
4、市场竞争
随着市场竞争的加剧，人形机器人企业将更加注重产品质量、性能稳定、价格合理等方面的竞争。同时，也将有更多的资本和企业进入人形机器人领域，推动行业的快速发展。
