(一)人形机器人的内涵
人形机器人指模仿人类外观和行为,具备较高智能化水平的机器人,与传统工业机器人、服务机器人相比,最大的特点是其与人类相似的“肢体”结构、运动方式和感知方式,并在人工智能大模型的赋能下,从体能、技能、智能三方面,实现对人的模仿。
人形机器人具有拟人智能、类人形态和广泛适用三个特点:
一是拟人智能。一方面人形机器人可以通过人工智能大模型技术的赋能,实现拟人化的感知、决策、控制能力;另一方面,人形机器人还可以选择通过云“大脑”和智能联网的方式,突破“一个躯体、一个大脑”的限制,实现算力和智能的飞跃。
二是类人形态。人的形态是生物进化自然选择的结果,目前社会中的所有城市基础设施、生产生活用的工具产品均为人类形态设计。人形机器人通过对人类形态的高度模拟,能快速融入到为人类设计的各类环境中执行复杂任务,具有更强的通用性和适应性。
三是广泛适用。人形机器人具备比人类更强的耐受性和适应性,能够在非结构化环境中长期以低成本运行,有效解决未来劳动力短缺问题,将在工业生产、民生服务、特种作业等领域广泛应用,甚至在部分领域发挥更大优势。
对“人形”追求的本质是机器人通用性的问题,核心点是当前是否有必要通过外形的拟人设计赋予机器人等同人类的“通用能力”,是“一机多用”还是“专机专用”。从现阶段的发展情况看,人形机器人主要在工业场景试水,相比后期服务应用场景中的复杂工作,工业场景任务相对重复和单一,人形需求并不强烈。
随着“大脑”的逐步完善,通用人形机器人将会是终极形态,但在此之前不同进化阶段及分支是必要条件,主体人形+定制化组件的类人形可能是商业化初步完成前的最优解。所以,从长远看,“人形”是机器人的理想形态;从现状看,完全的“人形”不是现阶段的唯一选择。
(二)人形机器人的分类
目前由于人形的开发难度大,企业为快速完成功能开发、实现应用落地,在人形机器人的研发过程中,采用了诸如反关节、轮式、轮腿结合式、两指/三指灵巧手等方式代替完全拟人的结构,并实现部分拟人化功能。
按形态划分,目前主流的人形机器人可以分成三个大类:轮式人形机器人,主要采用轮式驱动,强调触觉传感器和灵巧手的操作功能。半身足式人形机器人,强调机器人的腿部运动能力,手部基本只用作平衡。全能型人形机器人,具备双足、双臂、双手及各类感知和人工智能功能,适应开放环境中的多任务。
按具体应用场景和主要功能划分,可以分成以下几个类型:特种作业型人形机器人,用于执行巡逻巡检、灾害救援、危险作业等任务。
工业型人形机器人,用于工业生产及物流领域,如货物搬运、生产制造等。
医疗型人形机器人,协助医生进行手术、诊断、康复等任务。
教育型人形机器人,作为教学辅助工具,提供互动式学习内容。
娱乐型人形机器人,与人类互动,提供陪伴和娱乐功能。
公共服务型人形机器人,在酒店、餐厅、商场等场所提供公共服务。
家庭服务型人形机器人,用于家庭养老、育儿、家务等任务。
通用型人形机器人,可用于工业、服务、教育、医疗等多个领域。
(三)人形机器人发展历程
目前,人形机器人的发展已经经历了萌芽探索阶段、集成发展阶段、高动态发展阶段、智能化发展阶段四个阶段。
1.萌芽探索阶段(20 世纪 60 年代末至 90 年代)这一时期以实现基本的双足行走功能为主要目标。以日本早稻田大学为代表,开发了一系列机器人,如WAP、WL、WABIAN和WABOT等。这一阶段的主要特点是基本实现双足行走功能和控制能力,初步具备了拟人化的结构,但整体上运动能力较弱。
2.集成发展阶段(本世纪初至 2010 年)这一时期以感知和智能控制整合为主要特点,本田公司的ASIMO 系列人形机器人代表了这一阶段的重大进展,通过感知和智能控制技术的整合,机器人具备了初步的感知系统,能够感知周围环境的基本信息,并根据感知输入做出简单判断并调整动作。ASIMO2000 是其中的代表作,它不仅外观类人,还能预测未来动作并主动调整重心,实现转弯时的流畅行走。
3.高动态发展阶段(2010 年至 2022 年)控制理论和技术的进步提升了机器人的认知能力,使其能够独立、稳定地执行复杂动作,且此阶段人形机器人已经具备了较强的运动能力。如本田的升级版 ASIMO 机器人采用电驱动的技术路线,并通过整合视觉和触觉物体识别技术,能够精确完成抓取物体和倒液体等精细任务。波士顿动力的 ATLAS 机器人采用液压驱动的技术路线,能够在具有挑战性的场景中保持平衡并实现高动态运动。
4.智能化发展阶段(2022 年——)在人工智能技术的赋能下,机器人具有了更加智能化的感知、交互和决策能力。同时,电驱动成为“肢体”主流技术路线,实现了更加精准的行走和操作,并提高了研发迭代速度。如特斯拉公司的 Optimus机器人,基于人工智能技术和自研的 FSD(Full Self-Driving,全自动驾驶)芯片,通过端到端的神经网络模型实现任务级和动作级的决策,以及复杂环境中物体、人脸和手势等的识别。同时,通过其全身压力计算和实时反馈机制,使机器人的四肢运动更加灵敏,能够实现流畅和自然的动作。历经多年发展及技术迭代,在巨大的潜在市场需求牵引以及人工智能技术深度赋能的带动下,人形机器人已进入技术集中突破和应用初步试水的关键发展阶段。
第一章 人形机器人产业宏观环境解读
1.1 人形机器人行业概念及监管体系
1.1.1 人形机器人基本定义
1.1.2 人形机器人主要特征
1.1.3 人形机器人主要分类
1.1.4 人形机器人发展意义
1.1.5 人形机器人技术标准
1.2 人形机器人行业发展宏观环境分析
1.2.1 政治环境
1.2.2 经济环境
1.2.3 社会环境
1.2.4 技术环境
1.3 人形机器人产业政策及投资环境
1.3.1 世界人形机器人产业发展状况分析
1.3.2 人形机器人行业重要政策风向解读
1.3.3 人形机器人产业集群分布及发展
1.3.4 人形机器人产业链节点及卡脖子环节
1.3.5 人形机器人行业国产替代机会分析
第二章 人形机器人行业发展综合分析
2.1 人形机器人整体发展情况
2.1.1 人形机器人发展阶段
2.1.2 人形机器人发展态势
2.1.3 人形机器人发展机遇
2.1.4 人形机器人发展关键
2.1.5 人形机器人商业化发展
2.2 人形机器人市场运行情况
2.2.1 人形机器人市场规模
2.2.2 人形机器人市场参与者
2.2.3 人形机器人竞争格局
2.2.4 人形机器人应用分析
2.2.5 人形机器人专利申请
2.3 人形机器人标杆区域发展分析
2.3.1 标杆区域汇总
2.3.2 北京市发展分析
2.3.3 上海市发展分析
2.3.4 广东省发展分析
2.4 人形机器人行业发展困境
2.4.1 金融支持困境
2.4.2 外形设计问题
2.4.3 智能控制问题
2.4.4 人机交互问题
2.4.5 道德和伦理问题
2.4.6 成本和效能问题
第三章 人形机器人关键零部件发展分析
3.1 减速器
3.1.1 人形机器人用减速器类型
3.1.2 谐波减速器市场发展分析
3.1.3 rv减速器市场发展分析
3.1.4 行星减速器市场发展分析
3.1.5 减速器行业重点关注厂商
3.2 丝杠
3.2.1 人形机器人用丝杠类型
3.2.2 行星滚柱丝杠市场空间
3.2.3 行星滚柱丝杠国产化率
3.2.4 行星滚柱丝杠技术壁垒
3.2.5 丝杠行业重点关注企业
3.3 电机
3.3.1 人形机器人用电机类型
3.3.2 无框力矩电机市场发展
3.3.3 空心杯电机市场发展
3.3.4 电机行业重点关注企业
3.4 传感器
3.4.1 传感器行业基本介绍
3.4.2 人形机器人用传感器类型
3.4.3 力传感器市场发展分析
3.4.4 视觉传感器市场发展分析
3.4.5 电子皮肤市场发展分析
3.5 其他关键零部件发展
3.5.1 执行器
3.5.2 灵巧手
3.5.3 编码器
3.5.4 半导体芯片
3.5.5 peek材料
第四章 人形机器人行业典型产品分析
4.1 全球典型人形机器人产品分析
4.1.1 特斯拉人形机器人
4.1.2 波士顿动力人形机器人
4.1.3 1x technologies人形机器人
4.1.4 agility robotics人形机器人
4.2 中国典型人形机器人产品分析
4.2.1 优必选人形机器人
4.2.2 达闼人形机器人
4.2.3 傅利叶智能人形机器人
4.2.4 智元人形机器人
4.2.5 宇树科技人形机器人
4.2.6 小米人形机器人
4.2.7 科大讯飞人形机器人
4.2.8 小鹏汽车人形机器人
4.2.9 追觅科技人形机器人
4.3 特斯拉optimus人形机器人分析
4.3.1 optimus人形机器人研发历程
4.3.2 optimus人形机器人运控方案分析
4.3.3 optimus人形机器人感知方案分析
4.3.4 optimus人形机器人运动方案分析
4.3.5 optimus人形机器人研发启示
第五章 人形机器人与大模型关联发展分析
5.1 人工智能大模型相关介绍
5.1.1 基本定义
5.1.2 核心作用
5.1.3 主要优势
5.1.4 底层架构
5.1.5 模型实践
5.2 人工智能大模型行业发展情况
5.2.1 行业生态图谱
5.2.2 行业发展状况
5.2.3 合作研发动态
5.2.4 企业布局情况
5.2.5 主要技术路线
5.2.6 技术演进趋势
5.3 大模型赋能人形机器人发展分析
5.3.1 大模型赋能人形机器人的意义
5.3.2 大模型赋能人形机器人企业布局
5.3.3 大模型赋能人形机器人的困境
5.3.4 大模型赋能人形机器人的趋势
第六章 人形机器人企业竞争情报分析
6.1 人形机器人企业竞争情况
6.1.1 人形机器人企业注册规模
6.1.2 人形机器人企业注册资本
6.1.3 人形机器人企业经济类型
6.1.4 人形机器人企业区域分布
6.1.5 人形机器人企业竞争格局
6.1.6 人形机器人企业发展动态
6.2 人形机器人龙头公司对比分析
6.2.1 人形机器人产业龙头公司汇总
6.2.2 人形机器人龙头公司产品布局对比
6.2.3 人形机器人行业龙头公司量产成本对比
6.2.4 人形机器人行业科技巨头技术实力对比
第七章 人形机器人标杆企业经营状况分析
7.1 深圳市优必选科技股份有限公司
7.1.1 企业发展概况
7.1.2 企业经营状况
7.1.3 主要产品布局
7.1.4 企业竞争优势
7.1.5 产品应用前景
7.2 沈阳新松机器人自动化股份有限公司
7.2.1 企业发展概况
7.2.2 产品研发动态
7.2.3 企业合作动态
7.2.4 企业融资动态
7.3 科沃斯机器人股份有限公司
7.3.1 企业发展概况
7.3.2 产品研发动态
7.3.3 企业发展动态
7.3.4 企业融资动态
7.4 波士顿动力公司(boston dynamics)
7.4.1 企业发展概况
7.4.2 产品研发动态
7.4.3 企业合作动态
7.4.4 企业融资动态
7.5 追觅科技(苏州)有限公司
7.5.1 企业发展概况
7.5.2 产品研发动态
7.5.3 企业合作动态
7.5.4 企业融资动态
第八章 人形机器人行业投融资状况分析
8.1 人形机器人投融资现状
8.1.1 人形机器人兼并收购情况
8.1.2 人形机器人投融资规模变化
8.1.3 人形机器人投融资企业变化
8.1.4 人形机器人投融资地域分布
8.2 人形机器人投资价值分析
8.2.1 人形机器人行业投资机遇
8.2.2 人形机器人行业投资关键
8.2.3 人形机器人行业投资风险
第九章 人形机器人前景及趋势分析
9.1 人形机器人行业发展前景
9.2 人形机器人行业发展趋势
9.3 人形机器人技术发展趋势
9.4 人形机器人企业发展方向
9.5 人形机器人发展规模预测
9.5.1 中国人形机器人市场规模预测
9.5.2 中国工业领域人形机器人市场规模预测
9.5.3 中国服务领域人形机器人市场规模预测
9.5.4 中国特种领域人形机器人市场空间测算
第十章 人形机器人行业发展建议
10.1 人形机器人行业发展建议
10.2 人形机器人行业发展路径
10.3 人形机器人商业化发展路径
10.4 人形机器人金融服务对策
图表目录
图表:人形机器人应用场景示例图
图表:人形机器人分类
图表:机器人领域主流国际组织
图表:美国首个全面规范人工智能产业的总统行政令要点解读
图表:人形机器人的系统构成:传感、控制、机械
图表:感知系统获取信息,主要由传感器组成
图表:控制系统核心为控制器,处理感知系统信息
图表:三大驱动系统对比
图表:机械结构系统:关节和灵巧手
图表:灵巧手发展分析
图表:全球人形机器人代表性企业区域分布
图表:2024年全球人形机器人代表性企业产品分析
图表:全球人形机器人代表性企业技术发展现状分析
图表:全球人形机器人代表性企业商业布局分析
图表:全球重要经济体机器人产业主要政策
图表:人形机器人不同类型驱动器对比
图表:人形机器人灵巧手技术方案改进分析
图表:特斯拉fsd芯片与d1芯片为人形机器人提供算力支撑
图表:全球人形机器人应用市场发展趋势分析
图表:人形机器人行业国家部委相关政策
图表:人形机器人行业重点地区相关政策
图表:中国人形机器人行业重点地区扶持政策
图表:截至2023年中国人形机器人企业数量区域分布
图表:2024年人形机器人产业代表性企业区域分布图