特斯拉即將于本月底公布名為Tesla Bot（特斯拉機(jī)器人）或Optimus（擎天柱）的人形機(jī)器人，并計(jì)劃在德州工廠部署數(shù)千臺(tái)，最終可能會(huì)擴(kuò)展到全球數(shù)百萬臺(tái)，有望引發(fā)新一輪行業(yè)變革。
根據(jù)2021年“特斯拉人工智能日”展示的信息，特斯拉人形機(jī)器人體型和常人類似，身高5英尺8英寸（約1.73m），重125磅（57kg）。
Tesla Bot可負(fù)重45磅（20kg），硬舉重量150磅（68kg），行進(jìn)速度5英里/小時(shí)（約8km/h）。
特斯拉人形機(jī)器人概念圖：
資料來源：特斯拉官網(wǎng)
人形機(jī)器人行業(yè)概覽
人形機(jī)器人（humanoid robots）是具有與人類似的身體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式（雙足行走、雙手協(xié)作等）的智能機(jī)器人。
目前人形機(jī)器人并沒有普遍定義 ，但根據(jù)專業(yè)書籍《Humanoid Robots》的歸納，人形機(jī)器人應(yīng)當(dāng)能“在人工作和居住的環(huán)境工作，操作為人設(shè)計(jì)的工具和設(shè)備，與人交流”。
在此前提下，人形機(jī)器人最終應(yīng)具有與人類似的身體結(jié)構(gòu)，包括頭、軀干和四肢，使用雙足行走，用多指手執(zhí)行各種操作，并具有一定程度的認(rèn)知和決策智能。
人形機(jī)器人是技術(shù)難度最高的智能機(jī)器人、是機(jī)械設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)控制、人工智能等領(lǐng)域高精尖技術(shù)的綜合體現(xiàn)。
其技術(shù)難點(diǎn)在于盡可能模仿人的各類場景下“感知-認(rèn)知-決策-執(zhí)行”的過程，涉及仿生感知認(rèn)知技術(shù)、生機(jī)電融全技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)云計(jì)算技術(shù)、視深導(dǎo)航技術(shù)等各領(lǐng)域的尖端技術(shù)。
全球參與者已經(jīng)有數(shù)十年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，波士頓動(dòng)力Atlas、本田ASIMO、KAIST HUBO、優(yōu)必選Walker、Agility Digit均為經(jīng)典產(chǎn)品代表，已展現(xiàn)出一定的運(yùn)動(dòng)能力、執(zhí)行任務(wù)能力和環(huán)境適應(yīng)能力。
資料來源：Boston Dynamics
人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈
人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)或依托較為成熟的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈。
作為通用化程度高、高度集成和智能化的機(jī)器人，人形機(jī)器人既需要極強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)控制能力，也需要強(qiáng)大的感知和計(jì)算能力。
因此，運(yùn)動(dòng)控制和人工智能是人形機(jī)器人技術(shù)落地的核心難點(diǎn)。
人形機(jī)器人核心零部件種類與現(xiàn)有的機(jī)器人類似，包括驅(qū)動(dòng)裝置（伺服系統(tǒng)+減速器）、控制裝置（控制器）和各類傳感器。
零部件中成本占比最高的是減速器，其毛利率也最高達(dá)到40%，其次是伺服系統(tǒng)（35%）和控制器（25%）。
伺服系統(tǒng)+減伺服系統(tǒng)和減速器環(huán)節(jié)受益于人形機(jī)器人賽道的確定性相對較強(qiáng)；傳感器環(huán)節(jié)來看，與外部環(huán)境感知和導(dǎo)航相關(guān)的自動(dòng)駕駛類傳感器有望受益。
資料來源：特斯拉、DS Power、行行查
伺服系統(tǒng)
與常見工業(yè)機(jī)器人2-6的自由度相比，人形機(jī)器人通常有30-40自由度，單臺(tái)伺服電機(jī)需求量大幅增加，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化有望推升伺服系統(tǒng)需求。
伺服系統(tǒng)是一種可以精準(zhǔn)輸出運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
目前，電氣伺服系統(tǒng)是最廣泛使用的伺服系統(tǒng)。
從競爭格局來看，伺服系統(tǒng)主要參與者包括日系、歐美系和國產(chǎn)廠商。
日系企業(yè)包括安川、三菱、三洋、歐姆龍、松下等公司，主要為小型功率和中型功率產(chǎn)品；歐美系品牌包括西門子、博世力士樂、施耐德等公司，在大型伺服具有優(yōu)勢地位。
根據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2021年中國通用伺服市場規(guī)模超過230億元，同比增長超35%。
2021年我國通用伺服廠商占國內(nèi)市場比例達(dá)到42%，市場份額首次超過日韓廠商。
伺服系統(tǒng)國產(chǎn)主要廠商包括匯川技術(shù)、埃斯頓、臺(tái)達(dá)、禾川科技、步科和森創(chuàng)等。
資料來源：行行查
減速器
減速器是連接動(dòng)力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的中間機(jī)構(gòu)，具有匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，是機(jī)器人使用的精密傳動(dòng)裝置，通常1:1配合電機(jī)使用。
由于人形機(jī)器人結(jié)構(gòu)更接近人形，每個(gè)關(guān)節(jié)受力更加復(fù)雜，對減速器負(fù)載和電機(jī)響應(yīng)速度要求更高。
精密減速器是具有更高控制精度的減速器，主要應(yīng)用于機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等高端領(lǐng)域，其種類包括諧波減速器、RV減速器、擺線針輪行星減速器等。
機(jī)器人使用的減速器主要為諧波減速器與RV減速器。
諧波減速器
諧波減速器是一種靠波發(fā)生器使柔輪產(chǎn)生可控的彈性變形波，通過其與剛輪的相互作用，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞的傳動(dòng)裝置。
諧波減速器主要應(yīng)用在多關(guān)節(jié)機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人，市場拓展?jié)摿^大。
在諧波減速器市場，日本哈默納科處于壟斷地位，2021年占據(jù)了我國市場30%以上的份額。
國內(nèi)廠商綠的諧波市場份額緊隨其后，截止2021年底綠的諧波產(chǎn)能達(dá)到了年產(chǎn)30萬臺(tái)諧波減速器的水平。
諧波減速器市場參與者還包括日本新寶、國內(nèi)廠商來福諧波、同川科技（漢宇集團(tuán)子公司）、中技克美等。
其中，綠的諧波、來福諧波等已實(shí)現(xiàn)規(guī)�；慨a(chǎn)，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。
RV減速器
RV減速器由于傳動(dòng)精度、扭轉(zhuǎn)剛度等性能差距仍然依賴進(jìn)口。
在RV減速器市場，日本納博特斯克處于壟斷地位，2021年占據(jù)了我國市場一半以上的份額，海外主要廠商還包括日本住友等。
國內(nèi)主要廠商目前包括雙環(huán)傳動(dòng)、秦川機(jī)床、中大力德、南通振康、珠海飛馬、智同科技等數(shù)家企業(yè)都在大力發(fā)展國產(chǎn)RV減速機(jī)產(chǎn)品，但在轉(zhuǎn)動(dòng)精度和傳動(dòng)效率上距離國外產(chǎn)品尚有一定差距。
控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)是機(jī)器人的神經(jīng)系統(tǒng)，用于控制其運(yùn)動(dòng)。
目前人形機(jī)器人生產(chǎn)規(guī)模較小，進(jìn)入量產(chǎn)后，各家控制器采用自產(chǎn)或外購模式尚不明朗。
控制系統(tǒng)主要參與者包括兩類：
一類是主流的大型機(jī)器人廠商，自主研發(fā)控制器和控制算法，包括ABB、KUKA、發(fā)那科、國內(nèi)的埃斯頓等。
另一類則是專業(yè)的控制系統(tǒng)廠商，單獨(dú)售賣控制器，提供可擴(kuò)展和二次開發(fā)的硬件和軟件平臺(tái)，包括KEBA、貝加萊、倍福、國內(nèi)的固高科技、英威騰、雷賽智能等。
傳感器
人形機(jī)器人需要具備對外界環(huán)境的識(shí)別能力，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、避障、交互等功能，需要使用傳感器識(shí)別物體、測距等。
識(shí)別外部環(huán)境主要使用攝像頭、激光雷達(dá)等傳感器，其傳感器方案和需求場景與自動(dòng)駕駛存在類似之處，因此價(jià)值量較高的自動(dòng)駕駛類傳感器存在新的機(jī)遇。
因此，自動(dòng)駕駛傳感器廠商、機(jī)器視覺廠商都是人形機(jī)器人傳感器的潛在參與者。機(jī)器視覺龍頭主要包括天準(zhǔn)科技等。
人形機(jī)器人技術(shù)難度大、制造成本高、構(gòu)造復(fù)雜，對零部件廠商的技術(shù)要求較為嚴(yán)格。
整體而言，人形機(jī)器人賽道處于相當(dāng)早期的階段，當(dāng)前并未形成產(chǎn)業(yè)化，各大參與者以研發(fā)為主，賽道的參與者主要將其定位為基礎(chǔ)研究平臺(tái)。
部分參與者從特定功能需求出發(fā)進(jìn)行開發(fā)（搜救、公共導(dǎo)覽、居家服務(wù)、物流搬運(yùn)等），以尋求一定程度的落地。
從產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展趨勢來看，全產(chǎn)業(yè)鏈模式有望成為未來工業(yè)機(jī)器人廠商的重要趨勢。
包括在上游核心零部件領(lǐng)域取得技術(shù)突破、實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代的廠商；中、下游，“核心零部件生產(chǎn)+本體生產(chǎn)+系統(tǒng)集成”的全產(chǎn)業(yè)鏈模式的廠商將會(huì)獲得優(yōu)勢競爭地位；為工業(yè)設(shè)備裝上“眼睛”的專注視覺核心技術(shù)的廠商等。
國內(nèi)供應(yīng)商有望憑借成本優(yōu)勢快速切入“本體+零部件”環(huán)節(jié)，加速關(guān)鍵技術(shù)國產(chǎn)替代的進(jìn)程，完善產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)布局。
