文 | 清波
编辑 | 唐晓园
视觉设计：星船知造
正文共计：8617字
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《星船知造》把稳到，2024年，中美人形机器人企业的刷屏重点已经涌现明显分野。
今年美国公司的刷屏重点是展现一定的进化能力。
特斯拉的Optimus（擎天柱）展示的是“四肢折衷能力”的进步——在今年ICRA 召开前的8天（ICRA，国际机器人与自动化学术会议），马斯克发布视频显示，Optimus在灵巧性和步辇儿稳定性上得到进步，能像人类一样分拣特斯拉电动车的4680电池，且其走路速率提高了30%。
Figure AI今年3月刷屏的则是其人形机器人Figure 01的“措辞理解能力”——机器人根据人类口头指令实行了一系列抓取和放置动作。交互过程中，机器人与人类对话十分流畅。
英伟达（NVIDIA）今年发布的人形机器人通用根本模型Project GR00T则凭借未来对人形机器人“底层逻辑能力”助力刷屏——号称通过GR00T驱动的机器人未来能够理解自然措辞，并通过不雅观察人类行为来模拟动作。
但实在说到底，目前人类科学仍在弱人工智能阶段，人形机器人离“像个人”、“能像人一样学习和理解”还差了十万八千里。
人形机器人作为一种商品，眼下最主要的是走出实验室，真正走向市场。
中国公司今年的刷屏重点正是我们的产品加速走出了实验室——走进了中国的汽车制造车间、中国机器狗更已环球开卖。
source：pixabay
今年5月在日本横滨举行的ICRA大会上，美国亚马逊、波士顿动力，库卡，本田研究所，中国宇树科技、非夕科技、逐际动力、艾欧智能、求之科技、方舟无限等机器人企业及研发团队都系数到来（特斯拉擎天柱及Figure AI的Figure 01双双缺席了本次大会）。
最吸引不雅观众和媒体眼球的，是来自来自中国的人形机器人。
包括宇树科技的 G1 人形机器人、傅立叶智能的通用人形机器人 GR-1、乐聚机器人推出的“夸父（KUAVO）”人形机器人等。
目前中国宇树的四足机器人销量环球领先。
source：宇树科技
下文你将看到——
1， 我国暂时领先一个身位：中美人形机器人头部玩家的产品落地情形。
2， 三足鼎立：浅析中美日人形机器人的是非板。
3， 比降本，比的到底是什么？
01 中国暂时领先：提前开打的价格战
在逐一剖析前，我们先简述下中、美两国的人形机器人代表企业及产品。由于日本机器人家当成熟，尤其是零部件工艺领先，因此也将日本产品一并放入。
美国
Atlas：波士顿动力公司研发的双足人形机器人，能实现繁芜的运动，如跑、跳、踢球等。Atlas还能够根据周围环境进行调度，适应各种繁芜地形。
source：波士顿动力
LittleDog：美国陆军研发的四足机器人，能够在各种繁芜地形上行走。LittleDog还能够携带重型装备实行任务。
source：LittleDog
Handle：美国宇航局研发的双足人形机器人，能够在月球和火星等环境下实行任务。
source：波士顿动力
Figure 01：Figure AI的拳头产品Figure 01机器人采取了“基于AI的视觉模型”，能够实现“完备自主操控”，且适用于所有与抓取干系的神经网络。
source：Figure AI
Mobile ALOHA: Mobile ALOHA来自斯坦福的三人团队，是一种用于数据网络的全身远程操作系统。
Optimus：特斯拉公司研发的人形机器人，目标是成为一种通用型人形机器人，能够在工业、做事、家庭等领域运用。
source：特斯拉
中国
CyberOne:依赖小米自研Mi-Sense深度视觉模组，结合AI交互算法的机器人。
Unitree G1:宇树科技的G1其小跑速率大于2m/s，拥有广阔的枢纽关头运动空间，23至43个枢纽关头，最大枢纽关头扭矩达到120N.m。
Walker：优必选公司研发的人形机器人。Walker能够实现多种日常生活活动，如走路、跑步、爬楼梯等。
source：优必选
X2：东方前辈公司研发的人形机器人。能够在各种繁芜地形上行走，还能够进行重复性事情。
日本
ASIMO：本田公司研发的人形机器人。ASIMO能够实现多种日常活动，如走路、跑步、爬楼梯等。
source：本田
HRP-4C：丰田公司研发的人形机器人。HRP-4C能够在各种繁芜地形上行走，能进行重复性事情。
Pepper：软银公司研发的人形机器人。能够供应多种做事，如导航、翻译等。
source：软银
目前我国暂时领先一个身位。
这里的领先是指走出实验室的速率。
它同时伴随环球人形机器人本体企业提前开打的价格战。
从上图可以看到部分人形机器人产品信息。
波士顿动力Atlas最早于明年在当代汽车集团工厂进行技能验证测试。并未实现商业化。
特斯拉Optimus 今年5月开始进厂打工（测试）了，但也没有实现售卖。
2021 年 8 月， 特斯拉在 AI Day 上宣告了擎天柱 Optimus 观点设计；
2022年10月1日，马斯克透露，Optimus未来产量可达数百万台，本钱会比一辆特斯拉汽车低得多，估量售价不到2万美元（约合公民币14.23万元）
2024年6月，马斯克表示，特斯拉以每台约 1 万美元的价格批量制造机器人，并以 2 万美元的价格出售，从而得到 1 万亿美元的利润。
谷歌DeepMind团队和斯坦福大学华人团队互助研发的能炒菜、做家务的通用机器人Mobile ALOHA今年曝光。Aloha全体系统的本钱价格3.2万美元。
source：谷歌DeepMind
日本的人形机器人离量产看起来更遥遥无期——
本田的类人机器人 Asimo ，项目从 1986 年开始企划，直到 2000 年才发布第一代类人机器人，但由于技能繁芜和造价本钱高（本钱方面约为250万美元），至今没有量产和对外发卖的操持。
本田此前推出过租赁做事，须要的用度大概在 200万日元/天，当时的汇率打算租赁一年须要花费 120 万公民币。
source：本田
把价格明确打下来的是中国企业。
智元机器人公司操持培植上海人形机器人第一座量产工厂，场址将设立在临港奉贤园区，没有定价也没有卖。智元机器人预估未来其首款人形机器人远征A1的制造本钱将会被掌握在20万元以内。
宇树开始售卖，但9.9万的价格只是根本版本。
优必选宣告，与一汽大众宣告计策互助，共同探索人形机器人在工业场景的运用。优必选的Walker系列在2021年至2023年上半年发卖均价为598万元。
开普勒机器人提及操持将人形机器人操持将价格掌握约为2-3万美元（折合公民币14-21万元）旁边。
从发卖情形看，宇树的四足机器人销量已环球领先——
宇树目前约50%旁边的业务来自外洋。
宇树的机器狗——
2019年：宇树科技发布了第三代机器狗AlienGo，淘宝官方售价为40万元公民币。
2020年：宇树科技推出了第四款机器狗A1，售价不到10万元公民币，直接击穿了当时入门款四足机器人的底价。
2021年：宇树科技推出首款消费级机器狗Go1和工业级机器狗B1，个中Go1售价约2万元公民币，首次考试测验面向大众消费市场。一年内累计出货近千台。（2024年官网go1 air售价1.6万）
2023年：宇树科技发布了消费级机器狗Go2，售价为9997元公民币，直接将消费级机器狗价格下探至万元以下。
2024年5月：宇树科技发布第二代人形机器人G1，入门价降至9.9万元公民币，比较H1的9万美金，价格直接降落了80%。
宇树的通用人形机器人——
2023年，通用人形机器人 H1 亮相。2024年5月，从价格来看，宇树Unitree G1版本售价为9.9万元，而G1 EDU价格未标明，需“联系发卖”。
具身智能方面，G1 EDU可选择增配英伟达的高算力工业机器人平台Jetson Orin，但G1却没有该增配选项。
宇树Unitree G1
综上，大致可以确定三点：
首先目前已公布价格的公司，最低的是宇树G1，但该版本为“根本版”，9.9万买到的只是本体，不包含具身智能等配套做事，其他的人形机器人价格大部分在2-3万美元旁边，当然也有25万美元的。
具身智能：与环境（包括人）发生交互，做出反应，就哀求人形机器人拥有相称程度的人工智能。用更为规范的学术措辞描述，就叫做具身智能。
二是在本钱的迁移转变上，紧张发生在2024年，有了一个较明显的本钱低落。
三是9.9万元起的售价正加速引爆人们对人形机器人的市场关注度。要知道，虽说G1的综合性能并没有达到让人惊艳的地步，只能做一些相对大略的动作，比如：
旋转起身、稳态奔跑、
上肢旋转，拳击腿踹耸立不倒；
缩骨功；
耍花棍；
徒手砸核桃、开玻璃瓶盖；
翻锅；
锤子砸手指；
锡焊；
葛优躺。
但客不雅观讲，对付一个售价仅为9.9万元的人形机器人来说，能完成以上这些动作且只卖这个价格，已经是环球最高性价比了。毕竟，马斯克的Optimus要2025年量产后售价才可能达到2万美元。
《星船知造》看到价格战已经弥漫到了四足机器人领域。
京东商城上有一款热销的“机器狗”，售价9997元/只；海内差不多类型的小米Cyberdog2去年8月上时价钱为12999元/只；而波士顿动力今年6月上线的网红机器狗Spot，单只售价则高达74500美元（约合公民币52.8万元）起。
小米Cyberdog
当然，判断一个仿活气器人是好是坏，是否成功，价格并非是唯一的指标。但不管哪种机器人，功能再强大，但凡本钱高高在上下不来，就永久只能成为实验室产品。
高盛报告指出，高规格机器人物料本钱从2022年的约25万美元低落到2023年的15万美元。传统工业零部件开始做人形尺寸的匹配，整体硬件本钱不断低落。
由此可以预见，宇树科技只是打响了环球人形机器人价格战的第一枪。
02 三足鼎立：中美日人形机器人的是非板
相对而言，美国部分技能领先，日本有部分核心零部件加工工艺领先上风，中国则拥有供应链上风、市场上风等。见下图
有鉴于起步的根本，专攻的方向以及政策的扶植力度不一样，导致进步的速率和取得的成果也不尽相同。
以Optimus 来说，最新版的Optimus利用的神经网络完备是端到端运行，只利用机器人的2D摄像头视频和机载自传感器，直接天生枢纽关头掌握序列，因此其完备靠视觉赞助和人类示范进行演习。
其内部“神经网络”运行在机器人嵌入式FSD打算机上。设计上可以让单一神经网络在演习过程中加入更多多样化数据后实行多项任务。
随着特斯拉所处理的数据指数级的增长，公司由于耗电问题放弃Nvidia A100 GPU，而是研发出专注于深度学习演习的Dojo D1芯片，特斯拉Dojo超级电脑应运而生。
Figure AI则表示：机器人的所有行为均为自主学习所得，并非远程操控。这背后，不仅有Figure AI引以为傲的“端到端”神经网络技能，还有OpenAI强大的大模型作支撑。
Figure AI 的掌门人特殊提到了与OpenAI的互助，这一互助将有助于提高机器人的措辞推理和任务实行能力，使得机器人能够更好地理解和相应人类的指令。
英伟达则发布了一款基于NVIDIA Thor系统级芯片（SoC）的新型人形机器人打算机Jetson Thor，并对NVIDIA Isaac机器人平台进行了重大升级。
从以上几家美国科技企业目前在人形机器人上取得的进展来看，我们必须承认，他们在技能（尤其在具身智能方面）上是具备一定上风的。
下图为外洋部分人形机器人参与者数据比拟
中国和日本在机器人家当链上的情形则是——
日本机器人的起步和开拓都更早，干系家当链也较成熟，不过由于高昂的生产本钱和相对守旧的发展策略，在人形机器人领域的进军步伐是迟缓于中国和美国的。
中国的供应链上风则有助于打出“快速扩产、打下价格、得到新市场”的组合拳。并依赖市场资金来反哺薄弱的家当环节，逐个击破。
毕竟，人形机器人集机、电、材料、打算机、传感器、掌握技能等多门学科于一体，未来一款真正受市场欢迎的人形机器人产品，托举起它的不是单一技能的发展、也不是某一环节的本钱上风，而是全体国家的科技实力和制造业整体实力。
source：unsplash
这里我们须要先对人性机器人家当链有个大致俯瞰。
从人形机器人当下家当链看，上游为核心软硬件，硬件包括伺服电机、减速器、掌握器、传感器等；软件方面紧张包括机器视觉、人机交互、机器学习、系统掌握等。
中游则是人形机器人本系统编制造商，也便是能把上游的核心软硬件组合在一起，生产出能走、蹲、跑、跳的人形机器人的厂家。
海内紧张有优必选、北京钢铁侠科技、宇树、小米等。
国外的则包括波士顿动力、美国敏捷机器人、特斯拉、日本丰田、本田等。
下贱商业运用还未真正成熟。
当下本钱大头仍是“工业机器人的老三样”——掌握器、伺服电机和精密减速器，这三者本钱的占比分别约为15%、20%、35%。
以2022年9月特斯拉发布的首款人形机器人Optimus为例：
●它拥有28个枢纽关头驱动器，使全身能够产生200个以上不同角度的动作。
● 手部有五个手指，配备6个驱动器，拥有人类的机动性。
● 要实现这些功能，上述三大家当链核心零部件的性能必须要达到相称高的哀求。下图为人形机器人与工业机器人自由度比拟
人形机器人技能的实质是3D空间中高维度的感知与运动，高性能的核心零部件是实现其感知与运动的根本：
掌握器是工业机器人的大脑，对机器人的性能起着决定性的影响。工业机器人掌握器紧张掌握机器人在事情空间中的运动位置、姿态和轨迹，操作顺序及动作的韶光等。
伺服电机在自动掌握系统中，用作实行元件，把所收到的电旗子暗记转换成电动机轴上的角位移或角速率输出。机器人每个枢纽关头运动均需靠伺服电机驱动，以实现多自由度的运动。
精密减速器则是连接动力源和实行机构的中间机构，具有匹配转速和通报转矩的浸染，也是机器人生产中壁垒最高的零部件，紧张包括谐波减速器与RV减速器，但其事情事理和运用处景存在较大差异。
谐波减速器：由波发生器、柔轮和刚轮组成。当波发生器被放入柔轮内圆时，柔轮产生弹性变形波折成椭圆状。由于柔轮外侧的刚轮比其多2个齿，导致柔轮长轴部分恰好可以与刚轮的齿轮啮合，而短轴部分与刚轮的齿轮呈分开状态。
RV减速器：由两个减速部构成，在第一减速部中，输入轴的旋转从输入齿轮通报到直齿轮，按齿数比进行减速；在第二减速部中，有一个曲柄轴与直齿轮相连接，在曲柄轴的偏幸部分，通过滚动轴承安装RV齿轮，曲柄轴会带动RV减速机做偏幸运动。
source：giphy
日本在机器人部分核心零部件工艺上仍有相称上风。但日本的问题是，本土市场太小，无法打出“快速扩产、打下价格、得到新市场”的组合拳。
比如，日本领先的碳纤维家当。碳纤维的用场紧张有体育休闲、风电叶片、碳碳复材、压力容器、航空航天等领域。
截至2024年2月，过去一年里日本本土碳纤维的产量减少了17%，销量低落了27.6%。下滑的缘故原由在于，当前碳纤维的环球市场需求增量很大一部分在中国。
2020 年日本东丽对中国断供，叠加疫情影响海运受阻，中国碳纤维厂商迎来入口替代发展机遇。2021 年我国碳纤维国产化率提升9 个百分点至46.89%。到2025 年海内落地的碳纤维总产能或将达到19.38 万吨，个中吉林化纤集团（含吉林国兴、吉林宝旌）、中复神鹰、光威复材、上海石化估量达到6.08、2.75、1.37、1.35 万吨。
中国已在碳纤维T700、T800上取得进展，基本实现国产化。
03 比降本，到底是在比什么？
人形机器人要比谁先盘踞市场，眼下比的便是本钱。大家也都是差不多的两板斧：
一是通过批量生产把单个机器人的生产本钱打下来。
二是把各个环节的采购本钱降落。
自Optimus出身始，马斯克多次表示Optimus未来会以约20000美元的价格进行出售。我想他深知，波士顿动力的Atlas机器人运动能力再刁悍，平衡能力再出众，动则200万美金一台的零售价格是无法让走入百姓家的。
但无论从哪种降本办法——特斯拉人形机器人的降本都很难分开中国制造。
从特斯拉汽车的产能来推断，上海工厂是特斯拉目前产能最高的超级工厂。特斯拉中国6月份共计交付7.89万辆，创历史新高。
从供应链看，根据东吴证券干系剖析，按照一台人型机器人本钱2万美金，估量核心零部件代价量占比排序如下：
●FSD系统占比39%，即自动驾驶系统系统+D1超算芯片，组成核心掌握系统；
●电机占比19%，包含28个运用于大枢纽关头的无框电机，12个运用于手指的空心杯电机，紧张厂商包括三花智控、鸣志电器、鼎智科技、拓普集团等。
●减速器占比14%，运用于16个旋转枢纽关头，个中包括12个谐波减速器+4个行星减速器，紧张厂商为绿的谐波、双环传动、中大力德等；
●行星滚柱丝杆占比9%，运用于12个线性枢纽关头，紧张厂商为拓普集团、秦川机床等；
●传感器占比3%旁边，包括视觉传感及力传感器，紧张厂商包括奥比中光、舜宇光学及柯力传感等。
事实上，不止特斯拉产能集中在中国，未来机器人也很可能要在中国造。
今年，两大特斯拉汽车配套供应商拓普集团和三花智控，先后公布了规模均达50亿元的机器人生产基地投资操持。
三花智控公告称，公司已与杭州钱塘新区管理委员会签订《三花智控未来家傍边间项目投资协议书》，项目包含先途智能变频掌握器生产基地项目、机器人机电实行器和域掌握器研发及生产基地项目。
拓普集团也公告，公司与宁波经济技能开拓区管理委员会签署了《机器人电驱系统研发生产基地项目投资协议书》。在宁波经济技能开拓区培植机器人核心部件生产基地。
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包括我国谐波减速机、传感器等环节的国产替代，则在为中国人形机器人本钱低落添砖加瓦。
传统的小六轴机器人的谐波减速器单位用量大约为 3至6 台，人形机器人用量将达到 16 台旁边。2021 年，哈默纳科（日）的谐波减速机环球市场霸占率 82%，绿的谐波占比 7%，其他厂商占比约 11%。但到了2023年，绿的谐波凭借在技能、批量化生产方面的上风，海内市占率达到了25.7%。
中国柯力传感具备应变式力矩传感器产品，昊志机电和宇立仪器已经开拓出六维力矩传感器。美国ATI的一款型号为MINI45的六维力/力矩传感器价格约为7.5万元公民币/套。
以优必选为例，就通过不断提升零部件国产替代比率进行本钱掌握。Walker目前紧张部件国产化率约90%。
source：优必选
本钱的掌握离不开完全的供应链，也须要不断挖掘出更多运用处景反哺。
国产机器狗正不断探索——比较售价高昂的Spot、AIBO等产品，中国企业推出的机器狗，正推动这一品类从军用、企业级运用向零售市场扩展。
包括宇树考试测验让机器狗成为儿童的伙伴、2022年中国大学生打算机设计大这赛将智能导盲机器狗作为赛题，让机器狗有一天能够代替导盲犬等等。
尾声
人形机器人走出实验室，进入工厂、公区、家庭等领域势必是板上钉钉的事情。只不过，这一天的到来还是比预想提早了许多。
从市场潜力看——
中国：根据IFR和中国电子学会数据，只管人形机器人处于起步阶段，但参照其他电子产品渗透率超过20%后将爆发式增长，2023-2030年按年均复合增长率30%测算，估量到2030年，我国人形机器人市场规模有望达约8700亿元。
美国：高盛预测，到 2035 年市场规模将达 1520 亿美元，与电动汽车市场旗鼓相当，很大程度上办理制造业和老年照顾护士等领域劳动力短缺的问题。
65岁以上的美国人中，将近30%选择独自生活。同时，60岁以上的美国人中，42%认为自己很孤独。
在我国，截至2023年底，我国60岁及以上老年人口数量也已超 2.97 亿人，占总人口数量的21.1%，个中65岁及以上老年人口达2.17亿，占总人口的 15.4%，已成为全天下老年人口数量最多的国家。
日本的情形则是到2055年，日本近40%的人口将是老年人，约4000万人旁边。
日本政府设定了一个操持，到2025年，每个家庭都将收受接管一种“机器人生活办法”。
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和工业机器人当下最主要的落地场景一样，人形机器人在制造领域的探索发生在汽车生产车间。
因此不妨从中、美、欧、日的工业机器人增长趋势看——《2023天下机器人报告》显示，2022年中国工业机器人装机量29万套，同比增长5%，占环球装机量的比重为52%，连续十年景为环球最大工业机器人消费市场。
工业机器人运用领域已覆盖65个行业大类，而其主要覆盖领域——新能源汽车、锂电池、光伏等新兴行业，都是中国上风家当。
与发达国家比较，中国工业机器人增长势头强劲。中国是工业机器人紧张的终端利用市场，其次这天本和美国。
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中国新能源汽车上风明显，国家也已经明确把人形机器人确立为继PC、智好手机、新能源汽车后的又一颠覆性产品——
2023年开始，国家层面高度重视人形机器人家当的发展，提出了一系列政策和操持。例如，工信部印发的《人形机器人创新发展辅导见地》提出，到2025年，人形机器人创新体系初步建立，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技能取得打破；到2027年，人形机器人家当加速实现规模化发展，干系产品深度融入实体经济，成为主要的经济增长新引擎。
我国具备人形机器人整机能力的企业超过25家，个中约一半来自上海。
上海人形机器人制造业创新中央首席科学家江磊在谈及与特斯拉人形机器人擎天柱的差距时，他认为：“除了原发性的神经网络构造等根本研究最早确由外洋提出之外，中美之间人形机器人的差异紧张在于：美国的技能有很强的颠覆性和创新性，一问世就艳惊四座。中国人形机器人则更务实，每每详细到机场迎宾、银行投顾等非常落地的场景，其被倾力孵化的‘大脑’，义务在于直接办理问题。”
中国企业胜在步伐快，频率高，根本家当的加工上风明显。
从机器人一起走来的进程看，在知足生产须要方面，出身了工业机器人（个中又可细分为多枢纽关头机器人，平面多枢纽关头SCARA机器人，并联机器人，直角坐标机器人、圆柱坐标机器人，协作机器人）；
为知足生活须要，又产生了做事机器人（包括医疗做事机器人，家庭做事机器人，巡逻做事机器人，餐饮做事机器人，教诲机器人，特种做事机器人等等）；
而工业机器人中的协作机器人，又是为了知足人机交互，肃清安全隐患（防护网）而被发明的。而移动机器人（包括复合机器人）亦是作为改进原来工业机器人（或做事机器人）只能固定在一定区域内事情这个弊端而出身出来的。
不断变革的生产、生活需求以及生产力（科技）的持续发展实在才是机器人（人形机器人）不断进步的根本缘故原由。
那些盘踞市场先机的人形机器人企业，正率先通过市场的资金和数据不断反哺技能迭代。
紧张参考文献：
[1] 2023年天下机器人报告.IFR
[2] 智能呈现+万元售价：外洋人形机器人巨子深度阐发.华西证券
[3] 人形机器人家当链纵析，探求供应链“隐形冠军”.东吴证券
