人形機器人產業的發展需要人工智能、高端制造、新材料等先進技術的協同創新和突破。
2023 年 11 月 2 日,工業和信息化部印發的《人形機器人創新發展指導意見》中提出,到
2025 年,人形機器人創新體系初步建立,“大腦、小腦、肢體”等一批關鍵技術取得突破,
確保核心部組件安全有效供給。《人形機器人創新發展指導意見》為機器人關鍵技術攻關指
明了方向,將有助于推動我國人形機器人產業的健康快速發展。
1 機器人“大腦”
圍繞動態開放環境下人形機器人感知與控制,突破感知-決策-控制一體
化的端到端通用大模型、大規模數據集管理、云邊端一體計算架構、多
模態感知與環境建模等技術,提高人形機器人的人-機-環境共融交互能
力,支撐全場景落地應用。
2 機器人“小腦”
面向人形機器人復雜地形通過、全身協同精細作業等任務需求,開展高
保真系統建模與仿真、多體動力學建模與在線行為控制、典型仿生運動
行為表征、全身協同運動自主學習等關鍵技術研究,提升人形機器人非
結構化環境下全身協調魯棒移動、靈巧操作及人機交互能力。
3 “機器肢”
面向人形機器人高動態、高爆發和高精度等運動性能需求,研究人體力
學特征及運動機理、人形機器人動力學模型及控制等基礎理論,突破剛
柔耦合仿生傳動機構、高緊湊機器人四肢結構與靈巧手設計等關鍵技術,
為人形機器人靈活運動夯實硬件基礎。
4 “機器體”
面向人形機器人本體高強度和高緊湊結構需求,研究人工智能驅動的骨
架結構拓撲優化、高強度輕量化新材料、復雜身體結構增材制造、能源
-結構-感知一體化設計以及惡劣環境防護等關鍵技術,打造具有高安全、
高可靠、高環境適應性的人形機器人本體結構。
英偉達 GR00T讓人形機器人理解自然語言文本,語音,視頻,以模仿人類運動;阿里云機器人大模型可賦予機器人知識庫問答,工藝流程代碼生成,機械臂軌跡規劃,3D目標檢測和動態環境理解等全方位能力
純視覺方案:成本低,技術成熟度高,產業鏈成熟度高,符合人眼邏輯;易受天氣影響,易受光照影響,算力需求較高,需要大量圖像訓練集;激光雷達方案:識別率高,環境適應力強,產業鏈成熟度高
攝像頭可實現測距,但精度較低,通過 AI 算法識別,但難 以識別非標準障礙物;毫米波雷達縱向精度高,橫 精度低;激光雷達是高精度,3D 建模,易識別;
本田 ASIMO由四個運行著 VxWorks 實時操作系統的處理器構成;歐洲 ICUB使用名為 ARCHER 的學習型算法體系;特斯拉 Optimus用Optimus 的神經網絡
人形機器人將實現從0到1量產,根據我們測算,2025年和2030年全球人形機器人市場規模 分別有望達到1.4億元和249.5億元,2025-2030年全球人形機器人CAGR有望達到182%
人形機器人靈巧手進行抓取動作,空心杯電機為核心部件;信號解析 匯總執行 輸出轉速 (高速、低扭矩) 降速增扭 直線傳動轉 換為旋轉傳 動 驅動傳導 感知及力 反饋
旋轉執行器分布于肩部、手部等多自由度關節,作用是將某物旋轉到一定角度完成旋轉運動;驅動關節完成旋轉動作,減速器為核心部件
線性執行器位于膝肘等單自由度及腕踝等雙自由度關節,將電機旋轉運動轉為直線運動;變旋轉運動為直線運動,行星滾柱絲杠為核心部件
人形機器人感知系統成本占比7.3%,執行系統成本占比53.2%;線性執行器成本占比31.0%;旋轉執行器成本占比17.9%;其他成本占比39.5%
執行系統BOM占比最高,約53.2%(其中直線、旋轉、手部分別 占31.0%、17.9%、4.3%);感知系統占7.3%,其他芯片、電池等部件合計占比39.5%
國防科技大學Blackman;哈爾濱工業大學HIT Humanoid; 理工匯童;浙江大學悟空;優必選WalkerX、優悠;小鵬汽車PX5;達闥科技XR-4;北京鋼鐵俠
全球空心杯市場規模從2021年的6.75億美元增長至2025年的9.36億元,CAGR為8.52%。2021年全球空心杯電機市場規模僅占微特電機的1.73%