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汽车行业报告：人形机器人关节执行器，国产替代正当时证券研究报告2023年09月04日汽车请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明2重点关注公司及盈利预测重点关注公司及盈利预测重点公司代码股票名称2023/09/04EPSPE投资评级股价20222023E2024E20222023E2024E601689.SH拓普集团76.201.542.223.0437.9734.32 25.07 买入002050.SZ三花智控28.530.720.851.0629.6133.56 26.92 未评级002472.SZ双环传动34.500.680.971.2137.1835.57 28.51 买入300580.SZ贝斯特24.981.140.791.0116.2731.62 24.73 买入301310.SZ鑫宏业56.951.992.463.68-23.15 15.48 买入300124.SZ汇川技术68.981.642.072.6242.7733.32 26.33 增持688017.SH绿的谐波118.410.921.852.47105.0664.01 47.94 增持603728.SH鸣志电器70.200.590.630.9856.63111.43 71.63 未评级资料来源：Wind资讯，国海证券研究所（注：未评级公司盈利预测取自 Wind一致预期）资料来源：Wind资讯，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明3核心提要核心提要特斯拉人形机器人特斯拉人形机器人OptimusOptimus有望落地商业化，点燃人形机器人市场投资热情：有望落地商业化，点燃人形机器人市场投资热情：人形机器人探索历史已超百年，但因技术不成熟、成本过高和应用场景有限等约束至今仍未大规模商业化应用。特斯拉机器人有望突破技术、成本和应用场景等既有瓶颈，实现大规模商业化应用：复用特斯拉汽车FSD技术，共享汽车产业链供应商，实现研发协调和生产协同，提升研发速度，降低研发生产成本；特斯拉超级工厂、人形机器人自我制造、汽车与火箭测试以及火星计划等应用场景助推人形机器人走向量产应用。“机器代人”符合社会发展趋势，以人形机器人为代表的具身智能有望成为第四次科技革命的核心领域“机器代人”符合社会发展趋势，以人形机器人为代表的具身智能有望成为第四次科技革命的核心领域，带动社会经济增长：人形机器人可破解劳动力不足难题，替代重复、危险的体力劳动，大幅解放生产力，根据Precedence Research，20322032年全球市场将年全球市场将达达286.6286.6亿美元亿美元；人形机器人开启新一轮国际竞争，我们预计特斯拉现阶段仅关节硬件成本就存在仅关节硬件成本就存在70%70%以上的降本空间以上的降本空间，我国供应商性价比、响应速度、产业链等优势凸显，有望凭借成本优势切入特斯拉人形机器人供应链，迎来重要发展机遇。Tesla BotTesla Bot采用电池组采用电池组+电机驱动电机驱动+刚性金属传动刚性金属传动+串并联关节分布串并联关节分布+视视/力力/位传感器的方案，位传感器的方案，核心构成可分为大脑和执行器：核心构成可分为大脑和执行器：负责感知和控制的大脑复用了特斯拉汽车上FSD的芯片和算法，是特斯拉相对于其他人形机器人公司的一大优势；执行器分为旋转和线性两大类执行器分为旋转和线性两大类，分别占现阶段关节主要硬件成本的32.35%32.35%和和62.82%62.82%，每一类有大小三个规格：旋转执行器：旋转执行器：无框力矩电机+谐波减速器+机械离合+力矩传感器+高低速双编码器+驱动器，用于肩肘腰髋等关节；线性执行器：线性执行器：无框力矩电机+行星滚柱丝杠+力传感器+编码器+驱动器，用于腕肘膝踝等关节。关节执行器的通过伺服驱动器、伺服电机、编码器等零部件组成的伺服系统实现为位置和动作的精准控制：无框力矩电机是以输出扭矩为衡量指标的无框架式永磁电机，优点：体积小、性能强、可集成外壳用于严苛环境；编码器是测量机械旋转或位移的传感器，一体化机器人关节采用增量编码器+单圈绝对值编码器的双编码器方案。减速器是连接动力源和执行机构的中间机构，用于匹配转速和传递转矩，精密减速领域主要包括谐波减速器、RV减速器等，Tesla botTesla bot主主要使用谐波减速器，约占现阶段关节硬件成本的要使用谐波减速器，约占现阶段关节硬件成本的6.65%6.65%；行星滚柱丝杠具有高承载、长寿命、抗冲击、高可靠性等特点，但结构复杂、加工难度大、成本较高。反转式行星滚柱丝杠可通过较小的导程实现更高的额定负载，尺寸更紧凑，密封性能更好，约占现阶段关节硬件成本的约占现阶段关节硬件成本的44.32%44.32%。请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明4核心提要核心提要投资建议：投资建议：我国零部件供应商有望凭借价格低、质量高、产业链全等优势，插入以特斯拉Optimus为代表的人形机器人零部件供应链，国产替代进程加速进行。我们看好技术领先并在海外市场快速布局的零部件供应商，重点关注拓普集团、三花智控、双环传动、贝斯特、鑫宏业、汇川技术（机械组覆盖）、绿的谐波（机械组覆盖）、鸣志电器（电新组覆盖）。风险提示：风险提示：关键技术创新不及预期风险；特斯拉机器人降本进度不及预期；特斯拉机器人量产能力不及预期；供应链国产替代不及预期风险；市场竞争加剧风险；宏观经济下行风险；人形机器人渗透率不及预期风险；地缘政治不确定性对供应链产生影响风险；外汇市场汇率波动风险；税收优惠政策变化的风险；国内外公司、国内国际市场对比研究具有局限性带来的风险。请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明5线圈环形磁铁集成电路板线圈端部绝缘电源线叠片过热保护装置霍尔传感器特斯拉机器人关键机械零部件概览特斯拉机器人关键机械零部件概览旋转执行器14个：肩部6个、肘部2个、腰部2个、髋部4个常规旋转执行器构造无框力矩电机谐波减速器线性执行器14个：腕部4个、肘部2个、腿部8个线性执行器及关键零部件：反转式行星滚柱丝杠钢轮柔轮波发生器灵巧手及关键零部件空心杯电机构造前法兰机壳磁轭绕组永磁体滚珠轴承轴后法兰霍尔传感器PCB控制磁钢注：零部件信息仅供参考示意，非特斯拉最终方案；详见报告第三章资料来源：Maxon官网，Maxon微信公众号，2022特斯拉AI Day，新浪直播，天誉科技，绿的谐波招股说明书，科尔摩根官网，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明61.1.人形机器人：人形机器人：AIAI赋能，大规模应用临近赋能，大规模应用临近2.2.人形机器人代替人类：科技进步与社会发展大势所趋人形机器人代替人类：科技进步与社会发展大势所趋3.3.关节执行器国产替代大有可为关节执行器国产替代大有可为4.4.重点标的梳理汇总重点标的梳理汇总5.5.投资建议与风险提示投资建议与风险提示目录目录请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明70101人形机器人：人形机器人：AIAI赋能，大规模应用临近赋能，大规模应用临近 1.11.1 特斯拉有望突破研发、生产和应用三大瓶颈特斯拉有望突破研发、生产和应用三大瓶颈 1.21.2 人形机器人初见大规模商业化曙光人形机器人初见大规模商业化曙光 1.3 1.3 人工智能技术加速人形机器人落地应用人工智能技术加速人形机器人落地应用请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明81.11.1、特斯拉机器人快速迭代，售价或限制在、特斯拉机器人快速迭代，售价或限制在2 2万美元以内万美元以内 特斯拉人形机器人特斯拉人形机器人OptimusOptimus（擎天柱擎天柱）两年内从概念到样机落地两年内从概念到样机落地，快速开发迭代：快速开发迭代：2021年 AI Day，马斯克首次公布首次公布人形机器人的研发计划，并展示出真人扮演的 Optimus 概念机；2022年 AI Day，特斯拉正式展出正式展出 Optimus 样机，展示了其直立行走、搬运、洒水等基本的行为能力；2023年3月特斯拉投资者日，Optimus 展现出平稳走动、拧螺丝的能力；5月16日特斯拉股东大会，Optimus走路更加灵活自然、能够完成更加复杂的任务、更精确控制力度、并具有了环境探索与记忆等功能。20222022年特斯拉年特斯拉AIAI DayDay，马斯克预计到马斯克预计到20252025-20272027年年OptimusOptimus售价将控制在售价将控制在2 2万美元以内万美元以内，成本大幅下降，市场空间远期或超汽车业务。资料来源：特斯拉官网，2021年Tesla AI Day，2022年Tesla AI Day，2023年Tesla投资者日，2023年Tesla股东大会，瓦砾村夫微信公众号，新浪直播，证券时报，国海证券研究所图：2021-2023年，Optimus演变过程Optimus概念机高5尺8寸，重56.6千克；全身将有4040个自由度个自由度；四肢由4040个电动机驱动个电动机驱动；两只脚具备力反馈感应平衡和较强的灵活性；将复用车端的摄像头摄像头、FSDFSD芯片、芯片、DojoDojo超级计超级计算机算机等工具；行走时速8km，负载20千克。Optimus身高173cm，体重73千克；大脑由单块单块FSDFSD芯片组成，电池是52V电压、2.3kWh 容量、内置电子电气元件一体单元一体单元；身体与手共3939个自由度；个自由度；执行器执行器减少至2828个个；负载10千克，行走速度较为缓慢，暂未达到8km的时速。Autopilot摄像头减少至3个；已经打通打通FSDFSD和机器人和机器人的底层模块的底层模块，实现了一定程度的算法复用；Optimus实现了端到端端到端的学习训练，表明特斯拉在用自己研发的大模自己研发的大模型型来支撑机器人在软件层面上的提升。202120212022202220232023请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明91.1.11.1.1、人形机器人当前面临技术、成本和应用场景三大瓶颈、人形机器人当前面临技术、成本和应用场景三大瓶颈 人形机器人经历长期发展仍未实现大规模商业化人形机器人经历长期发展仍未实现大规模商业化，主要有技术难主要有技术难、成本高以及应用场景有限三大瓶颈：成本高以及应用场景有限三大瓶颈：“大脑大脑”和肢体技术尚不成熟：和肢体技术尚不成熟：人形机器人需在人类生活的非结构性环境中实现自如运动，并通过自主学习、判断完成复杂任务，对对“大脑大脑”的感知的感知、交互交互、运控要求极高运控要求极高。肢体关节方肢体关节方面则要求体积小重量轻但输出功率大等方面的机械性能限制面则要求体积小重量轻但输出功率大等方面的机械性能限制，现有成熟方案难以实现。研发投入大研发投入大、生产成本高：生产成本高：以优必选为例，2020、2021及2022年Q1-Q3，分别产生研发开支4.3、5.2及3.2亿元，营收占比分别达57.9%、63.3%及61.4%，公司于此期间内累计亏损24亿元。应用场景不明朗：应用场景不明朗：现阶段人形机器人可实现功能有限，除表演展示外难以广泛应用。本田ASIMO发展十八年终因实用性不实用性不强强且成本过高于2018年退役；优必选人形机器人虽已商用但主要依赖教育领域营收。资料来源：人形机器人技术的发展与现状虞汉中，优必选招股说明书，国海证券研究所图：人形机器人三大技术模块研发投入大，研发投入大，硬件成本高企硬件成本高企“大脑”和肢体技术尚不成熟应用场景少，无应用场景少，无法支撑大批量商法支撑大批量商业化应用业化应用成成本本场场景景技技术术请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明101.1.21.1.2、特斯拉突破行业瓶颈的特有优势：产业链协同、特斯拉突破行业瓶颈的特有优势：产业链协同 特斯拉人形机器人可以复用电动汽车技术与产业链特斯拉人形机器人可以复用电动汽车技术与产业链，加速商业化落地加速商业化落地。Optimus采用汽车同款FSD芯片及算法，使用Dojo超级计算机进行训练，在热管理系统、传感器、电池系统等诸多方面与汽车产品有共同之处，产业链更易实现规模化效益。人形机器人与外界有更多交互，比汽车自动驾驶技术更为复杂，特斯拉可在车端AI技术的基础上进一步深化升级。资料来源：特色产业链揭榜推进活动公众号，高工机器人公众号，2022年Tesla AI Day，新浪直播，瓦砾村夫公众号，国海证券研究所图：特斯拉电动汽车与人形机器人技术交集神经网络神经网络人工智能算法人工智能算法训练训练Dojo Dojo 超级计算机超级计算机图像分析图像分析摄像头摄像头硬件复用硬件复用电池系统电池系统热管理系统热管理系统FSDFSD芯片芯片交互模块相同交互模块相同物体识别物体识别定位和地图映射定位和地图映射避障避障深度分析深度分析传感器传感器摄像头+超声波计划、决定、执行计划、决定、执行转向、加速或刹车传感器：传感器：摄像头+超声波+电磁+听力+触觉+温度+压力计划、决定、执行计划、决定、执行:有50个自由度的复杂的控制系统更高的感知要求：更高的感知要求：感知判读、语言感知、理解语境等主要使用控制电机主要使用控制电机主要使用动力电机主要使用动力电机只有两个驱动单元只有两个驱动单元拥有拥有2828个执行器个执行器请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明11图：Optimus“自己造自己”1.1.21.1.2、特斯拉有望突破行业瓶颈的特有优势：产品协同、特斯拉有望突破行业瓶颈的特有优势：产品协同 人形机器人在特斯拉体系内有大量应用场景人形机器人在特斯拉体系内有大量应用场景，可支撑其早期商业化落地规模应用可支撑其早期商业化落地规模应用。Optimus具有24小时高效、精准工作的优势，可在特斯拉超级工厂中大量替代人类岗位，代替工人做一些危险、无聊、重复的工作，提高安全性和生产效率。在Optimus成本下降至预期目标后，将其应用于汽车生产中可以有效降低人力成本、提高利润，还可以在SpaceX火箭发射测试发挥重要作用。此类内部需求将支撑Optimus在商业落地的早期得到大量应用。资料来源：2022年Tesla AI Day，2023年Tesla投资者日，新浪直播，第一财经，国海证券研究所图：Optimus在工厂中应用请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明121.21.2、特斯拉为人形机器人带来大规模商业化曙光、特斯拉为人形机器人带来大规模商业化曙光 人类对人形机器人的探索已超百年人类对人形机器人的探索已超百年，但仍无法大规模商业化应用但仍无法大规模商业化应用。早在1893年乔治摩尔就设计能行走的蒸汽动力机器人。1973年日本早稻田大学加藤一郎带领团队创造出世界上第一台人形智能机器人WABOTWABOT-1 1。该机器人集成了肢体控制系统、视觉系统和对话系统，胸部配备了摄像头，手部带有触觉传感器。2000年发布的本田ASIMO（2000年发布）和2014年发布的美国波士顿动力公司发布初代Atlas机器人均获得广泛关注。特斯拉有望凭借低成本优势成为首款规模化应用的人形机器人特斯拉有望凭借低成本优势成为首款规模化应用的人形机器人。近年来美日等国不断推进民用人形机器人研究，重视使用AI等新技术提高人形机器人的智能化和自主化智能化和自主化水平，已推出多款服务型人形机器人，适用于医疗、教育、物流、仓储、工业等领域，但均成本高昂但均成本高昂，无法大规模商业化应用无法大规模商业化应用。本田开发出双足机器人“E0”加藤一郎研发出第一台人型智能机器人“WABOT-1”日本研发出自己的第一台机器人 “Gakutensoku”192819281973197319861986加拿大人乔治设计了以蒸汽为动力的能行走的机器人美国西屋电器工程师温斯利制作并展示Televox机器人1893189319271927日本本田公司等发布全新机器人系列“HRP”Atlas进行了第三次优化，能独立搬运东西、保持身体平衡我国独立研发第一台人形机器人先行者1998199820002000200020002012013 320162016日本丰田公司推出第四代家务机器人“巴士男孩”美国特斯拉公司推出“擎天柱”人形机器人202120212022021 1作为日本本田公司P系列最后一台机器人ASIMIO诞生了美国波士顿动力公司初代Atlas机器人正式发布资料来源：源码资本，ofweek，澎湃新闻全球智库，波士顿动力官网，国外人形机器人发展及军事应用分析王桂芝，中国先进制造技术论坛网易号，日本产业技术综合研究所，国海证券研究所图：人形机器人历史演进请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明131.21.2、电气驱动最适合人形机器人应用场景、电气驱动最适合人形机器人应用场景 驱动技术是各类人形机器人之间的重要区别之一。电气驱动方式具有控制精度高电气驱动方式具有控制精度高、结构节性能好结构节性能好、噪音低噪音低、效率高效率高等优点等优点，更适合通用型人形机器人更适合通用型人形机器人。表：国内外人形机器人领域的关键技术成果资料来源：国外人形机器人发展及军事应用分析王桂芝，机器人与智能系统陈继文，国海证券研究所驱动方式液压驱动气压驱动电气驱动输出功率很大，压力范围为0.51.4MPa大，压力范围为0.480.6MPa，最大可达1MPa较大控制性能控制精度较高输出功率大可无级调速反应灵敏可实现连续轨迹控割精度低阻尼效果差低速不易控制难以实现高速、高精度的连续轨迹控制控制精度高、功率较大能精确定位、反应灵敏可实现高速、高精度连续轨迹控制伺服特性好，控制系统复杂响应速度很高较高很高结构性能及体积功率与质量比大，体积小，结构紧凑，密封问题较大功率与质量比大，体积小，结构紧凑，密封问题较小，工作有噪音结构性能好，噪声低结构紧凑，无密封问题常见应用范围适用于重载、低速驱动，电液伺服系统适用于喷涂机器人、点焊机器人和托运机器人适用于中小型负载驱动、精度要求较低，有限点位程序控制的机器人适用于中小负载、要求具有较高的位置控制精度和轨迹控制精度、速度较高的机器人效率与成本效率中等（0.30.6），液压元件成本较高效率低（0.150.2），气源方便，结构简单，成本低效率较高（0.5左右），成本高维修及使用方便，但油液对环境温度有一定要求方便较复杂表：人形机器人驱动方式关节设计多自由度关节设计。从单自由度串/并联结构发展到多自由度混联结构，并正致力于研究更多自由度的仿生结构动力驱动人形机器人目前主要是电池+电机+减速器驱动，动力驱动装置向着低成本、高性能方向发展感知多传感器信息融合设计，集成了光电/红外、雷达、声音、位置和力传感器，以实现类人视觉、听觉和触觉功能。同时，还进行了电子皮肤的研究，提高了人形机器人的敏感感知和精细操作能力。控制利用AI提高人形机器人的智能自主控制水平请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明141.2.11.2.1、波士顿动力：领先的技术先锋、波士顿动力：领先的技术先锋 波士顿动力致力波士顿动力致力于于研发敏捷灵巧且更接近人类的智能机器人研发敏捷灵巧且更接近人类的智能机器人。1992年，Marc Raibert在美国创立波士顿动力；2005年，在美国军方资助下，波士顿动力开发了一系列机器人原型。波士顿动力旗下产品线包括Spot四足机器人、Atlas双足机器人、用于仓库搬货的Handle两轮机器人，以及4轮机器人SandFlea等。型号图片特点尺寸重量速度传感器驱动自由度计算机软件动力有效载荷BIGDOG(2004)能够在复杂地形上行走的四足机器人宽:30 cm高:125cm长:100cm113.4kg11.26 km/h腿部：位置和力传感器机身：陀螺仪、激光雷达和立体视觉系统液压系统：压力和温度传感器16个定制液压执行器20带有Pentium 4级CPU的PC/104主板带有自定义c+代码的QNX实时操作系统，用于控制、传感、数据收集和通信。15马力内燃机驱动的液压泵150kgRHEX(2007)仿生的六足机器人，专为崎岖地形运动而设计。坚固耐用、防尘防水、模块化设计宽:39cm高:20cm长:57cm12.5 kg 9.72 km/h相机、陀螺仪、加速度计和其他传感器。电机：位置、电流和温度传感器6台直流马达6基于intel的主机;有效载荷计算机(可选)。Linux操作系统。控制软件可以用C、Python或Matlab编程。两块144 wh锂聚合物电池，可使用6小时-LS3(2010)四足机器人，旨在帮助士兵在崎岖的地形上携带沉重的装备宽:90cm高:190cm长:200cm362.9 kg-腿部：位置/力传感器。机身：陀螺仪和立体视觉系统液压系统：压力和温度传感器液压12定制PC-内燃机181kgHANDLE(2017)轮式机器人，专为物料搬运应用而设计，并具有能搬重物的机械臂。高:200cm150 kg-深度照相机电动马达10-自定义操作系统和控制车载电池有效载荷：15kg。最大到达距离：2.8米。图：波士顿动力的机器人举例资料来源：波士顿动力公司官网，OFweek机器人网，ROBOTS，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明151.2.11.2.1、波士顿动力：机器人领域的商业化探索与前沿创新、波士顿动力：机器人领域的商业化探索与前沿创新 波士顿动力已商业化两款机器人波士顿动力已商业化两款机器人-SpotSpot和和StretchStretch。波士顿动力的控制权在2013年、2017年和2020年历经多次转移，先后被Google、软银和现代汽车收购。归属现代汽车后，波士顿动力的商业化进程正式起步。2020年中，波士顿动力首款商用机器狗Spot正式面向公众开售，零售价7.5万美元。2021年，波士顿动力发布新型移动机器人Stretch，旨在推动物流、仓储自动化。AtlasAtlas机器人采用液压驱动机器人采用液压驱动，敏捷灵活敏捷灵活、机动性强机动性强，但仍未商业化落地但仍未商业化落地。Atlas的感知算法可将传感器中的数据转换为对决策的制定和形体动作的规划，使其能够凭借灵敏感知判断自己在环境中的位置，并完成通过独木桥、高难度跑酷等行为。但Atlas在科研和机械零部件等方面的成本居高不下，至今未商业化落地，其前沿开发技术有望反哺公司其他系列机器人落地应用。图：波士顿动力：机器狗spot（左）、Stretch（中）、Atlas（右）仪表读数搜索和警报检测探测资料来源：波士顿动力官网，New York Times，软银官网，路透社，ROBOTS，机器之心公众号，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明161.2.21.2.2、软银、软银NAO:NAO:已商业化落地的小型教育人形机器人已商业化落地的小型教育人形机器人 软银机器人软银机器人（SoftBankSoftBank RoboticsRobotics）推出的推出的NAONAO是为数不多的已商业化落地的人形机器人项目是为数不多的已商业化落地的人形机器人项目。NAO是一个应用于全球教育市场的双足人形机器人，它提供了一个独立、可编程、功能强大且易用的操作应用环境。58cm高的NAO拥有流畅的肢体语言，具备听、看、说能力，能够实现与人或者其他NAO之间的互动。NAONAO主要应用于教育领域主要应用于教育领域，覆盖编程教学覆盖编程教学、科研研究科研研究、特殊教育特殊教育、竞技比赛竞技比赛、表演活动等场景表演活动等场景。NAO作为编程教育平台可支持C+、Python、Java等编程语言；可应用于儿童自闭症特殊教育；可用作机器人竞赛标准平台；可实现唱歌、跳舞、会话等表演活动。尺寸尺寸：宽31.1cm、高58cm、长27.5cm重量重量：5.5kg速度速度：0.3km/h传感器传感器：两个500万像素的OmniVision摄像头，带有三轴加速度计和两个陀螺仪的惯性单元，声呐，四个全向麦克风，两个红外传感器，九个触觉传感器和八个压力传感器。驱动驱动：25个Portescap有刷直流空心杯电机自由度自由度：25（头：2 DoF；手臂：5 DoFx2；骨盆：1 DoF；腿：5 DoFx2；手：1 DoFx2）材料材料：聚碳酸酯-ABS塑料、聚酰胺和碳纤维增强热塑性塑料颜色颜色：深灰色计算计算：英特尔Atom1.91GHz四核CPU、4GB内存、32GB固态硬盘、蓝牙、Wi-Fi和以太网。软件软件：Linux操作系统和choregraph套装软件，用于编程和可视化动力动力：27.6Wh锂离子电池，可运行90分钟成本成本：7，000图：软银NAO资料来源：NAO机器人Robotics，软银机器人官网，ROBOTS，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明171.2.31.2.3、优必选：国内领先的服务型人形机器人企业、优必选：国内领先的服务型人形机器人企业 优必选是中国人形机器人及智能服优必选是中国人形机器人及智能服务机器人解决方案的头部企业务机器人解决方案的头部企业。公司成立于2012年，在人形机器人技术方面布局有高性能伺服驱动器、机械传动、运动规划与控制、计算机 视觉 与 感 知、智能 语 音 交 互、SLAM与导航、人机交互和手眼协调等核心技术，并推出了机器人操作系统应用框架ROSA。优必选现有机器人产品可分为企业企业级级（教育机器人、物流机器人等）和消费级消费级两类，其中教育机器人是其业务重点。图：优必选的核心技术悟空悟空Walker XWalker XCruzrCruzrJimuJimu资料来源：优必选官网，优必选招股说明书，优必选研究院官网，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明181.2.31.2.3、优必选：双足行走机器人领域国内领先、优必选：双足行走机器人领域国内领先 优必选最新一代人形服务机器人Walker X已具备了比上一代Walker更优的环境感知环境感知、运动性能运动性能和情感交互：情感交互：搭载搭载4141个高性能伺服关节构成的灵巧四肢个高性能伺服关节构成的灵巧四肢，能实现平稳快速的行走平稳快速的行走和精准安全的交互精准安全的交互；具备多维力觉具备多维力觉、多目立体视觉多目立体视觉、全向听觉和惯性全向听觉和惯性、测距等全方位的感知系统测距等全方位的感知系统;升级视觉定位导航和手眼协调操作技术，自主运动及决策能力自主运动及决策能力大幅提高；内置的原生内置的原生2828+机器人情绪体系机器人情绪体系，可以进行主动式交互，与用户建立共情；采用模块化设计模块化设计，头部、手掌、电池都可以快速拆卸和组装，降低使用和维护成本。2016Walker原型机2018Walker第一代2019Walker第二代复杂地形自适应平稳快速行走动态足腿控制自平衡抗干扰手眼协调操作精准灵活服务柔顺物理交互人机互动安全U-SLAM视觉导航自主路径规划环境和人体感知理解数字世界多模态情感交互仿人共情表达AloT物联网中枢智能家居控制Walker X展示出仿人服务机器人仿人服务机器人在家庭场景家庭场景应用的潜力。Walker X现已具备上下楼梯、操控家电、按摩、端茶倒水等功能，满足人类情感、教育、陪伴等需求。资料来源：优必选研究院官网，动点科技，优必选招股书，知乎优必选科技官方号，读创，国海证券研究所图：优必选的人形机器人历次迭代2021Walker X请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明191.2.41.2.4、小米发布人形机器人、小米发布人形机器人CyberOneCyberOne：开启智能机器人新纪元：开启智能机器人新纪元 小 米 于小 米 于 20222022 年年 8 8 月 公 布 首 款 全 尺 寸 人 形 机 器 人月 公 布 首 款 全 尺 寸 人 形 机 器 人CyberOneCyberOne（铁大铁大）。铁大身高177cm，体重52kg，臂展168cm。感知：感知：配备MiMi SenseSense视觉空间系统视觉空间系统，可三维重建真实世界，完成避障和行动；运动：运动：搭载小米自研全身控制算法小米自研全身控制算法，支持2121个自个自由度由度动作，并能实现各自由度0.5毫秒级别的实时响。电机性能强，四肢灵活，髋关节主要电机的动力扭矩峰值可达300Nm，峰值扭矩密度96Nm/kg。交互：交互：能分辨85种环境语义，感知45种人类语义情绪，实现人物身份、手势和表情的识别；CyberOneCyberOne仅为仅为“验证机验证机”，小米现在处于人形机器小米现在处于人形机器人的起步阶段人的起步阶段。人形机器人技术集成度较高、开发难度大，目前小米人形机器人的成本每台大概六七十万元，尚无法实现量产。小米看好智能机器人在生活、工作中的应用，将持续在该领域进行突破。图：CyberOne技术细节资料来源：央广网，小米官网，集微网，猎云网，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明201.31.3、AIAI技术赋能开启人形机器人新纪元技术赋能开启人形机器人新纪元 人工智能技术的进步改善了人形机器人在感知与分析人工智能技术的进步改善了人形机器人在感知与分析、运动规划与控制运动规划与控制、人机交互人机交互、精准导航等方面的能力精准导航等方面的能力，将将机器人从被动互动转变为主动与人互动机器人从被动互动转变为主动与人互动。语音交互和计算机视觉技术使人形机器人能够识别及确认人类和周围的物体，并与人类进行对话；机器学习能帮助机器人完成推理预测任务、增强运动的自主性；AI处理器芯片可以支持深度人形机器人神经网络的学习和加速计算；深度学习、强化学习、智能语音、知识图谱等多种AI融合技术助力机器人精准导航与执行控制。Artificial IntelligenceArtificial Intelligence人脸识别搜索引擎机器翻译智能推荐语音助手聊天机器人自动驾驶Siri图：AI的典型应用领域图：AI为机器人赋能感知和感知能力感知和感知能力自主决策和学习能力自主决策和学习能力人机交互和自然语言处理人机交互和自然语言处理自动化和智能化生产自动化和智能化生产通过计算机视觉、语音识别等AI技术，机器人能够感知周围的物体、声音和环境，并做出相应反应。机器人可以利用机器学习、深度学习和强化学习等AI技术，从经验中学习和改进自己的行为，逐步提高执行任务的能力。机器人可以理解和解释人类的语言指令，回答问题和提供服务。这种人机交互使机器人在许多领域发挥重要作用。AI技术在制造业和工业领域中的应用，使得机器人能够自动执行复杂的生产任务。资料来源：工博士，科技快报网，钛媒体，慧博资讯，科创板日报，荣隆科技，智成企业研究院，新华网，人工智能学家，百度AI开放平台，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明211.31.3、人工智能将以具身智能为方向高速发展、人工智能将以具身智能为方向高速发展 人工智能经历三次技术浪潮人工智能经历三次技术浪潮，当前正向当前正向具身智能具身智能（E Embodiedmbodied AIAI）发展演进发展演进。英伟达总裁黄仁勋表示，人工智能的下一个浪潮将驶向具身智能，即智能体通过与环境产生交互，通过自身的学习通过自身的学习，产生对于客观世界的理解和改造能力。在技术突破和政策支持的双重推动下，人工智能驶往具身智能的进程不断加快进程不断加快。技术方面：技术方面：ChatGPT的诞生，英伟达研发出多模态具身智能系统多模态具身智能系统NvidiaNvidia VIMAVIMA、谷歌联合柏林工业大学团队发布多模态具身视觉语言模型多模态具身视觉语言模型PaLMPaLM-E E、上交大提出PIEPIE具身智能方案具身智能方案等，都加速推动着具身智能的落地；政策方面：政策方面：多国表现出对具身智能的重视与支持，如中国发布北京市促进通用人工智能创新发展的若干措施（2023-2025年）（征求意见稿），美国国家科学基金会与利益相关方投资1.4亿美元建立七个新的国家人工智能研究所等。资料来源：财联社，湖南日报，科学快报，机器之心，国海证券研究所图：人工智能至具身智能的演变人人工工智智能能第三次第三次AIAI浪潮浪潮深度学习深度学习多层神经网络多层神经网络辨别声音及影像、辨别声音及影像、针对问题做判断针对问题做判断联接主义联接主义人工神经网络人工神经网络Apple SiriApple Siri、Bing Bing 影像搜寻影像搜寻无法主动学习、无法主动学习、与环境交互与环境交互核心核心功能功能产品产品缺点缺点类别类别第一次第一次AIAI浪潮浪潮逻辑主义逻辑主义证明和推理证明和推理联接主义联接主义人工神经网络人工神经网络ElizaEliza、PrologProlog无法解决实用问无法解决实用问题题第二次第二次AIAI浪潮浪潮联接主义联接主义人工神经网络人工神经网络识别识别联接主义联接主义人工神经网络人工神经网络BPBP前馈神经网前馈神经网络络无法解决复杂实无法解决复杂实用问题用问题具具身身智智能能主动学习、主动感知主动学习、主动感知机械身体执行物理任务机械身体执行物理任务与环境交互与环境交互1950 1950 197619761976 1976 200620062006 2006 2022202220222022至未来至未来请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明220202人形机器人代替人类：人形机器人代替人类：科技进步与社会发展大势所趋科技进步与社会发展大势所趋 2.12.1 具身智能机器人或成为第四次科技革命的核心领域具身智能机器人或成为第四次科技革命的核心领域 2.22.2 人形机器人破解劳动力不足难题，替代劳动符合人类天性人形机器人破解劳动力不足难题，替代劳动符合人类天性 2.32.3 人形机器人开启新一轮国际竞争，我国产业链优势凸显人形机器人开启新一轮国际竞争，我国产业链优势凸显请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明23资料来源：德勤，World Bank，Our World In Data,钛媒体，求是网，历史2人民教育出版社，国海证券研究所2.12.1、科技趋势：、科技趋势：具身智能机器人或成为第四次科技革命核心领域具身智能机器人或成为第四次科技革命核心领域“具身智能具身智能+机器人机器人”有望大幅解放生产力有望大幅解放生产力，成为第四次科技革命的核心领域成为第四次科技革命的核心领域。历史上三次工业、科技革命发生的根本原因是生产力无法满足社会发展需求，蒸汽机、电力、信息技术等突破性技术的出现，大幅提高了社会生产力，对世界经济的发展具有深远影响。当前，全球经济增长乏力，上一轮科技突破的红利接近尾声，亟需新一轮科技革命的出现。而具身智能机器人以AIAI、机器人领域技术不断突破机器人领域技术不断突破为前提，并凭借“机器代人机器代人”、产业链长产业链长的特点，具有广阔的发展空间。蒸汽机蒸汽机电力电力信息技术信息技术人工智能人工智能第一次工业革命第一次工业革命第二次工业革命第二次工业革命第三次科技革命第三次科技革命第四次科技革命第四次科技革命图：工业革命概况及对全球GDP影响19501950年年1.391.39万亿万亿20222022年年101101万亿万亿GDP增长近2 2倍GDP增长近4 4倍GDP增长超7070倍背景背景：社会背景：手工业生产生产无法满足市场需求无法满足市场需求 技术前提：瓦特改良蒸汽机影响影响：解放第一产业生产力，推动第二产业发展背景背景：社会背景：资本主义市场初步形成使商品需求大幅增加，机器生产不生产不能满足社会需求能满足社会需求技术前提：电力和内燃机广泛应用影响影响：加速解放生产力加速解放生产力推动第三产业的萌芽和发展背景背景：社会背景：机器大工业的深入发展要求更先进要求更先进的动力、交通、通讯手段国家国家成为科技事业的组织者和推动者技术前提：原子能、电子计算机等领域取得重大突破影响影响：社会生产力空前发展生产力空前发展当前时代背景当前时代背景：社会背景：全球严重的老龄化趋势限制了社会生产力限制了社会生产力发展多国多国出台政策支持“机器人机器人+AI+AI”的发展技术前提：人工智能、机器人、新能源等领域高速发展高速发展Cromford MillsCromford MillsHarland&WolffHarland&Wolff请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明242.22.2、社会趋势：人口老龄化与劳动力不足为人形机器人创造机遇、社会趋势：人口老龄化与劳动力不