汽车行业：走进机器人图拆特斯拉Optimus.pdf

2023年7月31日图拆特斯拉Optimus走进机器人行业评级：看好添加标题首页2本报告针对特斯拉2022年10月1日在其“AI Day 2022”发布的Tesla Bot（Optimus）进行细致分析研究，采用“一页原文，一页译文，一页解读”的形式展开报告，对Optimus的设计制造思路进行解读，对其中涉及的重要零部件与智能系统逐一拆解分析。通过对Optimus的第一性分析，我们旨在展示“具身智能”落地实现的希望：特斯拉将其在电动汽车产业的多年经验移植到人形机器人的设计、制造中，极大地加速了Optimus的迭代速度；另一方面，特斯拉将“降本”思路贯穿设计始终，从材料选择到驱动器设计，大量“做减法”；特斯拉将电动车的FSD模块移植到机器人具身感知系统中，加速Optimus迈向“智能化”的步伐。同时，通过对Optimus全身各系统的拆解分析，我们希望可以展示人形机器人产业链（力矩传感器、伺服电机、空心杯电机、减速器、金属永磁材料等）的投资机会。具身智能，未来可期。rQwPtRpPnOmQnQqNqPmPxO8OaO6MoMnNmOnOfQnNwOlOnNtR9PnMpRvPqMrQxNtPwO添加标题95%摘要31、Optimus概览人形机器人变革过程Optimus主要参数2、硬件仿真结构分析破坏分析集成结构控制设计人体仿生设计灵感膝盖关节3、驱动器基本构造设计思路选型优化与结果4、手部人体仿生学设计5、自主性概览添加标题95%摘要46、运动规划机器人运动规划4大挑战机器人运动规划概述机器人运动规划器工作原理7、运动控制和状态估计现实世界中机器人摔倒的缘由如何进行状态估计与运动控制8、操控机器人：不止于行走，更要有用实现机器人对现实世界事物的操控风险提示Optimus设计生产进展不及预期；AI技术迭代不及预期；翻译错误风险.风险提示51、Optimus设计生产进展不及预期：若Optimus设计开发进度不及预期，可能会影响市场对行业的判断；2、AI技术迭代不及预期：若AI技术发展不及预期，特斯拉FSD开发进展不顺，将对人形机器人发展产生不利影响；3、翻译错误风险：报告内容根据Tesla AI Day 2022-Bot发布会现场展示翻译而来，或因语法理解、翻译有误、翻译不完整等原因造成含义与原表述存在偏差的风险，译文内容仅供参考.目录C O N T E N T SOptimus概览人形机器人变革过程Optimus主要参数010203硬件仿真结构分析破坏分析集成结构控制设计人体仿生设计灵感膝盖关节驱动器基本构造设计思路选型优化与结果6手部人体仿生学设计04目录C O N T E N T S0506自主性概述运动规划机器人运动规划4大挑战机器人运动规划概述机器人运动规划器工作原理707运动控制和状态估计现实世界中机器人摔倒的缘由如何进行状态估计与运动控制08操控机器人：不止于行走，更要有用实现机器人对现实世界事物的操控Optimus概览01Partone人形机器人变革过程Optimus主要参数8原文：Whats changed019资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所我们的理解0110概念开发和集成平台最新一代概念软件集成硬件升级基于车辆设计的基础原文：Human Form0111资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所译文：人类形态0112人类形态耗电量静坐功耗 100W慢走功耗500W质量73千克自由度全身-200+手-27资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所我们的理解0113代替人类工作神奇的人体结构自如的流体动力学运动范围和人体力量是惊人的有效或无效有效：少量的获取食物维持一天的消耗无效：无运动却在消耗能量我们的理解0114人体结构Optimus模仿代替人类工作降低闲置功耗自由度的合理配置更高效的工作最新一代0115橙色部分驱动器蓝色部分电子系统资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所我们的理解0116优化成本和效率问题人体基础的研究第一发展平台+车辆设计基础设计和分析构建和验证最新一代目的：规模化量产减少零件数量：减少了传感和布线减少每个元件的功耗：集中配电和计算平台的物理中心原文：最新一代-配件介绍0117资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所译文：最新一代-配件介绍0118电池组2.3 千瓦时52V 标准集成电子组件最新一代机器人大脑1x Tesla SOCWi-Fi，LTE音频保护&安全全身 28个结构驱动器手 11个自由度资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所我们的理解0119配电和计算集中到平台的物理中心躯干中心躯干中心有电池组（维持一天的工作）独特之处：所有电池的电子设备集中到电池组的单个PCB中，从传感、融合、充电管理汇集到一个系统中，借鉴了电子产品与汽车产品的设计流线型的设计与高效简单的冷却大脑特斯拉车上的FSD系统结合自动驾驶的硬件和人形平台的软件改变：1、做到人类大脑能够做到的行为：处理视觉数据，基于多个感官和传感输入，得出决策；支持通信，有很多无线连接和音频支持；2、硬件安全性需过关，保护机器人自身和周围的人资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所硬件仿真02Partone结构分析破坏分析集成结构控制设计仿人设计灵感膝盖关节20硬件仿真0221全身 28个结构驱动器原文：结构分析0222资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所我们的理解0223以特斯拉汽车为例：车辆撞击安全测试物理生产能力模拟能力补充：特斯拉Model 3碰撞测试表现优异正面撞击时：电动汽车前面没有发动机，为溃缩区提供了充足的空间；车辆头部先撞击障碍物，这时汽车的引擎盖会皱缩并吸收冲击力，防止乘客舱倒塌并伤害里面的人。特斯拉的车身结构经过强化，能够承受更多额外的压力，使得车辆的引擎盖褶皱更少，为驾驶员创造更大的生存空间极高的自由度3500万资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，搜狐网，浙商证券研究所破坏控制0224资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所破坏控制0225汽车安全方面的能力移植人形机器人用于汽车撞击实验的软件也被用于机器人的撞击实验，进行破坏控制，确保机器人摔倒时不会过度损伤。最多是一些表面损伤，而不会破坏或影响“大脑”，“大脑”成本高昂，制作、维修困难。批量生产结构0226驱动器完成指定的任务躯干关节驱动器不同关节选用不同驱动器资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%0227原文：Integrated Structural Controls Design资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所0228译文：集成结构控制设计资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所我们的理解0229机器人模态行为模态数据提取输入控制系统通过模拟行为模式，在不同模式下进行一定振幅，让步态控制更容易，通过提取模态数据，并将其输入控制系统，使机器人能够行走。添加标题95%0230原文：Human Inspired Design-Knee Joint资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%0231译文：人类灵感的设计膝关节资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%0232原文：Human Inspired Design-Knee Joint资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%0233译文：人类灵感的设计膝关节资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所生物学原理机械模拟我们的理解0234人类仿生学的微观结构设计：1、关节运动设计不再是简单的线性运动，尽量复刻生物学上的非线性逻辑；2、膝关节处采用四杆连接是非线性的，腿向下弯曲，膝盖上的扭矩比伸直时要大得多。添加标题95%0235原文：Knee Requirements From Tasks资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%0236译文：任务对膝盖的要求机械模拟直膝盖弯曲膝盖任务设定扭矩要求直膝盖资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%0237原文：Knee Requirements From Tasks资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所0238译文：任务对膝盖的要求机械模拟直膝盖弯曲膝盖四杆力要求杠杆力要求资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所我们的理解0239任务场景下的要求：1、纵轴上的膝关节扭矩，与横轴上的膝关节弯曲度相对应呈现非线性关系；2、四杆连接方式有效地将非线性的扭矩需求转化为对执行器线性化的要求，通过这种方式执行器可以使用更少的力，却能更有效完成任务需要；3、简单二杆连接需要更大的扭矩需求去满足关节弯曲时的要求，因此需要让执行器提供更大的力，效率较低。0240原文：Optimized Joint for Efficient Actuators资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所0241原文：优化联合形成高效执行器资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所我们的理解0242优化效果：四杆连接方式更好的控制了执行器的力和位移。Actuator驱动器03Partone基本构造设计思路选型优化与结果430344什么是驱动器驱动器（机器人的关节）电机 减速器为驱动器提供动力来源，电机通过电能转化为机械能,提供所需的扭矩和转速。提高驱动器的输出扭矩,并降低转速；匹配电机参数实现最优的动力传输。电机提供动力来源，减速器改善动力特性，二者匹配实现动力放大和精确驱动，是机械传动的基本工作原理。资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，百度百科，中国传动网，浙商证券研究所0345关节如何驱动负载/执行终端永磁电机联轴器减速器负载/执行终端输入电功率:Pin=U*I输出机械功率:Pm=Tm*m电机效率:m=Pm/Pin效率:c=Pc/Pm输入功率:Pc=Tc*c输出功率:Pm=Tm*m效率:s=Ps/Pc输入功率:Pc=Tc*c输出功率:Ps=Ts*s传动比:i=c/sPs=Ph(传动过程中能量守恒)负载扭矩:Th=Ts负载转速:h=s系统效率：tran=m*c*s资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，易车，KTR官网，绿的谐波官网，浙商证券研究所添加标题95%0346原文：Actuators资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题0347译文：汽车与机器人工作模式对比0-60 英里/小时50-80英里/小时城市驾驶赛道竞速高速公路驾驶 向前行走深蹲/深蹲步行侧步行进间转身将物体举起至平视挤压物体并提起走楼梯深蹲/捡起物体坡道步行躯干前平行于地面滑动物体打孔向前/向后推带物工作搬物行进间转身搬物侧步单臂提物拧螺丝侧推资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题0348理解：借鉴汽车电机设计思路由工况确定驱动器工作范围前电机后电机电机扭矩速度曲线电机效率、性能筛选资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题0349单一关节仿真由工况确定驱动器工作范围（力矩-速度曲线）髋关节力矩速度曲线针对单一关节，进行多种工况仿真，模拟得到力矩-速度曲线。转向&行进状态仿真资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所0350由驱动器工作范围与标品电机-减速器匹配将仿真结果投影到关节驱动器的效率图即可获得活动期间驱动器的能量效率。关节活动仿真结果：力矩-速度曲线标准品电机与减速器性能指标资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所0351单个驱动器系统成本系统成本：效率、电机&减速器价格综合重量：电机&减速器重量之和不同电机&减速器的组合可对应于海量结果，构成了点云图。红色曲线代表了系统成本最优曲线，而红叉处即为根据实际需求选择出的帕累托最优电机-减速器配合方案。资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所0352全身驱动器系统成本 对全身所有关节进行如上细致分析，即可得到全身关节的最优组合；对28个驱动器进行单独设计选型不仅设计成本巨大，生产成本也会因此抬升；简化驱动器种类是降低成本的必要举措。资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所0353从局部成本-重量最优到全局成本-重量最优 对称性可减少1/2的种类；进行驱动器相似性分析，合并需求；尽可能少的种类满足所有需求从局部成本-重量最优 优化为 全局成本-重量最优！资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所0354最终选型6款驱动器编号力矩/Nm重量/kg01200.55021101.62031802.26旋转型驱动器性能指标编号推力/N重量/kg015000.360230000.930380002.20直线型驱动器性能指标资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所0355驱动器配置驱动器高速端（电机端）角接触球轴承：用于承受高速高精度转动载荷。机械离合器：控制动力传动的分离和吸合。倒置滚柱丝杠：将旋转运动变成直线运动的传动副零件。行星滚子：利用丝杠带动行星齿轮旋转。旋转型驱动器采用内转子电机与角接触轴承，并配有机械离合器作为减速装置；直线型驱动器采用内转子电机与球轴承，倒置滚柱丝杠驱动行星滚子从动，最终实现直线运动传递。资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所机器人电机分类0356对电机进行细化分类，常用电机主要分为两类：伺服电机与步进电机。伺服电机方面，进一步细分可分为直流伺服电机与交流伺服电机。其中直流电机按电刷分类分为有刷与无刷。交流电动机一般不含电刷，分为同步交流与异步交流。步进电机按驱动原理不同分为永磁式步进电机、反应式步进电机与混合式步进电机。资料来源：浙商证券研究所整理机器人电机主要分类机器人电机分类0357不同种类电机之间特点差异较大。因为机器人的工作对精确度的要求较高。目前，同步交流伺服电机是主要的选择。无论采用何种电机，永磁体不可避免；但在2023年特斯拉投资者日上，马斯克提出特斯拉将制造一种不含有稀土元素的永磁电动汽车车机，Optimus是否会采用其他永磁体系（如铁氧体）取代目前最为成熟的稀土钕铁硼永磁体系仍需进一步关注。资料来源：mecapoon,浙商证券研究所整理机器人电机主要分类电机种类特点应用领域有刷直流伺服电机成本低，结构简单，启动扭矩大成本敏感的民用，工业领域无刷直流伺服电机无电刷、体积小，重量轻，出力大，成本高于有刷电机精度要求较高的领域同步交流伺服电机（含永磁体）通过传感器进行磁场定向实现控制，需要永磁体。电动机效率和功率密度较高机器人，机床设备等有较高要求的设备异步交流伺服电机（不含永磁体）人为励磁形成转差速度，分为三相和单相，多为鼠笼式三相电机，结构简单，质量轻永磁式步进电机无电刷，寿命较长。与计算机连接较为方便，数字信号转换为各项动作更加便捷，但能量转换效率低医疗仪器，工业控制系统，机器人领域反应式步进电机混合式步进电机0358驱动器配置驱动器低速端（减速器端）应变波齿轮（谐波减速器）：用于减速传动。交叉滚子轴承：减速器轴承，承受径向、轴向载荷。定子：固定于电机外围，产生交流电。4点接触轴承：支撑和减少电机转子轴的摩擦。旋转型驱动器采用谐波减速器，并配有交叉滚子轴承；直线型驱动器采用行星滚柱丝杠，可承受更大的负载。滚珠轴承：减小电机轴摩擦。资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所0359减速器分类与对比各类减速器对比RV减速器谐波减速器行星减速器技术特点通过多级减速实现传动，一般由行星齿轮减速器的前级和摆线针轮减速器的后级组成，组成的零部件较多。通过柔轮的弹性变形传递运动，主要由柔轮、刚轮、波发生器三个核心零部件组成。与RV及其他精密减速器相比，谐波减速器使用的材料、体积及重量大幅下降。行星齿轮结构减速机通常由多级行星轮组成，由齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的。产品性能大体积、高负载能力和高刚度体积小、传动比高、精密度高高刚性、耐磨性强、减速比低、精度较差应用场景一般应用于多关节机器人中机座、大臂、肩部等重负载的位置。主要应用于机器人小臂、腕部或手部。一般用于直角坐标机器人终端领域汽车、运输、港口码头等行业中通常使用配有RV减速器的重负载机器人。3C、半导体、食品、注塑、模具、医疗等行业中通常使用由谐波减速器组成的30kg负载以下的机器人。用于冶金、矿山、起重运输、电力、能源、建筑建材、轻工、交通等工业部门。价格区间5000-8000元人民币/台1000-5000元人民币/台约380-1600元人民币/台 减速器是连接动力源和执行终端的中间机构，具有匹配转速和传递转矩的作用。机器人关节中常用减速器主要是RV减速器和谐波减速器。根据Tesla AI Day公布的驱动器选型参数预计其在Optimus中将主要采用谐波减速器。资料来源：绿的谐波招股书，中大力德网上商城，浙商证券研究所整理0360驱动器配置传感器端无接触力矩传感器：用于检测力矩输出。位置传感器：检测输入、输出侧转动位移，用于反馈控制。力传感器：用于检测驱动器输出力的大小。传感器主要为关节的控制提供更多实时力矩、转速检测，用于反馈精确控制。位置传感器：检测转动位移，用于反馈控制。资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所我们的体会：锚定大规模量产，造车经验塑造降本可能0361借鉴造车经验，依据工况仿真模拟驱动器工作范围；28种驱动器做减法至6种驱动器；轻量化材料。一切设计思路以规模化量产为目标；造车经验与供应链提供强大支撑。We design it for manufacturing；Musk，AI Day 2022手部04Partone人体仿生学设计620463原文：HandsBiologically Inspired Design资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%0464译文：手生物灵感的设计资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所0465原文：HandsBiologically Inspired Design资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%0466译文：手生物灵感的设计资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所性能6个驱动器11个自由度自适应抓握非反向转动手指表现提起20磅使用工具小零件的精密拿握抓取时的手指驱动器自适应的手指我们的理解0467（一）设计1、6个执行器：拇指两个，其余手指各一个2、11个自由度：拇指有三个自由度（可弯曲和侧摆），其余手指两个自由度3、非反向转动手指：类似人类手指不能进行反向转动，采用无法反向驱动的指尖驱动器（二）技术运用1、空心杯电机、螺纹丝杠、行星精密齿轮箱和编码器构成（1）空心杯电机：解决了传统铁芯电机因铁芯形成涡流而造成的电能损耗，线圈作为转子，转动惯量小，好控制，效率高，转速快；（2）行星精密齿轮箱：行星齿轮围绕一个太阳轮转动的机构，将传动速比降低，将电机扭力增大的机构。2、采用电机和金属腱绳结构，金属肌腱连接终端丝杆，通过电机旋转、齿轮箱提升力、丝杆将旋转运动转换为直线运动最终牵动金属肌腱完成手指抓取动作。螺纹丝杆资料来源：天孚电机、网易、天眼查，浙商证券研究所自主性概述05Partone680569原文：Autonomy Overview资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所0570译文：自主性概述资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所左柱相机鱼眼相机右柱相机左柱相机鱼眼相机右柱相机3D成像部分全景展示颜色编码3D成像部分全景展示颜色编码我们的理解0571（一）FSD技术的迁移1、Teslabot 延续特斯拉汽车以视觉为主技术路线，使用 Autopilot摄像头充当感知系统，在采集信息后，通过强大的神经网络处理和识别不同任务，依靠其胸腔内部搭载的 FSD 全套计算机完成。2、受益于Dojo计算机等特斯拉日益强大的AI训练能力和自动驾驶场景模拟系统，特斯拉机器人在出厂前就将具备对环境路径、周围物体的识别和路径规划能力。3、机器人正在运行神经网络，技术迁移唯一的改变是必须重新收集训练数据。（二）三个摄像头1、特斯拉机器人的3D传感模块以多目视觉为主，使用三颗Autopilot摄像头作为感知系统2、一个前部鱼眼摄像头，左右应该各一个视觉摄像头，通过这样的视角布置基本模拟人类视角范围，但这个视角范围应该超过180度。0572原文：Vision资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所0573译文：视觉资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所合成视图渲染体积深度渲染我们的理解05741、努力寻找方法来改善占用网络，利用视觉领域的工作来渲染机器人的工作环境。2、机器人使用机器人视角与环境进行互动。3、特斯拉FSD系统进行三方面的改变:1)信息基于多感官输入:为使机器人的“大脑”更接近人脑，信息将基于多个感官传感输入(视觉、听觉和触觉)，让机器人能够处理数据并做出决策；2)植入无线连接和音频通信:为了方便机器人与人的沟通交流，特斯拉在FSD系统中植入无线连接和音频通讯支持功能;3)增加硬件保护机制:可以稳定机器人的四肢控制，保护机器人本身和周围的人，确保其安全性。0575原文：Vision Navigation资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所0576译文：视觉导航资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所我们的理解05771、环境感知：采用关键点提取的方法，实现了精确的3D环境建模，同时通过双目测距能实现非常清晰和高精度的深度图像2、路径规划：训练更多的神经网络来识别机器人摄像机中的高频特征关键点，在对机器人进行环境导航的过程中跨帧追踪，利用这些点来更好地预测机器人的姿势以及其在环境中行走的轨迹。0578原文：Evolution of Walking资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所0579译文：行走的进化资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所第一步2022年4月骨盆解锁2022年7月手臂摇摆2022年8月完成2022年9月我们的理解05801、动控制代码在模拟器上运行的过程，其揭示了机器人行走的演变进程：（1）从4月份开始，起初进展相当缓慢；（2）7月份完成骨盆解锁；（3）随着解锁更多的关节和深入探索更多高阶技术从而实现手臂平衡。2、行走对于机器人是一个巨大的挑战，他牵扯到机器人的意识，最优的步调，整机的平衡，动作的协调等。运动规划06Partone机器人运动规划4大挑战机器人运动规划概述机器人运动规划器工作原理81添加标题95%我们的理解：0682补充：什么是运动规划？1.运动规划的定义：解决机器人的导航问题，让机器人可以自主根据传感器获取外部环境信息，在当前环境中找到一条适合行走的最佳路径。2.运动规划的使命：在复杂的环境下高效率地实现最佳路径。3.运动规划的关键：需要在同时考虑机器人的运动速度、加速度、位置及其机械结构的情况下，确定机器人的运动轨迹，然后将运动轨迹转化为机器人控制器能够处理的方式。添加标题95%原文：Locomotion Planning0683资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%译文：运动规划0684行走是很简单的，对吗？身体的自我认知节能的步态平衡协调的运动行走很简单，对吗？身体的自我认知节能的步态平衡协调的运动资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%我们的理解：0685对人类来说，行走很简单，但让机器人像人一样行走将面临4大挑战：1.身体的自我认知：如四肢的长度及重量，脚的尺寸等2.节能的步态：众多行走方式中找到最节能的步态3.平衡：保持平衡，避免摔倒4.协调的运动：协调四肢以完成动作添加标题95%原文：Locomotion Planning0686资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所译文：运动规划0687运动规划概述运动规划器参考轨迹期望轨迹资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%我们的理解：0688建立关于机器人运动学、动力学和接触特性的模型预期的机器人运动路径运动规划器参考轨迹如何获得机器人运动规划的参考轨迹？补充类比：智能手机导航（GPS+地图APP）开始位置（初始位置）终点位置（目标位置）两点之间有相互连接的街道网络，有无数条不同的路线连接这两个位置，而地图app会使用一种规划推荐最佳的路线。添加标题95%原文：Locomotion Planning0689资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%译文：运动规划0690运动规划运动规划资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%我们的理解：0691运动规划器工作原理：始于规划脚步，终于生成完整的运动轨迹工作阶段1：根据期望路径规划脚步；工作阶段2：将规划的脚步连接起来形成运动轨迹，机器人用脚趾和脚跟着地，以实现更大的步伐和更少的膝关节弯曲，以保证系统的高效率；工作阶段3：找到质心轨迹，以获得可以使整个系统保持动态平衡的轨迹。运动控制与状态估计07Partone现实世界中机器人摔倒的缘由如何进行状态估计与运动控制92添加标题95%0793原文：Motion Control and State Estimation资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%0794真实世界中真实世界中译文：运动控制与状态估计资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题我们的理解：0795模拟演练无误的程式真实世界中的机器人机器人摔倒缺少能让机器人在真实世界中行走的关键部分添加标题95%原文：Motion Control and State Estimation0796资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%译文：运动控制与状态估计0797真实世界中简化的机器人模型简化的真实世界假设未建模的动力学扰动理想情况真实情况现实世界中的行为资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%我们的理解：0798模拟软件中：机器人是简化的，真实世界也被简化现实世界中：现实世界中外界的力导致了未经建模的动态变化，使检测器收到杂讯而无法精确反馈，机器人受到扰动而无法保持平衡双足运动：动态稳定的不断改变姿态和力量的运动模拟软件 vs 现实世界：添加标题95%原文：Motion Control and State Estimation0799资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%译文：运动控制与状态估计07100状态估计姿势轨迹质心轨迹资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所我们的理解：07101传感器状态估计获得对现实世界的理解“状态估计”的作用？在机器人中模拟人类的前庭系统：维持人体平衡的一个重要感受器，位于内耳衡量现实何为“状态估计”？传感器获得现实世界中的状态跟踪姿势和质心轨迹添加标题95%原文：Motion Control and State Estimation07102添加标题95%译文：运动控制与状态估计07103状态估计运动控制真实情况真实行为保持稳定运动控制添加标题我们的理解：07104理想 vs 现实新的动态控制系统修正状态估计修正模型新动态控制系统运动控制保持平衡保持平衡的关键：完整循环：传感器跟踪状态估计操控08Partone机器人：不止于行走，更要有用实现机器人对现实世界事物的操控105添加标题95%原文：Manipulation08106资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%译文：操控08107操控 自然&有用自然运动演示库在线运动优化机器人控制器真实世界情况资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题我们的理解：08108实现机器人在现实世界中自然有效地操控事物：生成一个自然运动演示库根据现实世界情况调整运动参考轨迹，完成模型优化机器人控制器完成动作除了行走，机器人应该更加有用：操控现实世界中的事物自然、快速添加标题95%原文：Manipulation08109资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%译文：操控08110添加标题95%自然运动演示库动作捕捉全身控制人类演示资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%我们的理解：08111人类拿起物体动作捕捉一系列代表位置的关键帧逆运动学机器人多个动作动作捕捉动作演示库轨迹优化程序参考轨迹逆运动学：已知末端的位置和姿态，以及所有连杆的几何参数下，求解关节的位置帧：一幅图像或视频的单独画面，在动画中每一帧都是一个独立的画面添加标题95%原文：Manipulation08112资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%译文：操控08113在线运动调整参考动作在线动作轨迹优化在线运动调整参考动作在线动作轨迹优化资料来源：Tesla AI Day 2022-Bot，浙商证券研究所添加标题95%我们的理解：08114自然运动演示库中的动作无法适应现实世界中的变化：自然动作演示库中：拿起正前方的盒子现实世界中：拿起左侧的盒子如何实现轨迹优化程序调整演示库中的动作以适应现实世界中的变化轨迹最优化轨迹优化程序让机器人适应现实世界：风险提示091151、Optimus设计生产进展不及预期：若Optimus设计开发进度不及预期，可能会影响市场对行业的判断；2、AI技术迭代不及预期：若AI技术发展不及预期，特斯拉FSD开发进展不顺，将对人形机器人发展产生不利影响；3、翻译错误风险：报告内容根据Tesla AI Day 2022-Bot发布会现场展示翻译而来，或因语法理解、翻译有误、翻译不完整等原因造成含义与原表述存在偏差的风险，译文内容仅供参考.点击此处添加标题添加标题点击此处添加标题点击此处添加标题点击此处添加标题点击此处添加标题点击此处添加标题添加标题点击此处添加标题点击此处添加标题添加标题点击此处添加标题添加标题95%行业评级与免责声明116行业的投资评级以报告日后的6个月内，行业指数相对于沪深300指数的涨跌幅为标准，定义如下：1、看好：行业指数相对于沪深300指数表现10%以上；2、中性：行业指数相对于沪深300指数表现10%10%以上；3、看淡：行业指数相对于沪深300指数表现10%以下。我们在此提醒您，不同证券研究机构采用不同的评级术语及评级标准。我们采用的是相对评级体系，表示投资的相对比重。建议：投资者买入或者卖出证券的决定取决于个人的实际情况，比如当前的持仓结构以及其他需要考虑的因素。投资者不应仅仅依靠投资评级来推断结论