2024年中国人形机器人产业发展蓝皮书.pdf

中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）1/163 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）2/163 版权声明版权声明 本蓝皮书版权为高工咨询（GGII）所有，相关咨询服务由高工咨询（GGII）提供。高工咨询（GGII）和所有参编企业对本报告拥有共同著作权。报告有偿提供给限定企业，应限于企业内部使用，仅供企业在分析研究过程中参考。如企业引用报告内容进行对外使用，所产生的误解和诉讼由企业自行负责，本公司不承担责任。如将来用作商业或其他用途，未经本公司同意，不得以任何异于本报告原样之装订或包装形式将本报告出借、转售、出租或在网上发布。凡使用本报告者均受本条款及本报告一切有关版权之条款约束。中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）3/163 序序言言 人形机器人是当今世界科技领域最具潜力和前景的产业之一。随着科技的不断进步和人工智能技术的快速发展，人形机器人作为未来产业的新赛道和经济增长的新引擎，将深刻变革人类生产生活方式，重塑全球产业发展格局。2023 年 11 月 2 日，工业和信息化部印发的人形机器人创新发展指导意见中提出，到 2025 年人形机器人创新体系初步建立，整机产品达到国际先进水平，并实现批量生产，在特种、制造、民生服务等场景得到示范应用。到 2027 年，人形机器人技术创新能力显著提升，形成安全可靠的产业链供应链体系，构建具有国际竞争力的产业生态，综合实力达到世界先进水平。人形机器人产业的发展需要人工智能、高端制造、新材料等先进技术的协同创新和突破。当前，国外人形机器人技术加速演进，我国人形机器人虽然有一定产业基础，但在关键基础部组件、专用操作系统、人工智能大模型、通用整机产品和产业生态等方面仍存在短板弱项，在人形机器人产业尚处于商业化早期阶段，有望迎来爆发式增长的拐点之际，需要加强政策引导与扶持，集聚资源培育形成完善的产业链和产业生态。人形机器人的研发涉及多个学科领域，技术难度较大，目前仍存在一些技术瓶颈和挑战。因此，对人形机器人产业发展进行全面梳理和分析，对于推动该领域的技术进步和产业发展具有重要意义。作为新事物，人形机器人迎来发展热潮的同时也不免遭受外界的“质疑”与“唱衰”，从商业化落地的角度看，全球确实鲜有可参考的案例与路径；从技术实现和产品化的角度看，自 2022 年以来，人形机器人开始进入发展“快车道”，叠加 AI 大模型的加持，已开始呈现超预期的发展态势。身处全球科技革命的浪潮之中，我们在脚踏实地的同时更需要仰望星空。本蓝皮书旨在通过对主要国家人形机器人产业的发展历程和生态体系进行梳理，分析各国人形机器人的技术优势和产业特点，探讨人形机器人技术的发展方向，包括但不限于人工智能大模型、传感器、运动控制等领域的关键技术，探索人形机器人在各领域应用场景和商业模式，挖掘市场潜力和发展前景，总结人形机器人产业发展面临的挑战和机遇，同时结合我国重点城市人形机器人产业基础及优劣势，提出未来发展的趋势和方向，旨在帮助机器人产业链相关企业及投资机构了解当前人形机器人产业的发展态势，把握市场机会，做出正确经营决策。中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）4/163 特别说明：特别说明：本蓝皮书中的大量市场及技术资料，仅供企业经营参考用，望企业不要用于其他商业用途，由此产生的一切后果高工咨询（GGII）将不予承担！外部环境的不确定性和复杂性加剧，高工外部环境的不确定性和复杂性加剧，高工咨询（咨询（GGIIGGII）和所有参编企业真诚地祝福每和所有参编企业真诚地祝福每一家志向远大的企业都能制定出高质量经营决策，不断获得新一家志向远大的企业都能制定出高质量经营决策，不断获得新的的成长成长和和成功！成功！感谢以下联合参编单位感谢以下联合参编单位（排名不分先后）（排名不分先后）：深圳市优必选科技股份有限公司深圳市优必选科技股份有限公司 陕西伟景机器人科技有限公司陕西伟景机器人科技有限公司 国讯芯微（苏州）科技有限公司国讯芯微（苏州）科技有限公司 常州坤维传感科技有限公司常州坤维传感科技有限公司 深圳市鑫精诚传感技术有限公司深圳市鑫精诚传感技术有限公司 南京神源生智能科技有限公司南京神源生智能科技有限公司 罗斯特卡希传动设备罗斯特卡希传动设备(浙江浙江)有限公司有限公司 纽格尔智能传动（广东）有限公司纽格尔智能传动（广东）有限公司 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）5/163 目录目录第一部分第一部分 产业篇产业篇 .9 9 第一章 人形机器人产业发展概况.9 第一节 人形机器人定义与分类.9 第二节 人形机器人发展现状分析.14 第二章 人形机器人产业链发展分析.19 第一节 人形机器人上游核心零部件分析.20 第二节 人形机器人本体发展分析.44 第二部分第二部分 政策篇政策篇 .5050 第三章 人形机器人政策环境分析.50 第一节 国家政策.50 第二节 地区政策.51 第三部分第三部分 区域篇区域篇 .5353 第四章 国内重点城市人形机器人产业发展分析.53 第一节 北京市.53 第二节 上海市.55 第三节 深圳市.56 第四部分第四部分 资本篇资本篇 .5858 第四章 人形机器人行业融资态势分析.58 第一节 行业融资态势.58 第二节 主要投资机构代表.59 第五部分第五部分 技术篇技术篇 .6161 第六章 人形机器人技术发展分析.61 第一节 人形机器人技术专利分析.61 第二节 人形机器人“大脑”关键技术发展分析.64 第三节 人形机器人“小脑”关键技术发展分析.71 第四节 人形机器人“机器肢”关键技术发展分析.73 第五节 人形机器人“机器体”关键技术发展分析.76 第六部分第六部分 市场篇市场篇 .7979 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）6/163 第七章 人形机器人市场空间及发展趋势分析.79 第一节 全球人形机器人市场规模预测及发展趋势分析.79 第二节 中国人形机器人市场规模预测及发展趋势分析.81 第七部分第七部分 应用前景篇应用前景篇 .8383 第八章 人形机器人下游应用前景分析.83 第一节 人形机器人在工业制造领域的应用前景分析.85 第二节 人形机器人在服务领域的应用前景分析.89 第三节 人形机器人在特种领域的应用前景分析.92 第四节 人形机器人应用路径与应用场景价值图谱.94 第九章 中国人形机器人产业发展机遇与挑战.95 第一节 发展机遇.95 第二节 主要挑战.97 第八部分第八部分 企业篇企业篇 .101101 第十章 蓝皮书参编单位介绍.101 第一节 优必选.101 第二节 伟景机器人.105 第三节 国讯芯微.115 第四节 坤维科技.122 第五节 鑫精诚传感器.126 第六节 神源生.131 第七节 罗斯特.136 第八节 纽格尔智能.139 第九部分第九部分 案例篇案例篇 .147147 第十一章 人形机器人&具身智能应用案例.147 第一节 人形机器人案例.147 第二节 控制器案例.150 第三节 传感器案例.154 第四节 灵巧手案例.155 附录附录 1 1 人形机器人产业链代表厂商名录人形机器人产业链代表厂商名录 .156156 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）7/163 图表目录图表目录 图表 1 人形机器人系统构造及介绍.10 图表 2 人形机器人按形态分类对比.11 图表 3 人形机器人按应用场景分类对比.12 图表 4 人形机器人按驱动类型分类对比.12 图表 5 人形机器人产业发展阶段.14 图表 6 国外部分企业人形机器人代表产品列举.15 图表 7 国内部分企业人形机器人代表产品列举.17 图表 8 人形机器人产业链图谱.19 图表 9 人形机器人主要原材料和零部件介绍.20 图表 10 人形机器人零部件应用示意图.21 图表 11 人形机器人领域减速器对比.22 图表 12 机器人电机侧重三点：高效率、高动态和高功率密度.24 图表 13 人形机器人主要应用电机类型对比.24 图表 14 滚珠丝杠与行星滚柱丝杠对比情况.27 图表 15 机器人控制框架.28 图表 16 具身智能控制层架构.29 图表 17 主要实时操作系统代表厂商及产品.30 图表 18 全球主要人形机器人的控制解决方案.30 图表 19 人形机器人主要传感器介绍.31 图表 20 人形机器人四种环境感知传感器比较.34 图表 21 纯视觉与激光雷达方案比较.35 图表 22 人形机器人系统架构示意图.36 图表 23 ROS 框架下人形机器人整体软件架构.38 图表 24 大模型在机器人领域研究与应用案例.39 图表 25 人形机器人驱动器（执行器）类型和发展历史.40 图表 26 三种高性能机器人驱动器（执行器）方案特性比较.41 图表 27 主要人形机器人厂商执行器方案.42 图表 28 各类型人形机器人厂商代表企业.44 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）8/163 图表 29 资深玩家企业能力分布.45 图表 30 初创企业能力分布.45 图表 31 跨界玩家企业能力分布.46 图表 32 AI 企业能力分布.47 图表 33 原生机器人厂商能力分布.47 图表 34 全球主要人形机器人对比.48 图表 35 北京、上海、深圳人形机器人相关政策.51 图表 36 北京智能机器人产业空间布局.53 图表 37 北京智能机器人产业创新模式.54 图表 38 上海智能机器人“3+X”空间布局.55 图表 39 上海市智能机器人科技创新主体.56 图表 40 深圳市智能机器人科技创新主体.57 图表 41 2022-2024 年 Q1 中国人形机器人相关领域获融资情况.58 图表 42 中国主要人形机器人企业融资情况（截至 2024Q1）.58 图表 43 中国人形机器人行业主要投资机构代表（排名不分先后）.59 图表 44 人形机器人专利申请 Top10 国家及专利数概览.62 图表 45 人形机器人专利申请人 Top15 及专利数概览.63 图表 46 机器人各部位关键技术攻关.64 图表 47 大模型发展现状与挑战对比.65 图表 48 国内外科技巨头 AI 大模型产品对比.66 图表 49 2024-2030 年全球人形机器人市场空间测算.79 图表 50 2024-2030 年中国人形机器人市场空间测算.81 图表 51 2023 年全球主要人形机器人应用场景及市场推广计划.83 图表 52 工业领域主要应用机器人类型.85 图表 53 2017-2023 年工业/移动机器人本体均价（单位：万元/台）.86 图表 54 PC 产品制造层级与自动化技术难度分布.87 图表 55 医疗保健与康复领域主要应用机器人类型.90 图表 56 人形机器人应用路径与应用场景价值图谱.94 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）9/163 第一部分第一部分 产业篇产业篇 第一章第一章 人形人形机器人机器人产业产业发展概况发展概况 第一节第一节 人形人形机器人机器人定义与分类定义与分类 一、人形机器人的定义一、人形机器人的定义人形机器人是一种仿生机器人，指形状及尺寸与人体相似，能够模仿人类运动、表情、互动及动作的机器人，并具有一定程度的认知和决策智能。人形机器人建立在多学科基础之上，集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，来实现拟人化的功能，环境适应更通用、任务操作更多元、人机交互更亲和，是有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，将深刻变革人类生产生活方式，是一个国家高科技实力和发展水平的重要标志。人形机器人相比其他机器人，对智能感知、运动控制、智能决策、人机交互的综合能力要求更高。智能感知方面，智能感知方面，需要配备多种传感器，能够感知非结构化场景并根据不同的情况做出相应的反应。运动控制方面，运动控制方面，需要人形机器人具备高度的精确性和灵敏度、良好的稳定性和平衡控制能力，精确地模仿人类的行走、跑步、抓取等动作，实时响应各种传感器的输入和环境变化。智能决策方面，智能决策方面，可通过人工智能技术，根据环境、任务和目标等信息，自主地做出最优的决策，以实现自主导航、任务执行、人机交互等功能，需要高效的算法和强大的计算能力，以处理大量的信息和数据。人机交互方面，人机交互方面，需要对自然语言进行识别与处理，以便机器人能够理解用户的指令、问题或指导，需要具备情感识别技术，识别用户情感状态，提供更人性化的互动体验。此外，对手势与动作的识别、多模态交互等方面也有着较高的要求。二、人形机器人的构造二、人形机器人的构造人形机器人通常由环境感知模块、决策控制模块、运动控制模块、机械本体模块等多个模块组成，各模块间协同工作，以实现人形机器人的智能运作。中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）10/163 图表图表 1 1 人形机器人系统构造及介绍人形机器人系统构造及介绍 构成部分构成部分 相关介绍相关介绍 环境感知模块 包含各类视觉传感器、音频传感器、触觉传感器、运动传感器等，用于感知环境，获取关于周围世界的信息。决策控制模块 人形机器人的“大脑”，通常由控制器、信号处理器、芯片等构成，运行人形机器人的软件程序，实现人形机器人的决策、规划、协调、学习等功能。运动控制模块 人形机器人的“小脑”，是人形机器人的动力和控制系统，负责实现人形机器人的动态平衡、步态规划、关节协调等功能的模块，它通常由运动控制器、驱动器、执行器与运动控制算法组成。机械本体模块 是人形机器人的“机械肢”、“机械体”，包含骨架、关节、手脚、皮肤等，提供机器人的基本形状和支撑结构，是模拟人体关节以实现运动、完成抓取物体和行走的物理基础。人机交互模块 包含语音识别与合成、自然语言处理和显示屏、LED 或触摸屏，使人形机器人能够与人类进行有效的交互，借助物理或虚拟界面，使用户能够直接与人形机器人互动。电池管理模块 负责监测和控制机器人电池状态和性能的模块，为人形机器人运行提供动力支持，通常由电池管理系统（BMS）、电池充电器、电池电量监测器等组成。通信模块 使机器人能够与其他设备、云服务或其他机器人进行通信，包含无线模块（如 Wi-Fi、蓝牙）、有线接口（如以太网端口、USB 端口）等。安全模块 是负责保证人形机器人在运行过程中不会对自身、人类或环境造成伤害的模块，具备紧急停止机制、故障监测等功能。资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）11/163 三、人形机器人的主要类别三、人形机器人的主要类别根据人形机器人的形态，可以将其分为轮式人形机器人、足式人形机器人、全能型人形机器人，各类型人形机器人产品介绍如下：图表图表 2 2 人形机器人按形态分类对比人形机器人按形态分类对比 类型类型 介绍介绍 图示图示 轮式人形机器人 主要采用轮式驱动+协作机人手臂+灵巧手方案，强调触觉传感器+灵巧手的操作功能，同时兼备移动能力。足式人形机器人 强调机器人的腿部运动能力，手部基本只用作平衡。全能型人形机器人 具备双足+双臂+双手+各类感知+人工智能的功能，以全面的软硬件基础，适应开放环境中的多任务。资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理 根据应用场景，可以将人形机器人分为医疗型人形机器人、军事型人形机器人、教育型人形机器人、娱乐型人形机器人、服务型人形机器人、工业型人形机器人、通用型人形机器人，各类型介绍如下：中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）12/163 图表图表 3 3 人形机器人按应用场景分类对比人形机器人按应用场景分类对比 类型类型 介绍介绍 代表产品代表产品 医疗型人形机器人 可以协助医生进行手术、诊断、康复、护理等任务。Robear 等 教育型人形机器人 可作为教学辅助工具，提供互动式的学习和教育内容。NAO、Alpha Ebot 等 娱乐型人形机器人 可以与人类进行互动，提供陪伴、娱乐和放松的功能。RoboThespian、CyberOne 等 军事型人形机器人 主要用于军事领域，可以执行侦察、战斗、救援等任务。FEDOR 等 服务型人形机器人 可以在酒店、餐厅、商场、家庭等场所提供服务。ASIMO、Busboy、WalkerX、达闼 XR-1 等 工业型人形机器人 主要用于工业生产及物流领域，可用于货物搬运、生产制造等场景。Digit、远征 A1 等 通用型人形机器人 可用于工业、服务、教育、医疗等多个领域。Fourier GR-1、Optimus、Unitree H1 等 资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理 人形机器人的驱动器是机器人运动的关键部件，它负责将其他能量转化为机械能，使机器人得以运动，根据驱动器动力来源的不同，可将人形机器人划分为电机驱动型、液压驱动型、气压驱动型、形状记忆金属、混合驱动型等人形机器人。图表图表 4 4 人形机器人按驱动类型分类对比人形机器人按驱动类型分类对比 类型类型 介绍介绍 优点优点 缺点缺点 电机驱动型 通过电机来驱动机器人的关节旋转或实现其他运动。控制精度高、响应速度快、可靠性高，能够实现复杂的动作和运动。功耗较高、需要较大的空间和重量限制，以及需要采取措施防止过热和过载等问题。液压驱动型 通过液体压缩泵产生高压液体，高压液体对输出机构做功产生力。输出力矩大、动作速度快、稳定性高，能够实现高负载和复杂动作。需要配套液压系统和油路等设施，相对比较复杂，维护和保养也较为困难。中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）13/163 气压驱动型 利用气动执行元件将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动关节和肢体运动。清洁、无污染，操作简单，低成本，易于维护和保养。输出力和稳定性相对较低，无法实现高负载和复杂动作。形状记忆合金驱动型 具有形状记忆效应和伪弹性特性，可以在加热后发生形状变化，从而产生驱动力。目前，人形机器人领域对形状记忆合金驱动的研究主要集中在灵巧手部位。不需要复杂的控制系统和电源，具备结构简单、功重比大、轻量化、小型化等特点。形状记忆合金成本较高，对于人形机器人大规模生产和商业化应用会增加成本压力。混合驱动型 结合不同的驱动方式和技术，以实现更灵活、智能、自适应的运动和互动。目前以电机驱动和液压驱动结合为主。结合不同驱动方式的优点，以电机驱动和液压驱动结合为例，具有输出力矩大、稳定性高、控制精度高、可实现复杂运动和动作。维护和保养成本高，需要关注不同驱动部分，且考虑到协同作业，控制系统的设计和实现更为复杂。资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）14/163第二节 人形机器人发展现状分析 第二节 人形机器人发展现状分析 从 15 世纪达芬奇绘制出世界上第一份人形机器人手稿，到 1973 年早稻田大学研发出的世界第一款人形机器人 WABOT-1，再到特斯拉 Optimus 引发对人形机器人产业化、商业化的探索，人形机器人产业从萌芽概念阶段已经进入产业化落地前期。图表 5 人形机器人产业发展阶段 图表 5 人形机器人产业发展阶段 阶段 阶段 时间 时间 介绍 介绍 智能化水平智能化水平 萌芽概念阶段 1960 年以前 这一阶段主要探索制造具有人类外形的机器人，人形机器人概念主要基于科幻小说和电影中的想象，并没有实际的人形机器人产品出现。/早期发展阶段 1961 年-2000 年 这一期间，主要通过电机、舵机和传动装置等机械部件实现人形机器人的基本动作和姿态，但功能相对较为简单，只能进行简单的动作和姿态模拟。低 高度集成阶段 2001 年-2015 年 随着传感器、控制器和执行器等技术的进步，人形机器人开始进入系统高度集成阶段。这一阶段的机器人可以实现更加复杂的动作和姿态，同时具备了一定的感知和认知能力。例如，可以通过传感器感知环境，通过控制器进行决策和控制，通过执行器实现各种动作和姿态。较低 高动态运动阶段 2016 年-2023 年 随着人工智能技术的进步，人形机器人可以实现高度动态和灵活的动作和姿态，同时具备了更好的环境适应性和智能性。例如，波士顿动力公司的Atlas人形机器人可以在复杂的环境中实现高动态的运动控制，具备了自主导航、避障、目标跟踪等功能。中 产业化落地阶段 2024 年及以后 当前人形机器人产业处于产业化落地前期，随着相关技术的发展与成熟，全球范围内的多家企业开始加码人形机器人，人形机器人产业化进程将进一步加速。较高 资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理 人形机器人产业发展至今，在本体结构、智能感知、驱动控制等领域积累的丰富技术成 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）15/163 果，技术推动从早期日本主导，演变为日本、中国、欧美共同驱动行业技术创新。同时，人形机器人的研究领域不断拓展，从早期实验室的科研场景，向工业、服务、军事等领域不断探索。此外，随着人工智能大模型的出现，为人形机器人环境感知、行为控制、人机交互能力的增强提供了新路径，使其能够更好地适应复杂环境和任务，提高其自主性和交互性。一、国外人形一、国外人形机器人发展机器人发展现状现状分析分析国外人形机器人研究起步较早，美、日、俄罗斯等国家持续推动人形机器人的发展，探索人形机器人在军事、医疗、教育、物流、仓储、工业等领域的应用，积极开展关键技术攻关和新兴技术赋能，在关节设计、动力驱动、感知和控制等关键方向取得了大量成果。同时，在软件系统层面，谷歌、微软、英伟达等在人形机器人运动控制算法、AI 大模型领域已形成一定积累。目前，国外人形机器人行业产业链日趋完善，波士顿动力、本田、特斯拉、Figure AI等企业相继推出了自身的人形机器人产品，但仅局限于特定空间、特定场景下的运作能力展示，距离商业化、产业化仍有一定距离。同时，人形机器人有望成为具身智能最佳的载体之一，随着人工智能进入高速发展阶段，在人工智能赋能及驱动下，国外人形机器人产业化进程开始提速。图表图表 6 6 国外部分企业人形机器人代表产品列举国外部分企业人形机器人代表产品列举 公司公司 产品产品 技术参数技术参数 产品介绍产品介绍 应用场景应用场景 特斯拉 Optimus Gen-2 高 1.72 米(5 英尺 8 英寸)，重 57kg，负载20kg(手臂附加 5kg)，行动速度最高可达 8公里/小时，全身自由度约有 52 个。自研执行器和传感器；相比第一代颈部新增两个自由度驱动；步行速度上相比前一代提升30%；增加脚部力/扭矩传感器；11 个自由度灵巧手增加触觉传感器，抓取得到进化；在保持性能的情况下，体重相比第一代减重 10kg。工业制造、仓储物流、家庭服务等领域 波士顿动力 Atlas 高 1.5 米、重 89kg，自由度 28 个，膝关节扭矩高达 890Nm，髋关节扭矩达 840Nm，行走速度达 2.5m/s。采用电动+液压混合驱动模式，具有高负载驱动特性；使用 3D 打印技术制作机器人的腿部，将伺服阀、执行器、液压管路完全嵌入到四肢机构件中；可在障碍环境内做出跳跃、俯冲翻滚、空翻等一系列高难度全身动作。军事、工业制造等领域 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）16/163 Agility Robot Digit 高175cm，重 小 于65kg，最 多 可 承 载16kg。采用可充电锂电池供电，续航能力达 16 小时；新版 Digit 增加了头部和机械手，安装头部可以提供人机交互（HRI）焦点，手部呈小爪状，可以在保持平衡的状态下搬运和装卸货物。仓储物流 本田 ASIMO 高 1.3 米，重 50kg，共有 57 个自由度，单手抓力 0.5kg，跑步速度为 7km/s。可跑步、单腿跳跃、上下阶梯、踢足球和开瓶倒茶倒水；具备人工智能 AI 功能，能够理解人类的语言、声音和手势，并根据指令做出相应的动作。服务领域 Engineered Arts Ameca 重 49kg，高 1.87m，身体共有 52 个模块，支持 51 种关节运动。结合 AI 与 AB(Artificial Body)技术，底层系统是机器人操作系统 Tritium 和工程艺术系统Mesmer。娱乐领域 1X Technologies NEO 高 167cm，重 30kg，4km/h（步行）、12km/h（跑步），承载 20kg，续航能力 2-4h。产品轻量化，采用“无齿轮”设计理念。安保巡逻、仓储物流等领域 Figure AI Figure 01 身高 167cm，重 60kg，设计承载 20kg，步速1.5m/s，续航 5 小时。Figure 宣言“要做世界上第一个商业上可行的通用人形机器人”，采用的的端到端（End to End）训练方式，具有稳步行走、自主捡物品、搬运物品和自主导航的能力。制造、运输、物流仓储、家庭服务等领域 资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理 二、中国人形二、中国人形机器人发展机器人发展现状现状分析分析我国的人形机器人研究开始于 20 世纪 90 年代。前期，在国家“863”计划、国家自然科学基金，以及其他部门及地方的资助下，科研院所成为推动我国人形机器人产业进步的关键力量，期间国防科技大学、哈尔滨工业大学、清华大学、北京理工大学、浙江大学、中国科学院自动化所等多家科研院所，取得了丰硕的研究成果。后续，随着优必选、宇树科技、傅利叶智能、智元机器人等创业企业，小米、科大讯飞等科技大厂，小鹏等造车新势力的入局，我国人形机器人产业实现了从“追赶式创新”到“开拓式创新”的跨越。经过多年发展，我国人形机器人产业在基础器件、新材料与新结构、控制理论、识别算法、智能理论等领域已取得重要进展，研制出了轮式、足式等多种人形机器人样机，场景覆 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）17/163 盖科研、物流、工业制造、教育、服务等多个场景，总体技术水平已基本达到了国际先进水平，但在关键基础部件、操作系统、整机产品、AI 大脑和产业生态等方面仍存在短板弱项。现今，我国正加大人形机器人产业扶持力度，通过政策指引、政府扶持、企业及科研院所攻坚的方式，以实现人形在重点领域的批量化创新性应用，抢占人形机器人产业发展先机。图表图表 7 7 国国内内部分企业人形机器人代表产品列举部分企业人形机器人代表产品列举 公司公司 产品产品 技术技术参数参数 产品介绍产品介绍 应用场景应用场景 优必选 Walker X 高 1.3 米，重 63kg，41 个高性能伺服驱动关 节，行 走 速 度3km/h，全 身 负 载10kg,双手负载 3kg。搭载高性能伺服关节以及多维力觉、多目立体视觉、全向听觉和惯性测距等全方位的感知系统；全面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大幅提高，实现平稳快速的行走和精准安全的交互。服务领域 傅利叶智能 GR-1 高 1.65 米，重 55kg，步行速度5km/h，44个全身自由度，全身由32 个 FSA 关节构成，最大模组峰值扭矩230N.m。GR-1 采用了高度可扩展的设计，可实现更多的 AI 模型与算法验证；动作方面具备直腿行走快速行走、敏捷避障稳健上下坡,应对冲击干扰与人协同完成动作等功能。工业制造、服务等领域 宇树科技 Unitree H1 高 1.8 米，重 47kg，峰 值 扭 矩 密 度189N.m/Kg，最大关节扭矩 N.m，360 行走速度1.5m/s，潜在运动潜能5m/s。拥有稳定的步态和高度灵活的动作能力，能够在复杂地形和环境中自主行走和奔跑；360深度感知，配有 3D激光雷达+深度相机，实时获取高精度空间数据，实现全景扫描；设计 M107关节电机，运动灵活度、速度、负载能力、续航得到提升。工业制造、服务等领域 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）18/163 小米 CyberOne 身 高 177cm，体 重52kg，具备 21 个自由度，行走 3.6km/h，最大负荷 1.5kg。环境感知方面，自研的 Mi-Sense 深度视觉模组+AI算法帮助CyberOne实现对真实世界的三维虚拟重建。情绪感知上，CyberOne 搭载自研 MiAI 环境语义识别引擎和 MiAI 语音情绪识别引，能够实现 85 种环境音识别和 6大类 45 种人类情绪识别。娱乐、服务等领域 智元机器人 远征 A1 身 高 170cm，体 重55kg，步 行 速 度7km/h，单臂最大负载5kg。自研了关节电机 PowerFlow、灵巧手SkillHand、反曲膝设计等关键零部件，以此提升具身智能机器人的能力、同时降低成本。工业制造等领域 鹏行智能 PX5 单臂最大负载（3kg）/机械臂自重（5Kg 自重），负载自重比超0.6，最大末端线速度1m/s。超轻重量、高负载重量比的机械臂、11 自由度的灵巧手，使其能够完成类似于人类的柔顺抓取操作、搬运操作，即使面对面巾纸、柔性小球等物品，机器人灵巧的双手都能够很好地应对和处理。工业制造、服务等领域 乐聚机器人 夸父（KUAVO）体重 45KG，全身自由度 26 个，步速最高可达 4.6 公里/小时，快速连续跳跃高度超过20cm。是国内首款可跳跃、可适应多地形行走的开源鸿蒙人形机器人；现阶段机器人已经能够成功实现任务作业、规划导航等功能；借助其强大的运动控制性能，机器人还可以完成复杂地形自主行走、持续连续跳跃等系列高难度运动。第一阶段教育科研，第二阶段特种、工厂、医疗，第三阶段进入家庭等民生领域 资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）19/163第二章第二章 人形机器人产业链发展分析人形机器人产业链发展分析人形机器人产业链主要由上游零部件、中游人形机器人本体及下游终端应用等环节组成。目前，由于人形机器人尚未在下游终端应用领域实现规模化商业落地，且部分核心零部件在人形机器人领域的应用尚未得到充分验证。因此，我国人形机器人供应链仍处于持续构建中，随着人形机器人创新体系的逐步建立，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术的持续突破，我国将有望逐步形成高效可靠的人形机器人产业链、供应链体系。图表 8 人形机器人产业链图谱 图表 8 人形机器人产业链图谱 资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）20/163 第一节第一节 人形机器人上游核心零部件分析人形机器人上游核心零部件分析 人形机器人的上游包括减速器、电机、丝杠、控制器、传感器等硬件部分，以及软件系统部分。在整条产业链中，从长期来看，最具价值的部分在于软件部分，即能够自研或掌握运动控制、人工智能算法等核心技术者，将掌控人形机器人的中枢与大脑，某种程度上将有望在技术层面主导人形机器人的发展方向和发展节奏；从当下看，价值占比高、增量空间大的主要是传感器、减速器、电机、丝杠等核心零部件。图表图表 9 9 人形机器人主要原材料和零部件介绍人形机器人主要原材料和零部件介绍 模块模块 介绍介绍 机械结构零部件机械结构零部件 零部件包括机器人的关节、轴承、齿轮等，它们的设计和制造决定了机器人的机械性能和运动精度。电机电机 电机是人形机器人中最常用的驱动器件之一，人形机器人通常采用高性能、高精度和高响应速度的电机来驱动关节和执行器。人形机器人常用的电机类型包括永磁同步电机、永磁直流电机、无刷直流电机、空心杯电机、步进电机和无框力矩电机。传感器传感器 人形机器人需要传感器来感知周围的环境和物体。常用的传感器有视觉传感器、力传感器、惯性传感器、温度传感器等。传感器的种类和性能影响着机器人的感知能力和精度。控制器控制器 控制器是人形机器人的大脑，负责机器人的运动控制和行为决策。包括计算机、控制芯片和通信模块等，通常由本体集成厂商自主研发。电池电池 电池是为机器人提供电能的关键部件，不同类型的电池，例如镍氢电池、锂电池和钛酸锂电池，具有不同的性能和安全性能，直接影响机器人的续航能力和使用寿命，市面上人形机器人产品多数使用动力锂电池方案。减速器减速器 减速器是机器人中用于降低电机转速的装置，能够提高机器人关节的扭矩输出和运动精度。人形机器人主要使用谐波减速器和行星减速器，少数部位会用 RV 减速器。驱动器驱动器 用于控制电机旋转的装置，不同类型的驱动器有着不同的性能和应用范围，例如普通驱动器、步进驱动器、伺服驱动器等等。人形机器人的驱动器必须做到体积小、重量轻、轴向尺寸短、高功率密度、高能量利用效率、精度可控、耐冲击性等特性，结合机器人整机结构和控制系统设计优化，才能保证其关节动作的高效执行。金属材料金属材料 人形机器人需要使用大量的金属材料，例如铝合金、钢、铜等。金属材料的特点是硬度高、强度大、导电性好等，适合用于机器人的机械结构和关节部件。中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）21/163 塑料材料塑料材料 塑料材料是人形机器人中广泛应用的一种原材料，包括 ABS、PVC、PE 等等。塑料材料的特点是重量轻、绝缘性好、可塑性高等，适合用于机器人的外壳和零部件。PEEKPEEK 材料材料 PEEK 材料是全球性能居前的热塑性材料之一，属于特种高分子材料，具有非常好的耐热、耐磨、耐辐射等优异性能，主要用于替代金属材料，在“以塑代钢”“轻量化”的大背景下，PEEK 以其优异的性能在中高端领域逐步替换金属材料的使用。资料来源：高工机器人产业研究所（GGII）当前，人形机器人领域核心零部件国产化空间较大，且核心零部件的攻克是人形机器人量产化的先决条件，零部件的国产化将为人形机器人在性能、成本、可靠性、安全性和技术创新等方面提供更多的可能性，助力人形机器人产业化进程。图表图表 1010 人形机器人零部件应用示意图人形机器人零部件应用示意图 资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理 一、一、核心零部件核心零部件1 1、减速器、减速器 减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动机与工作机之间的减速传动装置。在原动机和工作机或执行机构之间起 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）22/163 匹配转速和传递转矩的作用。绝大部分电机负载大、转速高，不适宜用原动机直接驱动，而减速器能够将电动机、内燃机或其他高速运转的动力通过输入轴上齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速目的。在人形机器人领域，减速器与电机、传感器、驱动器等构成关节执行器，当前 RV 减速器、谐波减速器、行星减速器在人形机器人领域具有一定的适配性，各减速器对比情况如下：图表图表 1111 人形机器人领域减速器对比人形机器人领域减速器对比 维度维度 R RV V 减速器减速器 谐波减速器谐波减速器 行星减速器行星减速器 图示图示 技术特点技术特点 通过多级减速实现传动，一般由行星齿轮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，结构较复杂。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、体积及重量大幅度下降。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。工作原理工作原理 偏心轮驱动摆线针齿轮进行旋转，通过摆线针齿轮的连续啮合实现减速。波发生器产生谐波运动，驱动柔性铰链轮实现减速输出。行星轮在太阳轮的驱动下转动，实现减速输出。功率密度功率密度 相对较低 高 相对较低 传动效率传动效率 可达 95%以上 可达 90%以上 可达 80%以上 传动精度传动精度 较高 高 较高 输出扭矩输出扭矩 大 中 小 可靠性可靠性 较高 相对较低 较高 成本成本 高 较高 低 人形机器人人形机器人腰部、髋关节等 肩关节、肘关机、腕关节、手部、膝关节、踝关节 中国人形机器人产业发展蓝皮书（2024）23/163 使用部位使用部位 腰部、颈部等 等 资料来源：公开资料，高工机器人产业研究所（GGII）整理 当前，我国精密减速器行业已出现绿的谐波、来福谐波、同川精密、大族精密、环动科技、中大力德等企业，很大程度上推动了精密减速器的国产化进程。在谐波减速器方面，国产谐波减速器替代相对明显，我国自主生产的谐波减速器在性能与可靠性方面已初步达到国际主流水平。在 RV 减速器方面，由于 RV