深圳“20+8”之智能机器人产业——发展机遇与技术趋势探析.pdf

主讲人：前瞻产业研究院院长主讲人：前瞻产业研究院院长徐文强徐文强报告制作：蔡雨晴、陈碧杨报告制作：蔡雨晴、陈碧杨深圳“深圳“20+8”20+8”之智能机器人产业之智能机器人产业发展机遇与技术趋势探析发展机遇与技术趋势探析前瞻产业研究院2024年4月报告主创：徐文强院长报告制作：郑玉琴目录目录CONTENT01 深圳市智能机器人产业优势机遇深圳市智能机器人产业优势机遇03 智能机器人产业技术发展趋势与突破方向智能机器人产业技术发展趋势与突破方向02 深圳市智能机器人产业发展挑战深圳市智能机器人产业发展挑战04 深圳市智能机器人产业发展总结与建议深圳市智能机器人产业发展总结与建议现状现状&机遇机遇1.4 1.4 深圳市智能机器人产业政策机遇深圳市智能机器人产业政策机遇1.5 1.5 深圳市智能机器人产业发展机遇总结深圳市智能机器人产业发展机遇总结1.3 1.3 深圳市智能机器人产业基础深圳市智能机器人产业基础1.1 1.1 机器人产业界定及分类机器人产业界定及分类1.1.1 1.1.1 机器人产业界定及分类机器人产业界定及分类根据国家标准对机器人的定义，机器人是指具有两个或两个以上可编程的轴，以及一定程度的自主能力，可在其环境内运动以执行预定任务的执行结构。机器人的机器人的定义定义具有两个或两个以上可编程的轴，以及一定程度的自主能力，可在其环境内运动以执行具有两个或两个以上可编程的轴，以及一定程度的自主能力，可在其环境内运动以执行预定任务的执行结构。预定任务的执行结构。国家标准国家标准工业机器人工业机器人个人个人/家用服务机器人家用服务机器人公共服务机器人公共服务机器人特种机器人特种机器人中国电子学会中国电子学会工业机器人工业机器人服务机器人服务机器人特种机器人特种机器人机器人产业机器人产业分类分类资料来源：机器人分类（GB/T 39405-2020）中国电子学会 前瞻产业研究院整理1.1.2 1.1.2 本报告中智能机器人产业研究范围界定本报告中智能机器人产业研究范围界定2024年3月，深圳市工业和信息化局发布关于加快发展新质生产力进一步推进战略性新兴产业集群和未来产业高质量发展的实施方案（2.0版“20+8”产业政策）将机器人产业划入基础支撑类产业集群，智能机器人产业划入未来产业。由于官方并未给出具体产业界定，本报告结合深圳市相关政策本报告结合深圳市相关政策文件以“具身智能”解释“智能”二字，以“人形机器人”为“智能机器人产业”主要研究范围。文件以“具身智能”解释“智能”二字，以“人形机器人”为“智能机器人产业”主要研究范围。资料来源：前瞻产业研究院整理聚焦通用大模型、智能算力芯片、智能传感器、智智能机器人能机器人、智能网联汽车等领域，实施人工智能科技重大专项扶持计划，重点支持打造基于国内外芯片和算法的开源通用大模型；支持重点企业持续研发和迭代商用通用大模型；开展通用型具身智能机通用型具身智能机器人器人的研发和应用。实施核心技术攻关载体扶持计划，支持科研机构与企业共建5家以上人工智能联合实验室，加快组建广东省人形机器人人形机器人制造业创新中心。深圳市加快推动人工智能高质量发展高水平深圳市加快推动人工智能高质量发展高水平应用行动方案（应用行动方案（2023202320242024年）年）（节选）（节选）具身智能具身智能根据中国计算机学会专家的定义，具身智能是根据中国计算机学会专家的定义，具身智能是指一种基于物理身体进行感知和行动的人工智指一种基于物理身体进行感知和行动的人工智能系统，其通过智能体与环境的交互获取信息、能系统，其通过智能体与环境的交互获取信息、理解问题、做出决策并实现行动，从而产生智理解问题、做出决策并实现行动，从而产生智能行为和适应性。能行为和适应性。人形机器人人形机器人根据工信部印发的根据工信部印发的人形机器人创新发展指导人形机器人创新发展指导意见意见，称人形机器人集成人工智能、高端制，称人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，有望成为继计算机、造、新材料等先进技术，有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品。智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品。1.2.1 1.2.1 深圳智能机器人产业基础：机器人产业规模稳步增长深圳智能机器人产业基础：机器人产业规模稳步增长资料来源：深圳市机器人协会2023年深圳市机器人产业发展白皮书 前瞻产业研究院整理近年来，深圳智能机器人产业发展迅速，产业规模稳步增长产业规模稳步增长。2023年机器人产业链总产值为1787亿元，同比增长8.7%。同时，深圳还是2023年我国机器人产业投融资事件最多的城市产业投融资事件最多的城市。融资事件主要集中在服务机器人、工业机器人、机器人零部件、医疗机器人、人工智能等5大领域，新型核心零部件及人工智能中的机器视觉成为投资热门方向20182018-20232023年深圳市机器人产业总产值（单位：亿元）年深圳市机器人产业总产值（单位：亿元）11781257143415821644178720182019202020212022202320232023年全国机器人产业投融资事件年全国机器人产业投融资事件TOP3TOP3城市（单位：起）城市（单位：起）394051上海北京深圳1.2.2 1.2.2 深圳智能机器人产业基础：工业机器人是重要产值构成深圳智能机器人产业基础：工业机器人是重要产值构成资料来源：深圳市机器人协会2023年深圳市机器人产业发展白皮书 前瞻产业研究院整理从产值构成来看从产值构成来看，2023年深圳工业机器人产值占比62%，非工业机器人为38%，近两年产值结构较为稳定。具体来看，2023年深圳工业机器人产值1108亿元，同比增长7.26%；非工业机器人产值678亿元，同比增长11.13%。按产值区域分布划分，南山区与宝安区的机器人产值位居深圳前列按产值区域分布划分，南山区与宝安区的机器人产值位居深圳前列。20232023年深圳市机器人产业产值结构（单位：亿元，年深圳市机器人产业产值结构（单位：亿元，%）11081108,62%62%678678,38%38%工业机器人非工业机器人20232023年深圳市分区机器人产值占比数据（单位：年深圳市分区机器人产值占比数据（单位：%）30.15%34.84%35.01%其他宝安区南山区1.2.3 1.2.3 深圳智能机器人产业基础：机器人产业链条建设基本完备深圳智能机器人产业基础：机器人产业链条建设基本完备资料来源：前瞻产业研究院整理上游：核心零部件及软件系统上游：核心零部件及软件系统中游：机器人制造及系统集成中游：机器人制造及系统集成下游：应用下游：应用制造业制造业商业社区服务商业社区服务商贸物流商贸物流能源能源医疗健康医疗健康教育教育安全应急等安全应急等AIAI芯片芯片传感器传感器控制控制器器伺服系伺服系统统人工人工智能智能SLAMSLAM技技术术云服务云服务操作操作系统系统软件系统开发软件系统开发减速器减速器 长盈精密 得润电子 立讯精密 汇川技术 雷赛智能核心零部件核心零部件 腾讯云 金蝶 华为云机机器器人人制制造造及及系系统统集集成成 奥比中光 彩讯科技 盛视科技 优必选 优必选 大道智创 勇艺达 汇川技术 长盈精密 优必选 普渡 云天励飞 峰岹科技 奥比中光速腾聚创汇川技术万讯自控奥比中光连接连接器器大族机器人朗宇芯科技固高科技振邦智能 同川科技 大族谐波 山卓谐波1.2.4 1.2.4 深圳智能机器人产业基础：培育了一批本土企业深圳智能机器人产业基础：培育了一批本土企业深圳机器人产业链条建设基本完备，基础技术实力充足，在自动化控制器、无人化设备等领域具有一定优势，并且培育壮大了一大批优秀本土机器人企业培育壮大了一大批优秀本土机器人企业。代表性人形机器人企业主要有：人形机器人第一股优必选、乐聚、帕西尼感知科技等。人形机器人零部件代表性企业主要有：汇川技术、同川科技、奥比中光等。资料来源：公司官网 前瞻产业研究院整理人形机器人 Walker X多维度触觉传感器 PX-6AX触觉人形机器人 Tora人形机器人全系列产品1.2.5 1.2.5 深圳市人形机器人代表性企业：优必选科技深圳市人形机器人代表性企业：优必选科技资料来源：优必选 前瞻产业研究院整理优必选科技是深圳市乃至全球人形机器人领先企业，其人形机器人Walker是中国首个商业化的大型人形机器人。2023年，优必选研发了应用于工业领域的人形机器人Walker S，并与多家新能源汽车头部企业合作，分阶段规划人形机器人在制造业场景中的应用。2024年，Walker S与百度文心大模型合作共同探索中国共同探索中国AIAI大模型大模型+人形机器人的应用人形机器人的应用。优必选优必选Walker SWalker S在合肥蔚来新能源汽车工厂“实训”在合肥蔚来新能源汽车工厂“实训”20232023-20332033年优必选人形机器人制造业场景落地规划年优必选人形机器人制造业场景落地规划20232023-20242024年年以新能源汽车制造场景为切入点，实现人形机实现人形机器人在搬运、涂料等工器人在搬运、涂料等工业场景中的测试业场景中的测试。20252025-20272027年年20282028-20332033年年逐步拓展到中等难度任务，并重点打造3-5个专用场景下的应用，逐渐逐渐实现规模商业化，同时实现规模商业化，同时横向拓展到消费电子制横向拓展到消费电子制造业等行业。造业等行业。进一步拓展到较为复杂的任务场景，具备超过具备超过10+10+种技能，成为多任务种技能，成为多任务通用型工业人形机器人。通用型工业人形机器人。1.3.1 1.3.1 深圳智能机器人产业政策机遇深圳智能机器人产业政策机遇2014年深圳提出打造国际化的机器人产业基地。深圳开始加大对智能机器人产业的支持力度。2022年深圳提出1.0版“20+8”大力发展智能机器人产业集群，并出台一系列支持政策。20142014年年深圳市机器人、可穿戴设备和智能装备产业发展规划（深圳市机器人、可穿戴设备和智能装备产业发展规划（2014201420202020年）年）规划规划深圳市机器人、可穿戴设备和智能装备产业发展政策政策政策深圳市机器人、可穿戴设备和智能装备产业深圳市机器人、可穿戴设备和智能装备产业20152015年“创新链年“创新链+产业链”融合专产业链”融合专项扶持计划项扶持计划政策政策关于征集深圳市机器人、可穿戴设备和智能装备产业专家的通知政策政策关于征集机器人、可穿戴设备和智能装备产业市级工程实验室及公共技术服务平台组建重点领域的通知政策政策关于征集机器人、可穿戴设备及智能装备产业市级工程实验室组建重点领域的通知政策政策起起步步期期支支持持期期深圳新一代人工智能发展行动计划（2019-2023年）规划规划深圳市加快推动人工智能高质量发展高水平应用行动方案（20232024年）政策政策关于发布2024年战略性新兴产业扶持计划（工业母机、智能机器人、低空经济、精密仪器、海洋装备、轨道交通装备、医疗装备）项目申报指南的通知政策政策深圳市科技创新“十四五”规划规划规划大大力力发发展展期期20152015年年20192019年年20222022年年深深圳圳智智能能机机器器人人产产业业政政策策历历程程将智能机器人列入“20+8”产业集群之一，大力推动智能机器人产业发展提出打造国际化的机器人产业基地20162016年年20172017年年深圳市工业和信息化局战略性新兴产业发展专项资金扶持计划操作规程政策政策关于发展壮大战略性新兴产业集群和培育发展未来产业的意见关于发展壮大战略性新兴产业集群和培育发展未来产业的意见政策政策深圳市培育发展智能机器人产业集群行动计划（深圳市培育发展智能机器人产业集群行动计划（20222022-20252025年）年）政策政策20232023年年深圳市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二三五年远景目标的建议规划规划20202020年年关于加快发展新质生产力进一步推进战略性新兴产业集群和未来产业高质量发展的实施方案政策政策20242024年年2024年2.0版“20+8”做出调整。将智能机器人调整至“20+8”产业集群中八大未来产业之一强调开展通用型具身智能机器人的研发和应用资料来源：前瞻产业研究院整理1.3.2 1.3.2 深圳“深圳“20+8”20+8”产业集群政策：产业集群政策：1.01.0版“版“20+8”20+8”产业政策产业政策深圳七大战略新兴产业及深圳七大战略新兴产业及2020大产业集群大产业集群产业产业序号序号聚焦集群方向聚焦集群方向产业产业序号序号集群集群/方向方向新一代信息技术1网络与通信绿色低碳13新能源2半导体与集成电路14安全节能环保3超高清视频显示15智能网联汽车4智能终端新材料16电子信息材料、新能源材料、结构和功能材料、生物材料、前沿新材料、材料基因组等5智能传感器生物医药17高端医疗器械数字与时尚6软件与信息服务18生物医药7数字创意19大健康8现代时尚海洋经济20海洋工程装备和辅助设备、海洋通信技术与设备、海洋交通设备、海洋能源、海洋生物医药、海洋养殖和深加工、海洋环保等高端装备制造9工业母机10智能机器人11激光与增材制造12精密仪器设备深圳八大未来产业深圳八大未来产业产业产业序号序号产业产业5-10年内有望成长为战略新兴产业1合成生物2区块链3细胞与基因4空天技术10-15年内有望成为战略新兴产业5脑科学与类脑智能6深地深海7可见光通信与光计算8量子信息资料来源：关于发展壮大战略性新兴产业集群和培育发展未来产业的意见前瞻产业研究院整理2022年6月，深圳市人民政府发布了关于发展壮大战略性新兴产业集群和培育发展未来产业的意见（1.0版“20+8”产业政策）。在在1.01.0版“版“20+8”20+8”产业政策中，智能机器人产业集群属于深圳七大战略新兴产业中高产业政策中，智能机器人产业集群属于深圳七大战略新兴产业中高端装备制造产业的产业集群。端装备制造产业的产业集群。1.3.2 1.3.2 深圳“深圳“20+8”20+8”产业集群政策：产业集群政策：2.02.0版版20+820+8产业集群产业集群资料来源：关于加快发展新质生产力进一步推进战略性新兴产业集群和未来产业高质量发展的实施方案 前瞻产业研究院整理深圳四大战略新兴产业及深圳四大战略新兴产业及2020大产业集群大产业集群产业产业序号序号集群集群产业产业序号序号集群集群战略重点类产业集群1半导体与集成电路优势拓展类产业集群11软件与信息服务2人工智能基础支撑类产业集群12智能传感器3低空经济与空天13高端装备与仪器4新能源14机器人5智能网联汽车15高性能材料6生物医药综合提升类产业集群16数字创意7高端医疗器械17现代时尚优势拓展类产业集群8网络与通信18安全节能环保9超高清视频显示19大健康10智能终端20海洋深圳八大未来产业深圳八大未来产业产业产业序号序号产业产业5-10年内产业规模实现倍数级增长1合成生物2光载信息3智能机器人4细胞与基因10-15年内发展成为战略性新兴产业中坚力量5脑科学与类脑智能6深地深海7量子信息8前沿新材料2024年3月，深圳市工业和信息化局发布关于加快发展新质生产力进一步推进战略性新兴产业集群和未来产业高质量发展的实施方案（2.0版“20+8”产业政策）。在在2.02.0版“版“20+8”20+8”产业政策中，机器人和智能机器人产业政策中，机器人和智能机器人被区分开，机器人产业属于基础支撑类产业集群，智能机器人产业属于未来产业。被区分开，机器人产业属于基础支撑类产业集群，智能机器人产业属于未来产业。1.3.2 1.3.2 深圳智能机器人产业规划目标深圳智能机器人产业规划目标资料来源：深圳市培育发展智能机器人产业集群行动计划（2022-2025年）前瞻产业研究院整理1.0版“20+8”中，智能机器人产业规划目标之一是产业规模提升产业规模提升，到2025年，智能机器人产业增加值达到160亿元。2.02.0版“版“20+820+8”中，作为未来产业智能机器人产业发展目标为”中，作为未来产业智能机器人产业发展目标为5 5至至1010年内产业规模实现倍数级增长。年内产业规模实现倍数级增长。到2025年，智能机器人关键技术取得重大突破，核心零部件自主可控水平大幅提升，产品精度、可靠性、平均寿命等关键指标达到国际先进水平。到2025年，组织实施一批电子信息、汽车、教育、安防、物流等领域智能机器人应用示范项目，培育形成一批智能机器人深度应用案例，实现智能机器人在重点行业的规模化应用。到2025年，打造一批检测认证、标准制定、知识产权运维等公共服务平台，智能机器人配套支撑体系进一步完善，智能机器人高端人才队伍不断壮大。创新能力提升创新能力提升产业应用拓展产业应用拓展产业生态优化产业生态优化20252025年产业年产业增加值增加值160160亿元亿元1.01.0版版2.02.0版版5 5至至1010年内产业规模年内产业规模实现倍数级增长实现倍数级增长1.3.3 1.3.3 深圳智能机器人产业四大重点任务深圳智能机器人产业四大重点任务资料来源：深圳市培育发展智能机器人产业集群行动计划（2022-2025年）前瞻产业研究院整理深圳市智能机器人产业四大重点任务包括：加强核心技术攻关、强化示范应用推广、推动企业做大做强和加快支撑能力建设。注：深圳市培育发展智能机器人产业集群行动计划（2022-2025年）的智能机器人产业分类，除工业机器人、无机器人和特种机器人之外，还包括无人机。依托高校和科研机构加强机器人结构学、动力学、控制技术、人机交互技术等基础技术理论研究，鼓励企业联合高校和科研机构加强创新载体建设，围绕重点领域建设制造业创新中心。加强核心技术攻关加强核心技术攻关进一步推进智能制造试点示范，深化工业机器人在电子信息制造领域的应用，扩展工业机器人在汽车、航空航天等高端制造的应用场景，鼓励工业机器人企业积极参与数字车间、智能工厂等项目建设。推动服务机器人在公共服务、教育娱乐、智能家居等领域应用试点示范。强化示范应用推广强化示范应用推广支持行业企业针对新技术、新产品进行外延式并购，整合上下游产业资源做大做强，进一步提升产品品质，形成具有自主知识产权的国际品牌。鼓励重点企业面向行业上下游开放基础技术和行业资源，针对关键共性技术开展联合攻关。推动企业做大做强推动企业做大做强围绕关键核心技术研发、系统集成、中试验证和检测认证等，建设一批公共服务平台。培育机器人科技成果转化专业服务机构，加大科技成果转化力度。加快支撑能力建设加快支撑能力建设1.3.4 1.3.4 深圳智能机器人产业空间布局深圳智能机器人产业空间布局从深圳市智能机器人产业空间布局来看，在福田区、南山区、前海福田区、南山区、前海布局研发设计研发设计环节，在宝安区、深宝安区、深汕特别合作区汕特别合作区布局研发设计和生产制造研发设计和生产制造环节。龙岗区大鹏新区盐田区龙华区光明区罗湖区宝安区福田区深汕特别合作区坪山区南山区前海智能机器人研发智能机器人研发制造基地制造基地智能机器人产业智能机器人产业科创高地科创高地智能机器人研发智能机器人研发创新集聚区创新集聚区机器人全链机器人全链条集聚区条集聚区资料来源：深圳市培育发展智能机器人产业集群行动计划（2022-2025年）前瞻产业研究院整理1.4 1.4 深圳智能机器人产业发展优势机遇总结深圳智能机器人产业发展优势机遇总结从深圳市智能机器人产业发展情况来看，目前深圳市智能机器人产业已形成了较为完整的产业链，培育壮大了一大批优秀本土机器人企业，同时深圳市人工智能生态体系和创新体系赋能机器人产业加速发展。在政策方面，自2014年提出打造国际化的机器人产业基地，深圳持续加大对智能机器人产业的支持力度，在产业政策推动和资金政策支持下深圳智能机器人产业发展优势机遇较好。深圳智能机器人产业链布局较为完善，在人形机器人研发制造、私服系统、编码器等环节发展较好，涌现一众优质企业，例如优必选、乐聚机器人等产业链布局较为完善产业链布局较为完善汇聚华为、腾讯、云天励飞、优必选、深圳超算中心与鹏城云脑等一大批人工智能企业和创新平台，初步建立人工智能生态体系和创新体系人工智能优势赋能人工智能优势赋能2023年，工信部印发人形机器人创新发展指导意见，可见国家政策积极布局人形机器人产业国家政策国家政策2024年深圳市2.0版“20+8”政策中，将智能机器人产业集群列为未来产业，目标在5至10年内产业规模实现倍数级增长20+820+8政策政策产产业业优优势势政政策策优优势势资料来源：前瞻产业研究院整理挑战2.1 技术难题仍需要攻克2.2 成本和应用挑战2.4 技术突破为关键2.3 地区间竞争2.1 2.1 技术难题仍需要攻克技术难题仍需要攻克资料来源：前瞻产业研究院整理相比普通的工业机器人和服务机器人，人形机器人在结构设计、硬件构成、控制算法、核心性能要求以及零部件选择方面，都有很大的差异。当前，深圳市已经建立起相对完整的机器人产业链，但在人形机器人领域仍需仍需攻克控制人形机器人运动的“小脑”关键技术群；同时增强人形机器人的环境感知、行为控制、人机交互能攻克控制人形机器人运动的“小脑”关键技术群；同时增强人形机器人的环境感知、行为控制、人机交互能力；攻克支撑人形机器人全场景落地应用的“大脑”关键技术群。力；攻克支撑人形机器人全场景落地应用的“大脑”关键技术群。人形机器人系统是机器人和人工智能技术的制高点，它的技术的复杂性，导致整机系统的研制具有很高的挑战性人形机器人系统人形机器人系统将人工智能、多模态大模型融合在智能机器人中是一大技术难点。人工智能、多模态大模型人工智能、多模态大模型空心杯电机、无框力矩电机、行星滚柱丝杠等关键零部件仍需攻关，深圳市这些关键零部件的领先企业较少。关键零部件关键零部件环境感知环境感知“小脑”“小脑”关键技术群关键技术群行为控制行为控制人机交互能力人机交互能力“大脑”关键技术群“大脑”关键技术群2.2 2.2 成本和应用挑战成本和应用挑战人形机器人的研究和开发成本通常较高，并且目前尚未有普及的消费市场。尤其人形机器人的硬件成人形机器人的硬件成本十分高昂本十分高昂，例如高性能控制器、高性能电机驱动等零部件单价高达上万元。而人形机器人每一个部位涉及的零部件都在十几个到几十个，累计成本就高昂了。除了成本问题，如何让人形机器人发挥更如何让人形机器人发挥更多作用也是急需解决的问题之一多作用也是急需解决的问题之一。资料来源：特斯拉 前瞻产业研究院整理特斯拉人形机器人擎天柱关节示意图特斯拉人形机器人擎天柱关节示意图人形机器人应用拓展人形机器人应用拓展专业化场景专业化场景大众消费市场大众消费市场 人机互动 教育科研 特种应用 工业制造 医疗康养 家政服务 陪伴护理 2.3 2.3 地区间竞争地区间竞争资料来源：前瞻产业研究院整理上海上海：上海市促进智能机器人产业高质量创新发展行动方案（2023-2025年）、2023年度上海市智能机器人标杆企业与应用场景推荐目录代表性企业：智元机器人、傅利叶智能、开普勒、傲鲨智能等北京：北京：北京市机器人产业创新发展行动方案（20232025年）、北京经济技术开发区机器人产业高质量发展三年行动计划（2023-2025年）代表性企业：星动纪元、达闼科技、小米机器人、京城机电等重庆重庆：重庆市AI及服务机器人产业集群高质量发展行动计划（2023-2027年）深圳深圳：深圳市加快推动人工智能高质量发展高水平应用行动方案（2023-2024年）代表性企业：优必选、乐聚、帕西尼感知科技等湖北湖北：湖北省数字经济高质量发展若干政策措施鼓励开展量子科技人形机器人、人工智能等领域的原创性研发。河北河北：河北省支持机器人产业发展若干措施在国家政策的指导下，北京、上海等地积极出台相关政策和措施积极出台相关政策和措施，以促进其发展。北京还成立了全国首家人形机器人创新中心。在企业方面，我国各地区的人形机器人企业也在加速布局人形机器人企业也在加速布局，例如北京的星动纪元、达闼科技；上海的智元机器人、傅利叶智能等。可见，我国人形机器人地区间竞争加码。可见，我国人形机器人地区间竞争加码。2.4 2.4 技术突破为关键技术突破为关键资料来源：前瞻产业研究院整理目前全球人形机器人产业正处于发展初期阶段，深圳市乃至全球尚未有人形机器人产品实现量产。目前，深圳市在发展智能机器人产业过程中有如下挑战：技术难题需要攻克，成本和应用的挑战，地区间竞争等。解决这些挑战的关键是人形机器人技术的持续攻克和突破。解决这些挑战的关键是人形机器人技术的持续攻克和突破。技术挑战技术挑战机器人系统、关键零部件、将人工智能和多模态大模型与智能机器人融合等技术难题仍需要攻克。成本挑战成本挑战人形机器人的研究和开发成本通常较高，尤其硬件成本十分高昂，例如高性能控制器、高性能电机驱动等零部件单价高达上万元。应用挑战应用挑战如何让人形机器人发挥更多作用也是急需解决的问题之一。地区间竞争地区间竞争在国家政策的指导下，北京、上海等地积极出台相关政策和措施，以促进其发展。各地人形机器人企业也在加速布局。技术突破为关键技术突破为关键技术技术趋势趋势3.1 3.1 关键零部件技术趋势与突破方向关键零部件技术趋势与突破方向3.2 3.2 智能机器人产品技术趋势与突破方向智能机器人产品技术趋势与突破方向3.1.1 3.1.1 智能机器人关键零部件技术：精密减速器智能机器人关键零部件技术：精密减速器作为机器人的关键零部件，精密减速器能降低转速并增大扭矩降低转速并增大扭矩，在机器人动力系统中，主要用于传导伺服电机的动力，调整速度和扭矩，以精确控制机器人动作。在三类主要的精密减速器中，谐波减速谐波减速器的整体技术壁垒较高器的整体技术壁垒较高，包括专利、材料配方、工艺及装配等方面。资料来源：科峰智能招股说明书、黄兴等工业机器人精密减速器综述、林江海等工业机器人用精密减速器研究现状 前瞻产业研究院整理减速器功能示意图减速器功能示意图三类主要精密减速器特性及应用对比三类主要精密减速器特性及应用对比谐波减速器谐波减速器RVRV减速器减速器精密行星减速器精密行星减速器优点优点体积小、传动比高、精密度高、质量小、传动惯量较小高负载、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳高刚性、高精度、高传动效率、高扭矩/体积比缺点缺点材料易疲劳损坏，损耗功率大，不具备自锁功能零部件数量多、制造和装配难度大，不利于大规模生产单级精密行星减速器减速较小主要应用主要应用场景场景机器人小臂、腕部或手部等有高精密操作要求的部位多关节机器人中机座、大臂、肩部等重负载的位置步进电机和伺服电机终端领域终端领域3C、半导体、食品、注塑、模具、医疗等行业汽车、运输、港口码头等行业移动机器人、新能源设备、高端机床、智能交通等行业主要企业主要企业哈默纳科（日本）、绿的谐波（中国）、新宝（日本）、来福谐波、德福机器人等纳博特斯克（日本）、住友（日本）、南通振康（中国）、中大力德（中国）等新宝（日本）、纽卡特（德国）、科峰智能（中国）、纽氏达特（德国）等减速器减速器原动机原动机负载负载高转速输入高转速输入低转速输出低转速输出降低转速降低转速增加扭矩增加扭矩3.1.1 3.1.1 谐波减速器：技术壁垒较高，国产替代加速中谐波减速器：技术壁垒较高，国产替代加速中从深圳市智能机器人产业发展情况来看，目前深圳市智能机器人产业已形成了较为完整的产业链，培育壮大了一大批优秀本土机器人企业，同时深圳市人工智能生态体系和创新体系赋能机器人产业加速发展。在政策方面，自2014年提出打造国际化的机器人产业基地，深圳持续加大对智能机器人产业的支持力度，在产业政策推动和资金政策支持下深圳智能机器人产业发展优势机遇较好。资料来源：MIR DATABANK 各公司年报及公告 前瞻产业研究院整理注：绿的谐波产能为截至当年年底产能，哈默纳科产能为截至当年3月产能。20222022年中国谐波减速器市场份额（单位：年中国谐波减速器市场份额（单位：%）哈默纳科绿的谐波来福谐波日本新宝同川科技大族谐波其他050100150200250202220232027E绿的谐波哈默纳科20222022-20272027年绿的谐波和哈默纳科谐波减速器产能（单位：万台年绿的谐波和哈默纳科谐波减速器产能（单位：万台/年）年）3.1.2 3.1.2 智能机器人关键零部件技术：传感器智能机器人关键零部件技术：传感器传感器是机器人智能化的核心组件，机器人传感器根据使用功能分为内部传感器和外部传感器。内部传感器用于机器人感知自身的运动状态，使得机器人可以按照规定的位置、轨迹和速度等参数运动；外部传感器主要是感知机器人自身所处环境以及自身和环境之间的相互信息，包括视觉、力觉等。资料来源：腾讯云 特斯拉 前瞻产业研究院整理位置传感器位置传感器速度传感器速度传感器力和力矩传感器力和力矩传感器压力传感器压力传感器接近传感器接近传感器嗅觉传感器嗅觉传感器视觉传感器视觉传感器语音合成语音合成内部传感器内部传感器外部传感器外部传感器姿态传感器姿态传感器语音识别语音识别特斯拉特斯拉OptimusOptimus中使用的传感器中使用的传感器无接触力矩传感器力传感器位置传感器输入位置传感器输出位置传感器3.1.2 3.1.2 力传感器：六维力传感器技术壁垒高力传感器：六维力传感器技术壁垒高力传感器是机器人机械臂的关键部件之一，用于模拟关节及肢体末端触感。其中，六维力传感器是维度最高的传感器，可用于机器人末端力和力矩的测量场景，帮助机器人实现高精度控制与操作。六维力传感器技术壁垒较高，不仅研发生产难度大，生产成本也较高技术壁垒较高，不仅研发生产难度大，生产成本也较高。资料来源：坤维科技 前瞻产业研究院整理六维力传感器技术难点六维力传感器技术难点六维力传感器原理示意图及在机器人上的应用六维力传感器原理示意图及在机器人上的应用0103对设备和材料要求较高研发难度大研发难度大02要解决对所测力分量敏感的单调性、一致性问题；因结构加工和工艺误差引起的维间干扰问题、动静态标定问题以及矢量运算中的解耦算法和电路实现等问题生产难度大生产难度大所需应变片数量是单维力传感器的数倍生产成本高生产成本高3.1.2 3.1.2 力传感器：国产化替代加速力传感器：国产化替代加速由于六维力传感器技术壁垒较高，目前尚未形成规模效应。欧美国家起步较早，ATI、AMTI等企业在灵敏度、串扰、抗过载能力及维间耦合误差等方面具有领先优势。近年来，六维传感器加快国产化替代，涌现了坤维科技、宇立仪器等企业。随着国产替代加速，六维力传感器市场规模有望进一步扩大。资料来源：公司官网 GGII 前瞻产业研究院整理国内外六维力传感器厂商国内外六维力传感器厂商20222022-20272027年中国六维力年中国六维力/力矩传感器市场规模及预测力矩传感器市场规模及预测（单位：亿元）（单位：亿元）024681012141620222027E机器人非机器人日韩日韩欧美欧美中国中国3.1.2 3.1.2 柔性触觉传感器：机器人直接感知环境作用柔性触觉传感器：机器人直接感知环境作用柔性触觉传感器是机器人直接感知环境作用的重要传感器机器人直接感知环境作用的重要传感器，能够实现与环境接触力、温度、湿度、震动、材质、软硬等特性的检测。现阶段应用最广泛的柔性触觉传感器主要包括三种：电容式、压阻式和压电式。目前应用较广泛的三类柔性触觉传感器均有优缺点三类柔性触觉传感器均有优缺点，例如在智能机器人动态力检测应用中常使用的压电式柔性触觉传感器的空间分辨率差、测量电路复杂，而且仅适用动态检测。资料来源：卢海洋柔性电容式触觉传感器感知技术研究 前瞻产业研究院整理三种柔性触觉传感器的结构和响应机理三种柔性触觉传感器的结构和响应机理1 1像人的皮肤一样具有柔韧性。柔韧性柔韧性2 2在保证测量准确度和灵敏度的同时，能够实现任意弯曲变形、有弹性。可弯曲有弹性可弯曲有弹性3 3能够覆盖在非规则、非平面的机器人本体表面，可扩展、分辨率高。可扩展可扩展柔性触觉传感器的特性柔性触觉传感器的特性电容式电容式压阻式压阻式压电式压电式3.1.2 3.1.2 柔性触觉传感器：技术突破和创新不断柔性触觉传感器：技术突破和创新不断产业界和学术界纷纷在材料选择、加工工艺等方面进行突破创新。例如瑞士洛桑联邦理工学院工程学院可重构机器人实验室（RRL）开发的基于颜色的传感器基于颜色的传感器可模拟皮肤多重感知让柔性机器人触觉更灵敏；我国厦门大学航空航天学院周伟教授团队提出的仿生型“刚柔并济”柔性触觉传感器不仅提升了柔性材料的力传递效率，而且颠覆了传统压电式柔性触觉传感器颠覆了传统压电式柔性触觉传感器的工作模式。资料来源：瑞士洛桑联邦理工学院工程学院可重构机器人实验室（RRL）、厦门大学航空航天学院周伟教授团队、自然通讯 前瞻产业研究院整理RRLRRL基于颜色的传感器可模拟皮肤多重感知基于颜色的传感器可模拟皮肤多重感知仿生型“刚柔并济”柔性触觉传感器原理仿生型“刚柔并济”柔性触觉传感器原理3.2.1 3.2.1 人形机器人技术架构：算法是核心需与硬件匹配人形机器人技术架构：算法是核心需与硬件匹配人形机器人本质是AI系统落地物理世界的最佳载体，算法是核心算法是核心，需与硬件匹配。虽然人形机器人本体硬件存在抗压硬度与灵敏度不足的问题，但更核心问题在于算法对运动能力的控制需要技术支撑核心问题在于算法对运动能力的控制需要技术支撑。资料来源：Tesla AI Day 前瞻产业研究院整理人形机器人软硬件架构示意图人形机器人软硬件架构示意图任务层任务层实时控制层实时控制层操作系统层支持库操作系统层支持库硬件层硬件层无框力矩电机无框力矩电机空心杯电机空心杯电机编码器编码器丝杠丝杠传感器传感器减速器减速器芯片芯片RTRT-PlatformPlatformRTRT-RuntimeRuntime第三方支持库第三方支持库操作系统操作系统RTRT-OSALOSALNonRTNonRT-RuntimeRuntime世界模型世界模型文本编程语言文本编程语言工艺参图形化编程数工艺参图形化编程数语音指令语音指令工具模型工具模型拖动示范拖动示范离线编程离线编程自助规划自助规划规划规划控制控制建模建模接口接口支持模块支持模块工艺参数工艺参数感知模型感知模型3.2.2 3.2.2 人形机器人技术发展趋势与突破方向人形机器人技术发展趋势与突破方向大模型具身智能大模型具身智能以往由于算法模型的局限，机器人难以实现通用化，而大模型的出现补全了让机器人能力实现跃升的技术基础，大模型为人形机器人的发展带来了新的突破。大模型的向量应用使机器人具备更高的事物处理能力大模型的向量应用使机器人具备更高的事物处理能力。具身智能是指一种智能系统或机器能够通过感知和交互与环境（物理世界）产生实时互动的能力具身智能是指一种智能系统或机器能够通过感知和交互与环境（物理世界）产生实时互动的能力，AI+机器人是具身智能当前的落点。在AI大模型技术的助力下有望使机器人智能水平获得跨越式提升。机器人技术机器人技术AIAI大模型大模型人机交互增强人机交互增强自主学习和决策能力提升自主学习和决策能力提升感知和行为有望形成闭环感知和行为有望形成闭环资料来源：前瞻产业研究院整理机器人不能像大语言模型一样有一个基础大模型直接一步到位直接做到最底层的控制计算能力的挑战，计算能力仍待提升如何把机器人多模态的感官感知全部融合起来，仍面临诸多难题机器人的发展需要收集很多数据，同时还有安全隐私问题具身智能的四大挑战具身智能的四大挑战3.2.3 3.2.3 大模型具身智能技术路线的探索：谷歌大模型具身智能技术路线的探索：谷歌RTRT-1 1和和RTRT-2 22022年12月，谷歌发布了谷歌发布了RTRT-1 1第一次证明了用真实世界数据训练机器人使其具有泛化性第一次证明了用真实世界数据训练机器人使其具有泛化性；2023年7月，谷歌发布在大模型的基础上用机器人数据微调的RT-2模型，作为首个视觉-语言-动作多模态大模型，RTRT-2 2表现出了更好的泛化性表现出了更好的泛化性。资料来源：RT-1:Robotics Transformer for Real-World