機器人行業(yè)專題分析

機器人行業(yè)專題分析一、為什么要發(fā)展人形機器人？中國勞動力人口數(shù)量持續(xù)下滑，美、德、日等多國具有同樣趨勢。根據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2022年我國人口從年齡構成看，16~59歲的勞動年齡人口8.76億人，占全國人口的比重為62.0%；60歲及以上人口2.8億人，占全國人口的19.8%，其中65歲及以上人口2.1億人，占全國人口的14.9%。勞動年齡人口在2011年前后已經達到峰值9.4億人，之后開始負增長。十多年間，勞動年齡人口減少超過6000萬。世界銀行發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，美國的勞動年齡人口自2010年開始就加速減少，日本、德國和英法意擁有同樣的人口結構變化趨勢。中國65歲以上人口比例持續(xù)增加，全球2050年65歲以上人口比例將達16%。根據(jù)《中國發(fā)展報告2020：中國人口老齡化的發(fā)展趨勢和政策》預測，2025年“十四五”規(guī)劃完成時，中國65歲及以上的老年人將超過2.1億，占總人口數(shù)的約15%；2035年和2050年時，中國65歲及以上的老年人將達到3.1億和接近3.8億，占總人口比例則分別達到22.3%和27.9%。聯(lián)合國數(shù)據(jù)顯示，2021年全球65歲及以上人口為7.61億，到2050年這一數(shù)字將增加到16億，80歲及以上的人口增長速度更快。根據(jù)《世界人口展望2022》的數(shù)據(jù)顯示，2022年65歲以上人口占總人口比例為10%，到2050年將升至16%。中國制造業(yè)勞動力總量下降，且年輕勞動力占比快速下降。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，2015-2020年，制造企業(yè)平均用工人數(shù)由8711萬人下滑至6550萬人，遠高于同期營業(yè)收入3%水平的降幅。從年齡結構看，2015年制造業(yè)勞動力30歲以下占比28.2%，30-45歲占比45.7%，45歲以上占比26.2%，到了2019年，制造業(yè)勞動力30歲以下占比21.4%，30-45歲占比46.1%，45歲以上占比32.4%，制造業(yè)勞動力年齡老化速度過快。美國制造業(yè)人數(shù)下降，比例已降至歷史最低水平。根據(jù)中央財經大學國際金融研究中心客座研究員張啟迪《重新審視美國制造業(yè)的“衰落”》，自1939年以來美國制造業(yè)就業(yè)人數(shù)持續(xù)增長，至1978年達到頂峰（1933萬人）。2022年美國制造業(yè)就業(yè)人數(shù)為1298萬人，占全部就業(yè)的比重僅為8%，處于歷史最低水平。人力成本持續(xù)上升，機器替代人是一大趨勢。根據(jù)中國政府網，從2022年第三季度全國“最缺工”的100個職業(yè)排行看，其中有39個屬于生產制造及有關人員，有19個屬于專業(yè)技術人員。從缺工崗位看，主要缺的是勞動密集型行業(yè)低技能一線員工和部分專業(yè)技術人員。“在勞動年齡人口下降、勞動力供給趨緊、人工成本上升的背景下，用機器替代流水線上的簡單重復勞動是一大趨勢?！敝袊嗣翊髮W中國就業(yè)研究所所長曾湘泉說。根據(jù)ReshoringInstitute報告，全球13個國家制造業(yè)基層員工薪資中，德、美、英人均年薪超過3萬美元，中國在人力方面已不再是低成本國家。中國是全球最大的機器人市場，21年全球機器人增速創(chuàng)新高。根據(jù)國際機器人聯(lián)合會（IFR）發(fā)布的《2022年全球機器人報告》，2021年全球工廠新安裝51.7萬臺機器人，同比增長31%，創(chuàng)下歷史新高。全球運行中的機器人存量約為350萬臺，亦創(chuàng)下了新的紀錄。作為全球第一大工業(yè)機器人市場，中國2021年安裝量增長51%，新安裝26.82萬臺。運行存量突破100萬臺大關，增長27%。二、為什么要是“人形”？原因一：“人形”是最適合人類社會所有場景的形態(tài)，無需改變場景來適應機器，一旦技術成熟可直接用于所有社會場景。根據(jù)中新網，在2019年的特斯拉AIDay，馬斯克曾表示，“TeslaBot可以執(zhí)行一些危險、重復、枯燥的任務”。他希望今后人類不想干的事統(tǒng)統(tǒng)交給特斯拉機器人來干，并推測人們可能會發(fā)掘出連他都預料不到的用途。根據(jù)證券時報，2023年特斯拉股東大會上馬斯克表示，“未來每個人都會擁有一個人形機器人，這個市場將會超過電動車的需求，可能是百億美元級別的。如果人形機器人和人的比例是2比1左右，那么人們對機器人的需求量可能是100億乃至200億個，會遠超電動車的數(shù)量。”根據(jù)高工機器人網，馬斯克的思路是第一批機器人主要在B端應用，服務于危險、無聊、重復的工作或人們不想做的工作；第二批大規(guī)模使用的機器人，讓機器人在現(xiàn)實世界中導航，無需指令也能做有用的事；第三批是預計不到10年后，人們可以在家里使用的機器人。原因二：恐怖谷理論下，“人形”的好感度上限遠高于非人形，一旦產生移情效應將顛覆作為“物”的屬性，即便作為“工具人”性能欠缺也具備商業(yè)化價值。根據(jù)百度百科，“恐怖谷理論”是1970年被日本機器人專家森昌弘提出，森昌弘的假設指出：由于機器人與人類在外表、動作上相似，所以人類亦會對機器人產生正面的情感；而當機器人與人類的相似程度達到一個特定程度的時候，人類對他們的反應便會突然變得極其負面和反感，哪怕機器人與人類只有一點點的差別，都會顯得非常顯眼刺目，從而整個機器人有非常僵硬恐怖的感覺，猶如面對行尸走肉；當機器人和人類的相似度繼續(xù)上升，相當于普通人之間的相似度的時候，人類對他們的情感反應會再度回到正面，產生人類與人類之間的移情作用。人形機器人具備滿足馬斯洛前四級需求的可能，移情效應下ToC端“人形”將極大提高用戶粘性。根據(jù)維基百科，馬斯洛需求層次理論構建了人類需求的五級模型，從層次結構的底部向上，需求分別為：生理（食物和衣服），安全（工作保障），社交需要（友誼），尊重和自我實現(xiàn)。我們認為人形機器人至少具備滿足前四級需求的可能，這是非人形機器人所無法突破的。人類會借助一些物品來滿足各層級需求，而非物品本身滿足人類需求，但人形機器人具備本身滿足其需求的可能性。一旦與人形機器人產生了移情作用，率先進入ToC端的意義將不僅僅是產品力和品牌層面的先發(fā)優(yōu)勢，還有其特定的“形象”，這將大大提高用戶粘性。ChatGPT成熟技術加持下，只“說”不“做”也可滿足交流、尊重等需求。根據(jù)AI技術聚合網，ChatGPT的原理是基于自回歸語言模型，它是一種基于深度學習的自然語言處理技術，可以用來生成自然語言文本。根據(jù)世界首位機器人公民、聯(lián)合國創(chuàng)新大使機器人索菲亞官方賬號，英國EngineeredArts公司人形機器人Ameca在安裝了GPT-3后，Ameca變成了一個“專家”，能夠與人們聊天說地，也能快速對答各種提問。在接入GPT-4后，Ameca獲得了通過表情來表達含義的能力，已具備語言、表情、動作等能力。原因三：73855定律下視覺傳達信息作用大，“人形”的肢體語言最符合人類認知。我們認為“人形”的肢體語言、神態(tài)語言最符合人類思維方式和認知，人類無需適應機器人，便能輕松理解機器人的動作。根據(jù)百度百科，美國心理學家Mehrabian研究發(fā)現(xiàn)，55%的信息通過視覺傳達的，如手勢、表情、外表、妝扮、肢體語言，38%的信息通過聽覺傳達，如說話的語調、聲音的抑揚頓挫等，而語言本身只能傳遞出7%的信息，因此“人形”在實現(xiàn)人機交互中意義重大。例如英國EngineeredArts公司的人形機器人Ameca，僅通過看其表情和肢體動作，就能理解其“表達”的意思。三、什么是具身智能？英偉達創(chuàng)始人黃仁勛在ITFWorld2023半導體大會上表示，AI下一個浪潮將是“具身智能”，其描述的“具身智能”是指能夠理解、推理并與物理世界互動的智能系統(tǒng)，包括機器人技術、自動駕駛汽車，甚至是聊天機器人，它們會更聰明，因為它們能了解物理世界。根據(jù)上海交大教授盧策吾在機器之心AI科技年會上，發(fā)表了主題演講——《具身智能》，具身智能是智能科學的一個基礎問題，是指具有身體體驗的智能。從認知角度看，人類是第一人稱視角的智能，但給機器喂很多數(shù)據(jù)進行學習，屬于第三人稱的智能，比如給機器很多盒子，并且標注這就是盒子，然后機器就會知道這種模式是盒子，但機器并不是通過體驗知道這是盒子的。根據(jù)《具身智能》，主動貓是具身智能，旁觀貓是旁觀智能。1963年的一個實驗能一定程度展示兩者的區(qū)別，一只貓被綁起來，只能看這個世界，與其連接的另一只貓則可以主動去走。被動的貓是一種旁觀的智能，而主動的貓是具身的智能，實驗的最后，主動體驗的貓學會了正常行走，但旁觀的貓并沒能獲得行走能力。具身智能涉及多學科，是系統(tǒng)性工程。上海交通大學盧策吾教授在機器之心AI科技年會上發(fā)表主題演講《具身智能》提到1950年圖靈在他的論文《ComputingMachineryandIntelligence》中首次提出了具身智能的概念，概念提出了幾十年了直到近幾年才比較熱門，原因是它涉及到眾多的學科，當時很多學科都不是很成熟。硬件、軟件還有各種觸覺傳感器也不夠成熟。而到了今天，各個學科都可以聚到一起來做這么一個宏大的系統(tǒng)。在這樣的情況下，我們才有可能推動這個方向進一步發(fā)展。根據(jù)《具身智能》，具身智能包括3個模塊：具身感知、具身想象和具身執(zhí)行，AI+機器人正是“具身智能”當前的落點。工業(yè)機器人主要根據(jù)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號控制機器人主體完成任務，主要依賴于機器人的執(zhí)行層。與工業(yè)機器人不同，具身智能機器人若能像人一樣與環(huán)境交互、感知、決策、完成任務，將不得不提升感知層和認知層的能力。盧策吾教授提出PIE方案，認為具身智能包括3個模塊：具身感知（Perception）、具身想象（Imagination）和具身執(zhí)行（Execution），有望加速推動具身智能落地。目前看來，AI+機器人或許正是“具身智能”當前的落點。四、什么是RobotGPT？ChatGPT為人工智能提供了語言載體，人形機器人將提供物質載體，實現(xiàn)人工智能從“想到”“說到”到“做到”的跨越。根據(jù)鈦媒體，全球首家5G云端智能機器人運營商達闥機器人公司即將推出首個機器人制造領域的多模態(tài)認知大模型，名為RobotGPT。其創(chuàng)始人、CEO黃曉慶表示，如果把谷歌DeepMind推出的“阿爾法狗”（AlphaGo）當作人工智能的原子彈的話，ChatGPT是AI領域的氫彈，作為“兩彈一星”的星，云端智能機器人則是人工智能時代的運載火箭，人工智能的載體，將成為第四次工業(yè)革命的最重要標志。ChatGPT本質是文字接龍，基于ChatGPT模型思路可構建RobotGPT框架。根據(jù)斯坦福大學2023年最新論文《RobotGPT:FromChatGPTtoRobotIntelligence》，基于和ChatGPT類似的工作原理構建了RobotGPT的框架。根據(jù)OpenAI官方對ChatGPT原理介紹，ChatGPT是在GPT（GenerativePre-trainingTransformer）模型的基礎上通過改進優(yōu)化得到的。GPT是一種大型語言模型，能夠生成各種不同的文本類型。GPT模型思路是讓AI在通用的、海量的數(shù)據(jù)上學習文字接龍，即掌握基于前文內容生成后續(xù)文本的能力。然后人類引導接龍方向即有監(jiān)督訓練初始模型，對特定問題告訴AI人類認可的答案。Reward模型進行強化學習，進一步優(yōu)化ChatGPT的輸出質量。根據(jù)OpenAI官方對ChatGPT原理介紹，第二步訓練Reward模型，人的時間精力有限，但AI的精力是無限的，研究人員讓GPT對特定問題給出多個答案，由人類來對這些答案的好壞做排序，基于這些評價數(shù)據(jù)，研究人員訓練了一個符合人類評價標準的Reward模型。第三步基于reward模型使用PPO強化學習優(yōu)化GPT模型，即AI基于評分去調整參數(shù)以便在下次問答中獲得更高分。RobotGPT的原理可理解為由ChatGPT的文字-文字接龍，變?yōu)榱宋淖?語言/各類傳感器接收的信號-動作接龍。根據(jù)《RobotGPT:FromChatGPTtoRobotIntelligence》，人的八大智能包括語言智能、數(shù)學邏輯智能、空間智能、人際智能、內省智能、音樂智能、身體運動智能、自然認知智能，機器人實現(xiàn)不同的智能需配備不同傳感器、自然語言處理能力和人工智能算法。在設計的RobotGPT框架圖，思路類似于ChatGPT，同樣是通過深度學習和強化學習構建端對端AI大模型。目前ChatGPT是單模態(tài)，RobotGPT需要多模態(tài)模型。達闥機器人公司CEO黃曉慶表示，ChatGPT的出現(xiàn)，恰恰證明機器人需要一個云端大腦。因為ChatGPT是不可能裝在一個小小的計算機里的，它必須裝在一個云里面，變成個云服務。ChatGPT目前本身是單模態(tài)的，所以它無法支持機器人。而基于多模態(tài)的人工智能大模型要能夠支持多模態(tài)，文字、語言、視覺、運動都要支持，這就是我們在做的RobotGPT。五、表情最像人的Ameca是怎么做到的？Ameca機器人具備互動、感知等功能，表情豐富度高。Ameca被EngineeredArts描述為“世界上最先進的人形機器人”，于2021年12月亮相，并于去年8月獲得了逼真的面部表情。EngineeredArts使用了ChatGPT-3進行對話和翻譯，使用DeepL進行語言識別，并使用AmazonPollyNeuralvoices實現(xiàn)其說話功能。Ameca僅面部就有45個電機，底層技術是Mesmer+Tritium。Ameca重49kg，臂展1.8米，高1.87米，身體共有52個模塊，支持51種關節(jié)運動。僅面部就有45個電機，其中眼睛就有8個電機對其進行控制，眉毛有4個電機，嘴巴則有2個電機。這樣它就能完成相當復雜的面部表情。除此之外，它的眼睛和胸前都內置攝像機，可以通過人臉識別辨認出2米內的人類。它還能通過耳朵聆聽人的聲音，與人互動。做出逼真的表情的關鍵就是Ameca結合了AI與AB（ArtificialBody）技術，而這底層系統(tǒng)是機器人操作系統(tǒng)Tritium和工程藝術系統(tǒng)Mesmer。Mesmer系統(tǒng)構建表情模型，Tritium系統(tǒng)驅動硬件。Mesmer是一個用于建造仿真人形機器人的系統(tǒng)，通過36個攝像機對人體進行360度的3D掃描后，包括人類的骨骼結構、皮膚紋理和表情，為Ameca提供大量的真人表情數(shù)據(jù)，最終通過立體光刻3D打印機制作精確模具。Tritium機器人操作系統(tǒng)被稱為“為金屬注入生命的魔法”，該系統(tǒng)可以從硬件平臺運行硬件組件，因此Ameca的手臂、軀干和頭才能運動自如，也是實現(xiàn)表情管理的基礎，因為它連接了軟件，硬件和云端，可以驅動硬件的每一個組成部分。六、人形機器人商業(yè)化前景幾何？具有極強通用性的人形機器人將是機器人界的iPhone，滲透率達到10%將進入加速期。根據(jù)南方科技大學機械與能源工程系教授、鵬城學者特聘教授張巍2022年接受真故研究室采訪時表示，整個機器人發(fā)展的趨勢，本質上是從專機到逐漸通用的過程。只是傳信息的話iPhone的性價比遠不如BB機，但當其可以支持多項功能之后，就會快速重塑整個行業(yè)。當人形機器人能完成多項任務后，他的商業(yè)拐點會出現(xiàn)，最關鍵的是以后無論加多少App它的基本形態(tài)都不用變。美國著名分析師HarryS.Dent,Jr認為一項新技術或者一個新興產業(yè)，滲透率達到10%之前被稱之為導入期，發(fā)展緩慢；超過10%的閾值后，將步入高速成長期。類比自動駕駛，通用機器人不需要完全通用才有商業(yè)價值，商業(yè)化可能未來兩三年實現(xiàn)。根據(jù)張巍教授采訪中表示，通用只是一個終極產品形態(tài)，只要不斷地在上面加功能。第一個功能不夠，它的性價比比不過專機，那就加第二個功能，逐漸地就比兩個專機要劃算。人形機器人產業(yè)化和商業(yè)化并不需要足式機器人在實現(xiàn)超能之后才能開始，這個節(jié)點可能在未來兩三年就可以實現(xiàn)。類比自動駕駛，現(xiàn)在也還沒有真正地落地，但是自動駕駛的研究和商業(yè)探索已經延展了很多，甚至開始顛覆整個汽車行業(yè)。手機是個人通訊娛樂的通用終端，智能汽車是未來人們在結構化道路上的通用終端，人形機器人將會是面向各類非結構化場景時連接數(shù)字世界與物理世界的通用終端。美國最低時薪7.25美元，特斯拉機器人2萬美元價格可接受度高。根據(jù)美國聯(lián)邦法律的規(guī)定，目前美國境內的最低時薪為每小時7.25美元。2021年美國眾議院通過了《提高工資法案》將設定時薪15美元的最低標準，自2021年1月一直在國會等待審議。按最低的7.25美元計算，特斯拉機器人只要實現(xiàn)替代最基礎的崗位，每天工作8小時，按法定工作日一年工作260天，相當于雇主節(jié)省了1.5萬美元人力成本。根據(jù)華爾街見聞，2022年特斯拉AIDAY馬斯克表示，預計Optimus量產后價格在2萬美元以內，若按2萬美元計算，Optimus僅使用1.3年便可覆蓋成本。麥肯錫指出到2030年保守估計4億人將被機器人取代。麥肯錫2017年發(fā)布的《失業(yè)與就業(yè)：自動化時代的勞動力轉型》報告指出，全球最高達50%的工作是可以被機器人取代的；有六成的工作崗位，其30%的工作量可以由機器代勞。稱到2030年，全球將有多達8億人的工作崗位可能被自動化的機器人取代，即使機器人的崛起速度不那么快，保守估計仍有4億人工作被替代。根據(jù)高工機器人網，弗若斯特沙利文預測，到2026年全球人形機器人市場規(guī)模將達到80億美元；高盛預計到2035年，在藍海市場情景下，人形機器人市場能夠達到1540億美元的規(guī)模。工業(yè)、商業(yè)、家用三大場景，人形機器人將率先在工業(yè)和商業(yè)實現(xiàn)規(guī)?；瘧?。我們認為工廠物料裝配相對結構化，在封閉環(huán)境下且任務單一。商用領域可實現(xiàn)體驗增強、數(shù)據(jù)收集以及流量轉化等功能。而家用場景對人機交互需求和價格敏感性都相對更高。2018年國內優(yōu)必選的2150臺克魯澤（Cruzr）機器人在居然之家上崗。顧客可以詢問有關店鋪的所有問題，如品牌介紹、最新產品、促銷優(yōu)惠、會員權益等。根據(jù)億歐智庫，優(yōu)必選副總裁胡佳文對億歐表示，“克魯澤記得你的偏好，習慣，每一次來消費的情景等?！斌w驗增強、數(shù)據(jù)收集以及流量轉化三類，商業(yè)場景中的服務機器人恰好是能將這三種功能同時實現(xiàn)的載體?！耙焕弦恍　笔袌鰧⒊蓜傂?，機器人替換萬億家政市場場景明確。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年中國出生人口數(shù)量為1062萬人，65歲及以上人口數(shù)量超過兩億，“一老一小”成為家政服務的主要對象。2015年至2020年中國家政服務業(yè)市場規(guī)模逐年穩(wěn)步增長，2020年達到8782億元，同比增長約26.0%。而2021年該數(shù)據(jù)已增至1.0149萬億元。國內人形機器人公司優(yōu)必選健康事業(yè)部高級技術總監(jiān)張呈昆在接受界面新聞專訪時表示，公司目前主攻的兩大業(yè)務板塊是“一老一小”?！耙焕稀敝傅氖轻槍夏耆说闹腔劭叼B(yǎng)行業(yè)，“一小”則主要指人工智能教育，研發(fā)了涵蓋學前、小學、初中、高中、高職校的貫通式人工智能教育解決方案。中國發(fā)展人形機器人具備成本、場景和產業(yè)鏈三大優(yōu)勢。根據(jù)南方科技大學機械與能源工程系教授、鵬城學者特聘教授張巍2022年接受真故研究室采訪，我們認為中國人形機器人具備三大優(yōu)勢，第一是成本優(yōu)勢，由于成熟產業(yè)鏈與相對低的人工成本，足式機器人硬件成本上國內有巨大的優(yōu)勢。第二是場景優(yōu)勢，機器人發(fā)展的整個產業(yè)鏈以及落地場景都能在中國找到。無論是ToC還是ToB的場景，國內的豐富度都是國外的幾十上百倍。第三是產業(yè)鏈優(yōu)勢，“中國擁有世界上規(guī)模最大、門類最全、配套最完備的產業(yè)鏈體系，機器人產業(yè)已基本形成了從零部件到整機再到集成應用的全產業(yè)鏈體系，這種優(yōu)勢不僅沒有國家能夠替代，還會伴隨著產業(yè)更替日益完善?！眱?yōu)必選科技首席技術官熊友軍表示。七、人形機器人量產還有多遠？摩爾定律將線性增長變?yōu)橹笖?shù)級，2022年已達到“棋盤的后一半”。根據(jù)科學網，在過去大多數(shù)時間里，科技和產品進步是線性的，而第四次工業(yè)革命呈現(xiàn)出指數(shù)級而非線性的發(fā)展速度。人類長期習慣于線性的思維方式，而難以適應“指數(shù)級”思維模式。21年12月中國科學技術大學教授、長三角科技戰(zhàn)略前沿研究中心主任陳曉劍表示，真正讓人類第一次認識到科技是可以呈指數(shù)發(fā)展的是摩爾定律，它指出計算能力每兩年將增加一倍。古印度舍罕王故事中“棋盤的后一半”就是摩爾定律的比喻，指的是越到后面指數(shù)增長速度越快。如果從1958年半導體的發(fā)明開始計算，那么2022年我們處在第32個格子上——正好到達“棋盤的后一半”，創(chuàng)新的加速和變革的規(guī)模將迎來新的拐點和引爆點，正是驚喜出現(xiàn)的好時機。22年11月發(fā)布的ChatGPT，開啟了人工智能時代的起點。當前人形機器人處于技術成熟度曲線第一階段，但進步速度將是指數(shù)級的。根據(jù)百度百科，技術成熟度曲線誕生于硅谷，又叫技術循環(huán)曲線、炒作周期，是指新技術、新概念在媒體上曝光度隨時間的變化曲線。美國Gartner公司將其分為5個階段：科技誕生的促動期、過高期望的峰值、泡沫化的底谷期、穩(wěn)步爬升的光明期、實質生產的高峰期。萊特定律下“具身”的制造成本能夠迅速下降。根據(jù)維科網，萊特定律是制造業(yè)的規(guī)模效應的體現(xiàn)，意思是產量每擴大一倍，成本就會降低15%左右。美國的福特T型車從1909年到1923年的產量和價格變化曲線就完美詮釋了萊特定律。產量從一到十的過程中，生產成本會有三次15%左右的降低，最終生產成本會降到原來的60%左右。再加上零配件成本，也會因產量提升而降低，產業(yè)集群還可以進一步降低成本。國外多家科技公司下注人形機器人賽道，根據(jù)中國國家郵政局官網，亞馬遜投資物流機器人公司AgilityRobotics，機器人預計24年開始交付，25年全面上市。22年4月物流倉儲機器人制造商AgilityRobotics完成1.5億美元的B輪融資，由DCVC和“安卓之父”AndyRubin創(chuàng)建的PlaygroundGlobal領投，亞馬遜產業(yè)創(chuàng)新基金參投。DCVC聯(lián)合管理合伙人MattOcko表示，勞動力短缺會導致供應鏈遭到破壞，Agility解決的是企業(yè)勞動力短缺的問題，將人們從重復或不愉快的工作中解放出來。AgilityRobotics研發(fā)的機器人Digit專門用于在倉庫和配送中心執(zhí)行任務。根據(jù)維科網，Agility計劃在2024年初向其合作伙伴提供首先雙足運送機器人解決方案，并然后在次年全面上市。OpenAI領投1XTechnologies公司，機器人已實現(xiàn)拿捏物品、輕松開門、自主導航和避障等功能。根據(jù)華爾街見聞，當?shù)貢r間3月23日，挪威人形機器人公司1XTechnologies（前稱為HalodiRobotics）宣布在OpenAI領投，老虎環(huán)球和挪威投資者財團跟投的A2輪融資中籌集了2350萬美元，1X計劃用這筆資金來加大力度研發(fā)雙足機器人模型NEO，以及在挪威和北美量產其首款商用機器人EVE。根據(jù)澎湃科技，1X近期Technologies發(fā)布了一段視頻，NEO機器人能夠伸出手指拿捏物品、輕松開門、自主導航和避障等。與其他需要減速才能正常運行的機器人不同，1XTechnologies的機器人可以以1倍速度運行，即與人類的速度相當。AI人形機器人初創(chuàng)公司完成A輪融資，正在推出“世界上第一個商業(yè)上可行的通用人形機器人”。AI人形機器人初創(chuàng)公司Figure在5月25日宣布完成了7000萬美金的A輪融資，此前，F(xiàn)igure稱正在推出“世界上第一個商業(yè)上可行的通用人形機器人”，名為“Figure01”。目前Figure正在設計一個完全機電化的人形機器人，擁有雙手。按照其模型規(guī)劃，最終的機器人將是全電動的，高1.6米，重60公斤，有效載荷為20公斤，充電后可運行5小時。英偉達發(fā)布專為機器人開發(fā)打造的平臺Isaac，大幅降低機器人開發(fā)難度。近日英偉達發(fā)布了專為機器人開發(fā)打造的平臺Isaac，平臺包括軟件、硬件、一個虛擬世界的機器人模擬器。工業(yè)和商用機器人的開發(fā)過程相當復雜，時間長，挑戰(zhàn)大，成本高。在許多用例和場景中，缺乏結構化的環(huán)境也很普遍。NVIDIAIsaac機器人開發(fā)平臺采用端到端解決方案，可幫助降低成本、簡化開發(fā)流程并加速產品上市。今年以來，國內密集發(fā)布人形機器人相關政策。2023年1月，工信部等17部門聯(lián)合印發(fā)《“機器人+”應用行動實施方案》，提出到2025年，制造業(yè)機器人密度較2020年實現(xiàn)翻番，服務機器人、特種機器人行業(yè)應用深度和廣度顯著提升。根據(jù)北京、山東、深圳人民政府官網，4月20日，北京市提出加緊布局人形機器人整機，對標緊跟國際領先機器人產品，按工程化思路布局北京人形機器人整機及相關核心產品。4月29日，山東省提出加快布局人形機器人等多項前沿領域。5月31日，深圳市提出開展通用型具身智能機器人的研發(fā)和應用，加快組建廣東省人形機器人制造業(yè)創(chuàng)新中心，發(fā)揮粵港澳大灣區(qū)制造業(yè)優(yōu)勢，開展人形機器人規(guī)?；瘧?。八、為什么特斯拉Optimus有望率先量產？（一）特斯拉Optimus具備哪些優(yōu)勢？我們總結了特斯拉人形機器人主要具備以下幾個優(yōu)勢：1）外形：根據(jù)特斯拉22年AIDAY展示，首先從外形上擎天柱身高173cm，體重73kg，符合“人形”。2）價格：根據(jù)華爾街見聞，2022年特斯拉AIDAY馬斯克表示，預計Optimus量產后價格在2萬美元以內。我們認為如果在部分環(huán)節(jié)完全替代人工，這個價格對于工業(yè)和商業(yè)場景具備吸引力。3）商業(yè)定位準確：特斯拉的擎天柱從最初的定位就符合PMF（Product/MarketFit）理論，這在成本端和設計理念已經體現(xiàn)。4）生態(tài)：特斯拉生態(tài)下，沖壓機、FSD自動駕駛系統(tǒng)、Dojo計算機、D1芯片，為機器人提供了有利條件。5）已有水平和發(fā)展速度：已具備的能力和發(fā)展速度優(yōu)勢，從21年概念圖到23年5月能夠完成復雜任務的完整機器人，僅一年半便完成了迭代。相比之下，以當前運動性能最優(yōu)的波士頓動力Atlas機器人為例，Atlas售價大約在200萬美元，如此高昂的價格，注定無法在C端大面積鋪開，而B端用戶對于成本與價格的考量往往比C端用戶更加理性且嚴格。波士頓動力公司在Atlas的整個開發(fā)過程中一直明確表示，其人形機器人純粹用于研發(fā)目的。我們認為，從特斯拉人工智能生態(tài)的角度來看待，汽車、機器人和自動駕駛、DOJO超級計算機可以形成閉環(huán)，DOJO和自動駕駛系統(tǒng)充當“大腦”，汽車和機器人則在物理空間中拓展認知，再反過來訓練“大腦”。根據(jù)我們總結，特斯拉生態(tài)具備：1）特斯拉制造汽車時引進了全球最大的壓鑄機，人形機器人有上千個零部件，未來也可能通過一體化的方式加快生產制造。2）純視覺方案，可直接嫁接FSD系統(tǒng)。Optimus采用了跟特斯拉電動車相同的感知與計算單元，其中包括自研的芯片，以及三個自動輔助駕駛攝像頭。3）Dojo計算機訓練AI模型。dojo是特斯拉開發(fā)的一臺超級強大的訓練計算機，目標是接收大量圖像和視頻數(shù)據(jù)，并在無人監(jiān)督的情況下自行學習。4）D1是特斯拉自主研發(fā)的AI訓練芯片，相比于業(yè)內其他芯片，同成本下性能提升4倍，同能耗下性能提高1.3倍，占用空間節(jié)省5倍。目前dojo已用上自研D1芯片。5）商業(yè)模式上可直接延續(xù)電動車的“硬+軟”收費模式。21年概念機到22年原型機再到23年5月完整機，Optimus已經可以“自己造自己”了。根據(jù)特斯拉2022年AIDAY和2023年股東大會直播顯示，22年10月Optimus首次亮相無法自主行走需要人攙扶，23年股東大會展示視頻中Optimus已經可以在車間靈活行走、抓取物體，已經擁有環(huán)境探索與記憶、電機轉矩控制能力、基于人類跟蹤運動的AI訓練以及物體操縱能力，且已打通了FSD底層模塊，實現(xiàn)了一定程度的算法復用。2022年馬斯克接受采訪時說道,機器人“擎天柱”預計明年底開始交付,目標量是23年10萬臺、24年50萬臺、25年100萬臺。2023年3月馬斯克表示，特斯拉機器人已經可以“自己造自己”了。最新展示中Optimus電機可精準控制不打破雞蛋，已經可以完成物品分揀的復雜工作。根據(jù)特斯拉最新在23年股東大會上發(fā)布的視頻顯示，Optimus完成了一系列復雜任務如電機扭矩控制，力度控制更精確、環(huán)境探測與記憶等。例如特斯拉展示了Optimus電機轉矩控制的能力，能做到精準控制力道不打碎雞蛋。此外，Optimus也展示了其基于端到端AI學習人類行為的過程，對物體進行分類擺放等，還展示了其從一個容器中拾取物體并將它放入第二個容器中。（二）特斯拉Optimus硬件拆解機器人四大核心組件：傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)。根據(jù)研究，機器人主要由機械部分、控制部分和傳感部分組成，其中機械部分是其它部分的重要基礎。機械部分按系統(tǒng)分包括驅動系統(tǒng)和機械系統(tǒng)。人形機器人有4大核心組件，分別是傳感系統(tǒng)（對應五官）、控制系統(tǒng)（對應大腦）、執(zhí)行機構（對應四肢）和驅動系統(tǒng)（對應關節(jié)組織）。根據(jù)2023年特斯拉股東大會直播顯示，Optimus視覺方面采用攝像頭純視覺方案，能量方面采用2.3KWh電池，可待機20小時，支持工作全天。特斯拉最新亮相的機器人身高173cm左右，體重73kg，采用了三個攝像頭，兩個常規(guī)的攝像頭分布在左右耳朵的位置，一個魚眼相機分布在最前方，延續(xù)了電動車的純視覺方案。大腦采用TeslaSoC可以進行視覺信息處理，動作決策、以及語音交流。電池部分采用了一塊2.3kWh的電池，電池包內帶有充放電及電源管理芯片，可持續(xù)待機20小時，能支持機器人工作一整天。特斯拉對機器人做了損害控制，保證位于胸腔的電池在機器人跌倒是不會爆炸。還對全身的結構件都做了相應的受力分析，出于成本考慮，為了適應量產沒有選用重量輕、性能好的碳纖維復合材料，而是采用鋁合金。特斯拉在汽車上有成熟的高壓鑄造鋁合金的經驗，在材料端對于機器人將來量產有較大幫助。整機構型是大型仿人機器人機械部分的關鍵點之一，它與關節(jié)的數(shù)量及布置方式緊密相關。根據(jù)研究，人體有206塊骨頭，大的關節(jié)有78個，有六種類型關節(jié)。一般大型仿人機器人關節(jié)有15-70個，關節(jié)類型有三種，旋轉（水平方向旋轉）、偏移（垂直方向上下移動）、滑動（水平方向線性移動）。特斯拉機器人軀干共有28個關節(jié)，旋轉關節(jié)和直線關節(jié)各14個，每個關節(jié)對應一個執(zhí)行器，手部共12個執(zhí)行器。根據(jù)2023年特斯拉股東大會直播顯示，我們對28個執(zhí)行器位置和數(shù)量進行預計，28個執(zhí)行器分別為肩關節(jié)（單側三自由度旋轉關節(jié)）6個，肘關節(jié)（單側直線關節(jié)）2個，腕部關節(jié)（單側2個直線+1個旋轉）6個，腰部（二自由度旋轉關節(jié)）2個，髖關節(jié)（單側1個直線+2個旋轉）6個，膝蓋（單側1直線關節(jié)）2個，踝部（單側二自由度直線關節(jié)）4個。每個旋轉關節(jié)用到一個諧波減速器，手部單手有6個執(zhí)行器，11個自由度，拇指方面由兩個電機驅動，驅動拇指的空心杯電機均橫置在手掌內，其他手指各一個。能拿起約9公斤重物體，可以使用工具，實現(xiàn)精準抓取小部件。通過仿真模擬，考慮成本和重量兩個因素，選出每個關節(jié)執(zhí)行器最優(yōu)解。根據(jù)2023年特斯拉股東大會直播顯示，在設計關節(jié)驅動器時，最重要的事情就是確定驅動器的工作范圍。首先對于機器人的工況做了假設，針對這些工況進行了仿真，在仿真中模擬出了機器人在各種情景下關節(jié)的輸出力矩。之后將輸出力矩投影到了關節(jié)驅動器的效率圖中，采用的是市面上可以買的標準品電機+減速機，之后根據(jù)不同的電機和不同減速比減速器組合，最終組合出十幾萬種結果，紅色的曲線就是系統(tǒng)成本和重量的最優(yōu)曲線，再選出最合適的電機與減速比方案。之后將全身所有關節(jié)都做這樣的分析，可以得到全身關節(jié)的最優(yōu)組合。從局部最優(yōu)進一步到整體最優(yōu)，28個軀干關節(jié)最終選出6款執(zhí)行器。為了降低生產成本