機(jī)器人行業(yè)專(zhuān)題分析

機(jī)器人行業(yè)專(zhuān)題分析一、為什么要發(fā)展人形機(jī)器人？中國(guó)勞動(dòng)力人口數(shù)量持續(xù)下滑，美、德、日等多國(guó)具有同樣趨勢(shì)。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2022年我國(guó)人口從年齡構(gòu)成看，16~59歲的勞動(dòng)年齡人口8.76億人，占全國(guó)人口的比重為62.0%；60歲及以上人口2.8億人，占全國(guó)人口的19.8%，其中65歲及以上人口2.1億人，占全國(guó)人口的14.9%。勞動(dòng)年齡人口在2011年前后已經(jīng)達(dá)到峰值9.4億人，之后開(kāi)始負(fù)增長(zhǎng)。十多年間，勞動(dòng)年齡人口減少超過(guò)6000萬(wàn)。世界銀行發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)的勞動(dòng)年齡人口自2010年開(kāi)始就加速減少，日本、德國(guó)和英法意擁有同樣的人口結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)。中國(guó)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(dá)16%。根據(jù)《中國(guó)發(fā)展報(bào)告2020：中國(guó)人口老齡化的發(fā)展趨勢(shì)和政策》預(yù)測(cè)，2025年“十四五”規(guī)劃完成時(shí)，中國(guó)65歲及以上的老年人將超過(guò)2.1億，占總?cè)丝跀?shù)的約15%；2035年和2050年時(shí)，中國(guó)65歲及以上的老年人將達(dá)到3.1億和接近3.8億，占總?cè)丝诒壤齽t分別達(dá)到22.3%和27.9%。聯(lián)合國(guó)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(zhǎng)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?cè)丝诒壤秊?0%，到2050年將升至16%。中國(guó)制造業(yè)勞動(dòng)力總量下降，且年輕勞動(dòng)力占比快速下降。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2015-2020年，制造企業(yè)平均用工人數(shù)由8711萬(wàn)人下滑至6550萬(wàn)人，遠(yuǎn)高于同期營(yíng)業(yè)收入3%水平的降幅。從年齡結(jié)構(gòu)看，2015年制造業(yè)勞動(dòng)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(dòng)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(dòng)力年齡老化速度過(guò)快。美國(guó)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(cái)經(jīng)大學(xué)國(guó)際金融研究中心客座研究員張啟迪《重新審視美國(guó)制造業(yè)的“衰落”》，自1939年以來(lái)美國(guó)制造業(yè)就業(yè)人數(shù)持續(xù)增長(zhǎng)，至1978年達(dá)到頂峰（1933萬(wàn)人）。2022年美國(guó)制造業(yè)就業(yè)人數(shù)為1298萬(wàn)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(jī)器替代人是一大趨勢(shì)。根據(jù)中國(guó)政府網(wǎng)，從2022年第三季度全國(guó)“最缺工”的100個(gè)職業(yè)排行看，其中有39個(gè)屬于生產(chǎn)制造及有關(guān)人員，有19個(gè)屬于專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員。從缺工崗位看，主要缺的是勞動(dòng)密集型行業(yè)低技能一線(xiàn)員工和部分專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員?！霸趧趧?dòng)年齡人口下降、勞動(dòng)力供給趨緊、人工成本上升的背景下，用機(jī)器替代流水線(xiàn)上的簡(jiǎn)單重復(fù)勞動(dòng)是一大趨勢(shì)。”中國(guó)人民大學(xué)中國(guó)就業(yè)研究所所長(zhǎng)曾湘泉說(shuō)。根據(jù)ReshoringInstitute報(bào)告，全球13個(gè)國(guó)家制造業(yè)基層員工薪資中，德、美、英人均年薪超過(guò)3萬(wàn)美元，中國(guó)在人力方面已不再是低成本國(guó)家。中國(guó)是全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)，21年全球機(jī)器人增速創(chuàng)新高。根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）發(fā)布的《2022年全球機(jī)器人報(bào)告》，2021年全球工廠新安裝51.7萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人，同比增長(zhǎng)31%，創(chuàng)下歷史新高。全球運(yùn)行中的機(jī)器人存量約為350萬(wàn)臺(tái)，亦創(chuàng)下了新的紀(jì)錄。作為全球第一大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，中國(guó)2021年安裝量增長(zhǎng)51%，新安裝26.82萬(wàn)臺(tái)。運(yùn)行存量突破100萬(wàn)臺(tái)大關(guān)，增長(zhǎng)27%。二、為什么要是“人形”？原因一：“人形”是最適合人類(lèi)社會(huì)所有場(chǎng)景的形態(tài)，無(wú)需改變場(chǎng)景來(lái)適應(yīng)機(jī)器，一旦技術(shù)成熟可直接用于所有社會(huì)場(chǎng)景。根據(jù)中新網(wǎng)，在2019年的特斯拉AIDay，馬斯克曾表示，“TeslaBot可以執(zhí)行一些危險(xiǎn)、重復(fù)、枯燥的任務(wù)”。他希望今后人類(lèi)不想干的事統(tǒng)統(tǒng)交給特斯拉機(jī)器人來(lái)干，并推測(cè)人們可能會(huì)發(fā)掘出連他都預(yù)料不到的用途。根據(jù)證券時(shí)報(bào)，2023年特斯拉股東大會(huì)上馬斯克表示，“未來(lái)每個(gè)人都會(huì)擁有一個(gè)人形機(jī)器人，這個(gè)市場(chǎng)將會(huì)超過(guò)電動(dòng)車(chē)的需求，可能是百億美元級(jí)別的。如果人形機(jī)器人和人的比例是2比1左右，那么人們對(duì)機(jī)器人的需求量可能是100億乃至200億個(gè)，會(huì)遠(yuǎn)超電動(dòng)車(chē)的數(shù)量?！备鶕?jù)高工機(jī)器人網(wǎng)，馬斯克的思路是第一批機(jī)器人主要在B端應(yīng)用，服務(wù)于危險(xiǎn)、無(wú)聊、重復(fù)的工作或人們不想做的工作；第二批大規(guī)模使用的機(jī)器人，讓機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)世界中導(dǎo)航，無(wú)需指令也能做有用的事；第三批是預(yù)計(jì)不到10年后，人們可以在家里使用的機(jī)器人。原因二：恐怖谷理論下，“人形”的好感度上限遠(yuǎn)高于非人形，一旦產(chǎn)生移情效應(yīng)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(jià)值。根據(jù)百度百科，“恐怖谷理論”是1970年被日本機(jī)器人專(zhuān)家森昌弘提出，森昌弘的假設(shè)指出：由于機(jī)器人與人類(lèi)在外表、動(dòng)作上相似，所以人類(lèi)亦會(huì)對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生正面的情感；而當(dāng)機(jī)器人與人類(lèi)的相似程度達(dá)到一個(gè)特定程度的時(shí)候，人類(lèi)對(duì)他們的反應(yīng)便會(huì)突然變得極其負(fù)面和反感，哪怕機(jī)器人與人類(lèi)只有一點(diǎn)點(diǎn)的差別，都會(huì)顯得非常顯眼刺目，從而整個(gè)機(jī)器人有非常僵硬恐怖的感覺(jué)，猶如面對(duì)行尸走肉；當(dāng)機(jī)器人和人類(lèi)的相似度繼續(xù)上升，相當(dāng)于普通人之間的相似度的時(shí)候，人類(lèi)對(duì)他們的情感反應(yīng)會(huì)再度回到正面，產(chǎn)生人類(lèi)與人類(lèi)之間的移情作用。人形機(jī)器人具備滿(mǎn)足馬斯洛前四級(jí)需求的可能，移情效應(yīng)下ToC端“人形”將極大提高用戶(hù)粘性。根據(jù)維基百科，馬斯洛需求層次理論構(gòu)建了人類(lèi)需求的五級(jí)模型，從層次結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)。我們認(rèn)為人形機(jī)器人至少具備滿(mǎn)足前四級(jí)需求的可能，這是非人形機(jī)器人所無(wú)法突破的。人類(lèi)會(huì)借助一些物品來(lái)滿(mǎn)足各層級(jí)需求，而非物品本身滿(mǎn)足人類(lèi)需求，但人形機(jī)器人具備本身滿(mǎn)足其需求的可能性。一旦與人形機(jī)器人產(chǎn)生了移情作用，率先進(jìn)入ToC端的意義將不僅僅是產(chǎn)品力和品牌層面的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，還有其特定的“形象”，這將大大提高用戶(hù)粘性。ChatGPT成熟技術(shù)加持下，只“說(shuō)”不“做”也可滿(mǎn)足交流、尊重等需求。根據(jù)AI技術(shù)聚合網(wǎng)，ChatGPT的原理是基于自回歸語(yǔ)言模型，它是一種基于深度學(xué)習(xí)的自然語(yǔ)言處理技術(shù)，可以用來(lái)生成自然語(yǔ)言文本。根據(jù)世界首位機(jī)器人公民、聯(lián)合國(guó)創(chuàng)新大使機(jī)器人索菲亞官方賬號(hào)，英國(guó)EngineeredArts公司人形機(jī)器人Ameca在安裝了GPT-3后，Ameca變成了一個(gè)“專(zhuān)家”，能夠與人們聊天說(shuō)地，也能快速對(duì)答各種提問(wèn)。在接入GPT-4后，Ameca獲得了通過(guò)表情來(lái)表達(dá)含義的能力，已具備語(yǔ)言、表情、動(dòng)作等能力。原因三：73855定律下視覺(jué)傳達(dá)信息作用大，“人形”的肢體語(yǔ)言最符合人類(lèi)認(rèn)知。我們認(rèn)為“人形”的肢體語(yǔ)言、神態(tài)語(yǔ)言最符合人類(lèi)思維方式和認(rèn)知，人類(lèi)無(wú)需適應(yīng)機(jī)器人，便能輕松理解機(jī)器人的動(dòng)作。根據(jù)百度百科，美國(guó)心理學(xué)家Mehrabian研究發(fā)現(xiàn)，55%的信息通過(guò)視覺(jué)傳達(dá)的，如手勢(shì)、表情、外表、妝扮、肢體語(yǔ)言，38%的信息通過(guò)聽(tīng)覺(jué)傳達(dá)，如說(shuō)話(huà)的語(yǔ)調(diào)、聲音的抑揚(yáng)頓挫等，而語(yǔ)言本身只能傳遞出7%的信息，因此“人形”在實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互中意義重大。例如英國(guó)EngineeredArts公司的人形機(jī)器人Ameca，僅通過(guò)看其表情和肢體動(dòng)作，就能理解其“表達(dá)”的意思。三、什么是具身智能？英偉達(dá)創(chuàng)始人黃仁勛在ITFWorld2023半導(dǎo)體大會(huì)上表示，AI下一個(gè)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(dòng)的智能系統(tǒng)，包括機(jī)器人技術(shù)、自動(dòng)駕駛汽車(chē)，甚至是聊天機(jī)器人，它們會(huì)更聰明，因?yàn)樗鼈兡芰私馕锢硎澜?。根?jù)上海交大教授盧策吾在機(jī)器之心AI科技年會(huì)上，發(fā)表了主題演講——《具身智能》，具身智能是智能科學(xué)的一個(gè)基礎(chǔ)問(wèn)題，是指具有身體體驗(yàn)的智能。從認(rèn)知角度看，人類(lèi)是第一人稱(chēng)視角的智能，但給機(jī)器喂很多數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，屬于第三人稱(chēng)的智能，比如給機(jī)器很多盒子，并且標(biāo)注這就是盒子，然后機(jī)器就會(huì)知道這種模式是盒子，但機(jī)器并不是通過(guò)體驗(yàn)知道這是盒子的。根據(jù)《具身智能》，主動(dòng)貓是具身智能，旁觀貓是旁觀智能。1963年的一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芤欢ǔ潭日故緝烧叩膮^(qū)別，一只貓被綁起來(lái)，只能看這個(gè)世界，與其連接的另一只貓則可以主動(dòng)去走。被動(dòng)的貓是一種旁觀的智能，而主動(dòng)的貓是具身的智能，實(shí)驗(yàn)的最后，主動(dòng)體驗(yàn)的貓學(xué)會(huì)了正常行走，但旁觀的貓并沒(méi)能獲得行走能力。具身智能涉及多學(xué)科，是系統(tǒng)性工程。上海交通大學(xué)盧策吾教授在機(jī)器之心AI科技年會(huì)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(mén)，原因是它涉及到眾多的學(xué)科，當(dāng)時(shí)很多學(xué)科都不是很成熟。硬件、軟件還有各種觸覺(jué)傳感器也不夠成熟。而到了今天，各個(gè)學(xué)科都可以聚到一起來(lái)做這么一個(gè)宏大的系統(tǒng)。在這樣的情況下，我們才有可能推動(dòng)這個(gè)方向進(jìn)一步發(fā)展。根據(jù)《具身智能》，具身智能包括3個(gè)模塊：具身感知、具身想象和具身執(zhí)行，AI+機(jī)器人正是“具身智能”當(dāng)前的落點(diǎn)。工業(yè)機(jī)器人主要根據(jù)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號(hào)控制機(jī)器人主體完成任務(wù)，主要依賴(lài)于機(jī)器人的執(zhí)行層。與工業(yè)機(jī)器人不同，具身智能機(jī)器人若能像人一樣與環(huán)境交互、感知、決策、完成任務(wù)，將不得不提升感知層和認(rèn)知層的能力。盧策吾教授提出PIE方案，認(rèn)為具身智能包括3個(gè)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(dòng)具身智能落地。目前看來(lái)，AI+機(jī)器人或許正是“具身智能”當(dāng)前的落點(diǎn)。四、什么是RobotGPT？ChatGPT為人工智能提供了語(yǔ)言載體，人形機(jī)器人將提供物質(zhì)載體，實(shí)現(xiàn)人工智能從“想到”“說(shuō)到”到“做到”的跨越。根據(jù)鈦媒體，全球首家5G云端智能機(jī)器人運(yùn)營(yíng)商達(dá)闥機(jī)器人公司即將推出首個(gè)機(jī)器人制造領(lǐng)域的多模態(tài)認(rèn)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(dāng)作人工智能的原子彈的話(huà)，ChatGPT是AI領(lǐng)域的氫彈，作為“兩彈一星”的星，云端智能機(jī)器人則是人工智能時(shí)代的運(yùn)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(biāo)志。ChatGPT本質(zhì)是文字接龍，基于ChatGPT模型思路可構(gòu)建RobotGPT框架。根據(jù)斯坦福大學(xué)2023年最新論文《RobotGPT:FromChatGPTtoRobotIntelligence》，基于和ChatGPT類(lèi)似的工作原理構(gòu)建了RobotGPT的框架。根據(jù)OpenAI官方對(duì)ChatGPT原理介紹，ChatGPT是在GPT（GenerativePre-trainingTransformer）模型的基礎(chǔ)上通過(guò)改進(jìn)優(yōu)化得到的。GPT是一種大型語(yǔ)言模型，能夠生成各種不同的文本類(lèi)型。GPT模型思路是讓AI在通用的、海量的數(shù)據(jù)上學(xué)習(xí)文字接龍，即掌握基于前文內(nèi)容生成后續(xù)文本的能力。然后人類(lèi)引導(dǎo)接龍方向即有監(jiān)督訓(xùn)練初始模型，對(duì)特定問(wèn)題告訴AI人類(lèi)認(rèn)可的答案。Reward模型進(jìn)行強(qiáng)化學(xué)習(xí)，進(jìn)一步優(yōu)化ChatGPT的輸出質(zhì)量。根據(jù)OpenAI官方對(duì)ChatGPT原理介紹，第二步訓(xùn)練Reward模型，人的時(shí)間精力有限，但AI的精力是無(wú)限的，研究人員讓GPT對(duì)特定問(wèn)題給出多個(gè)答案，由人類(lèi)來(lái)對(duì)這些答案的好壞做排序，基于這些評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，研究人員訓(xùn)練了一個(gè)符合人類(lèi)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的Reward模型。第三步基于reward模型使用PPO強(qiáng)化學(xué)習(xí)優(yōu)化GPT模型，即AI基于評(píng)分去調(diào)整參數(shù)以便在下次問(wèn)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(yǔ)言/各類(lèi)傳感器接收的信號(hào)-動(dòng)作接龍。根據(jù)《RobotGPT:FromChatGPTtoRobotIntelligence》，人的八大智能包括語(yǔ)言智能、數(shù)學(xué)邏輯智能、空間智能、人際智能、內(nèi)省智能、音樂(lè)智能、身體運(yùn)動(dòng)智能、自然認(rèn)知智能，機(jī)器人實(shí)現(xiàn)不同的智能需配備不同傳感器、自然語(yǔ)言處理能力和人工智能算法。在設(shè)計(jì)的RobotGPT框架圖，思路類(lèi)似于ChatGPT，同樣是通過(guò)深度學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)構(gòu)建端對(duì)端AI大模型。目前ChatGPT是單模態(tài)，RobotGPT需要多模態(tài)模型。達(dá)闥機(jī)器人公司CEO黃曉慶表示，ChatGPT的出現(xiàn)，恰恰證明機(jī)器人需要一個(gè)云端大腦。因?yàn)镃hatGPT是不可能裝在一個(gè)小小的計(jì)算機(jī)里的，它必須裝在一個(gè)云里面，變成個(gè)云服務(wù)。ChatGPT目前本身是單模態(tài)的，所以它無(wú)法支持機(jī)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(yǔ)言、視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)都要支持，這就是我們?cè)谧龅腞obotGPT。五、表情最像人的Ameca是怎么做到的？Ameca機(jī)器人具備互動(dòng)、感知等功能，表情豐富度高。Ameca被EngineeredArts描述為“世界上最先進(jìn)的人形機(jī)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(jìn)行對(duì)話(huà)和翻譯，使用DeepL進(jìn)行語(yǔ)言識(shí)別，并使用AmazonPollyNeuralvoices實(shí)現(xiàn)其說(shuō)話(huà)功能。Ameca僅面部就有45個(gè)電機(jī)，底層技術(shù)是Mesmer+Tritium。Ameca重49kg，臂展1.8米，高1.87米，身體共有52個(gè)模塊，支持51種關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。僅面部就有45個(gè)電機(jī)，其中眼睛就有8個(gè)電機(jī)對(duì)其進(jìn)行控制，眉毛有4個(gè)電機(jī)，嘴巴則有2個(gè)電機(jī)。這樣它就能完成相當(dāng)復(fù)雜的面部表情。除此之外，它的眼睛和胸前都內(nèi)置攝像機(jī)，可以通過(guò)人臉識(shí)別辨認(rèn)出2米內(nèi)的人類(lèi)。它還能通過(guò)耳朵聆聽(tīng)人的聲音，與人互動(dòng)。做出逼真的表情的關(guān)鍵就是Ameca結(jié)合了AI與AB（ArtificialBody）技術(shù)，而這底層系統(tǒng)是機(jī)器人操作系統(tǒng)Tritium和工程藝術(shù)系統(tǒng)Mesmer。Mesmer系統(tǒng)構(gòu)建表情模型，Tritium系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)硬件。Mesmer是一個(gè)用于建造仿真人形機(jī)器人的系統(tǒng)，通過(guò)36個(gè)攝像機(jī)對(duì)人體進(jìn)行360度的3D掃描后，包括人類(lèi)的骨骼結(jié)構(gòu)、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(guò)立體光刻3D打印機(jī)制作精確模具。Tritium機(jī)器人操作系統(tǒng)被稱(chēng)為“為金屬注入生命的魔法”，該系統(tǒng)可以從硬件平臺(tái)運(yùn)行硬件組件，因此Ameca的手臂、軀干和頭才能運(yùn)動(dòng)自如，也是實(shí)現(xiàn)表情管理的基礎(chǔ)，因?yàn)樗B接了軟件，硬件和云端，可以驅(qū)動(dòng)硬件的每一個(gè)組成部分。六、人形機(jī)器人商業(yè)化前景幾何？具有極強(qiáng)通用性的人形機(jī)器人將是機(jī)器人界的iPhone，滲透率達(dá)到10%將進(jìn)入加速期。根據(jù)南方科技大學(xué)機(jī)械與能源工程系教授、鵬城學(xué)者特聘教授張巍2022年接受真故研究室采訪(fǎng)時(shí)表示，整個(gè)機(jī)器人發(fā)展的趨勢(shì)，本質(zhì)上是從專(zhuān)機(jī)到逐漸通用的過(guò)程。只是傳信息的話(huà)iPhone的性?xún)r(jià)比遠(yuǎn)不如BB機(jī)，但當(dāng)其可以支持多項(xiàng)功能之后，就會(huì)快速重塑整個(gè)行業(yè)。當(dāng)人形機(jī)器人能完成多項(xiàng)任務(wù)后，他的商業(yè)拐點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)，最關(guān)鍵的是以后無(wú)論加多少App它的基本形態(tài)都不用變。美國(guó)著名分析師HarryS.Dent,Jr認(rèn)為一項(xiàng)新技術(shù)或者一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，滲透率達(dá)到10%之前被稱(chēng)之為導(dǎo)入期，發(fā)展緩慢；超過(guò)10%的閾值后，將步入高速成長(zhǎng)期。類(lèi)比自動(dòng)駕駛，通用機(jī)器人不需要完全通用才有商業(yè)價(jià)值，商業(yè)化可能未來(lái)兩三年實(shí)現(xiàn)。根據(jù)張巍教授采訪(fǎng)中表示，通用只是一個(gè)終極產(chǎn)品形態(tài)，只要不斷地在上面加功能。第一個(gè)功能不夠，它的性?xún)r(jià)比比不過(guò)專(zhuān)機(jī)，那就加第二個(gè)功能，逐漸地就比兩個(gè)專(zhuān)機(jī)要?jiǎng)澦?。人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化并不需要足式機(jī)器人在實(shí)現(xiàn)超能之后才能開(kāi)始，這個(gè)節(jié)點(diǎn)可能在未來(lái)兩三年就可以實(shí)現(xiàn)。類(lèi)比自動(dòng)駕駛，現(xiàn)在也還沒(méi)有真正地落地，但是自動(dòng)駕駛的研究和商業(yè)探索已經(jīng)延展了很多，甚至開(kāi)始顛覆整個(gè)汽車(chē)行業(yè)。手機(jī)是個(gè)人通訊娛樂(lè)的通用終端，智能汽車(chē)是未來(lái)人們?cè)诮Y(jié)構(gòu)化道路上的通用終端，人形機(jī)器人將會(huì)是面向各類(lèi)非結(jié)構(gòu)化場(chǎng)景時(shí)連接數(shù)字世界與物理世界的通用終端。美國(guó)最低時(shí)薪7.25美元，特斯拉機(jī)器人2萬(wàn)美元價(jià)格可接受度高。根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦法律的規(guī)定，目前美國(guó)境內(nèi)的最低時(shí)薪為每小時(shí)7.25美元。2021年美國(guó)眾議院通過(guò)了《提高工資法案》將設(shè)定時(shí)薪15美元的最低標(biāo)準(zhǔn)，自2021年1月一直在國(guó)會(huì)等待審議。按最低的7.25美元計(jì)算，特斯拉機(jī)器人只要實(shí)現(xiàn)替代最基礎(chǔ)的崗位，每天工作8小時(shí)，按法定工作日一年工作260天，相當(dāng)于雇主節(jié)省了1.5萬(wàn)美元人力成本。根據(jù)華爾街見(jiàn)聞，2022年特斯拉AIDAY馬斯克表示，預(yù)計(jì)Optimus量產(chǎn)后價(jià)格在2萬(wàn)美元以?xún)?nèi)，若按2萬(wàn)美元計(jì)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(jì)4億人將被機(jī)器人取代。麥肯錫2017年發(fā)布的《失業(yè)與就業(yè)：自動(dòng)化時(shí)代的勞動(dòng)力轉(zhuǎn)型》報(bào)告指出，全球最高達(dá)50%的工作是可以被機(jī)器人取代的；有六成的工作崗位，其30%的工作量可以由機(jī)器代勞。稱(chēng)到2030年，全球?qū)⒂卸噙_(dá)8億人的工作崗位可能被自動(dòng)化的機(jī)器人取代，即使機(jī)器人的崛起速度不那么快，保守估計(jì)仍有4億人工作被替代。根據(jù)高工機(jī)器人網(wǎng)，弗若斯特沙利文預(yù)測(cè)，到2026年全球人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到80億美元；高盛預(yù)計(jì)到2035年，在藍(lán)海市場(chǎng)情景下，人形機(jī)器人市場(chǎng)能夠達(dá)到1540億美元的規(guī)模。工業(yè)、商業(yè)、家用三大場(chǎng)景，人形機(jī)器人將率先在工業(yè)和商業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。我們認(rèn)為工廠物料裝配相對(duì)結(jié)構(gòu)化，在封閉環(huán)境下且任務(wù)單一。商用領(lǐng)域可實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)增強(qiáng)、數(shù)據(jù)收集以及流量轉(zhuǎn)化等功能。而家用場(chǎng)景對(duì)人機(jī)交互需求和價(jià)格敏感性都相對(duì)更高。2018年國(guó)內(nèi)優(yōu)必選的2150臺(tái)克魯澤（Cruzr）機(jī)器人在居然之家上崗。顧客可以詢(xún)問(wèn)有關(guān)店鋪的所有問(wèn)題，如品牌介紹、最新產(chǎn)品、促銷(xiāo)優(yōu)惠、會(huì)員權(quán)益等。根據(jù)億歐智庫(kù)，優(yōu)必選副總裁胡佳文對(duì)億歐表示，“克魯澤記得你的偏好，習(xí)慣，每一次來(lái)消費(fèi)的情景等?！斌w驗(yàn)增強(qiáng)、數(shù)據(jù)收集以及流量轉(zhuǎn)化三類(lèi)，商業(yè)場(chǎng)景中的服務(wù)機(jī)器人恰好是能將這三種功能同時(shí)實(shí)現(xiàn)的載體。“一老一小”市場(chǎng)將成剛需，機(jī)器人替換萬(wàn)億家政市場(chǎng)場(chǎng)景明確。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)出生人口數(shù)量為1062萬(wàn)人，65歲及以上人口數(shù)量超過(guò)兩億，“一老一小”成為家政服務(wù)的主要對(duì)象。2015年至2020年中國(guó)家政服務(wù)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模逐年穩(wěn)步增長(zhǎng)，2020年達(dá)到8782億元，同比增長(zhǎng)約26.0%。而2021年該數(shù)據(jù)已增至1.0149萬(wàn)億元。國(guó)內(nèi)人形機(jī)器人公司優(yōu)必選健康事業(yè)部高級(jí)技術(shù)總監(jiān)張呈昆在接受界面新聞專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)表示，公司目前主攻的兩大業(yè)務(wù)板塊是“一老一小”?！耙焕稀敝傅氖轻槍?duì)老年人的智慧康養(yǎng)行業(yè)，“一小”則主要指人工智能教育，研發(fā)了涵蓋學(xué)前、小學(xué)、初中、高中、高職校的貫通式人工智能教育解決方案。中國(guó)發(fā)展人形機(jī)器人具備成本、場(chǎng)景和產(chǎn)業(yè)鏈三大優(yōu)勢(shì)。根據(jù)南方科技大學(xué)機(jī)械與能源工程系教授、鵬城學(xué)者特聘教授張巍2022年接受真故研究室采訪(fǎng)，我們認(rèn)為中國(guó)人形機(jī)器人具備三大優(yōu)勢(shì)，第一是成本優(yōu)勢(shì)，由于成熟產(chǎn)業(yè)鏈與相對(duì)低的人工成本，足式機(jī)器人硬件成本上國(guó)內(nèi)有巨大的優(yōu)勢(shì)。第二是場(chǎng)景優(yōu)勢(shì)，機(jī)器人發(fā)展的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈以及落地場(chǎng)景都能在中國(guó)找到。無(wú)論是ToC還是ToB的場(chǎng)景，國(guó)內(nèi)的豐富度都是國(guó)外的幾十上百倍。第三是產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，“中國(guó)擁有世界上規(guī)模最大、門(mén)類(lèi)最全、配套最完備的產(chǎn)業(yè)鏈體系，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已基本形成了從零部件到整機(jī)再到集成應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈體系，這種優(yōu)勢(shì)不僅沒(méi)有國(guó)家能夠替代，還會(huì)伴隨著產(chǎn)業(yè)更替日益完善?！眱?yōu)必選科技首席技術(shù)官熊友軍表示。七、人形機(jī)器人量產(chǎn)還有多遠(yuǎn)？摩爾定律將線(xiàn)性增長(zhǎng)變?yōu)橹笖?shù)級(jí)，2022年已達(dá)到“棋盤(pán)的后一半”。根據(jù)科學(xué)網(wǎng)，在過(guò)去大多數(shù)時(shí)間里，科技和產(chǎn)品進(jìn)步是線(xiàn)性的，而第四次工業(yè)革命呈現(xiàn)出指數(shù)級(jí)而非線(xiàn)性的發(fā)展速度。人類(lèi)長(zhǎng)期習(xí)慣于線(xiàn)性的思維方式，而難以適應(yīng)“指數(shù)級(jí)”思維模式。21年12月中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、長(zhǎng)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(lèi)第一次認(rèn)識(shí)到科技是可以呈指數(shù)發(fā)展的是摩爾定律，它指出計(jì)算能力每?jī)赡陮⒃黾右槐?。古印度舍罕王故事中“棋盤(pán)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(zhǎng)速度越快。如果從1958年半導(dǎo)體的發(fā)明開(kāi)始計(jì)算，那么2022年我們處在第32個(gè)格子上——正好到達(dá)“棋盤(pán)的后一半”，創(chuàng)新的加速和變革的規(guī)模將迎來(lái)新的拐點(diǎn)和引爆點(diǎn)，正是驚喜出現(xiàn)的好時(shí)機(jī)。22年11月發(fā)布的ChatGPT，開(kāi)啟了人工智能時(shí)代的起點(diǎn)。當(dāng)前人形機(jī)器人處于技術(shù)成熟度曲線(xiàn)第一階段，但進(jìn)步速度將是指數(shù)級(jí)的。根據(jù)百度百科，技術(shù)成熟度曲線(xiàn)誕生于硅谷，又叫技術(shù)循環(huán)曲線(xiàn)、炒作周期，是指新技術(shù)、新概念在媒體上曝光度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)。美國(guó)Gartner公司將其分為5個(gè)階段：科技誕生的促動(dòng)期、過(guò)高期望的峰值、泡沫化的底谷期、穩(wěn)步爬升的光明期、實(shí)質(zhì)生產(chǎn)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(wǎng)，萊特定律是制造業(yè)的規(guī)模效應(yīng)的體現(xiàn)，意思是產(chǎn)量每擴(kuò)大一倍，成本就會(huì)降低15%左右。美國(guó)的福特T型車(chē)從1909年到1923年的產(chǎn)量和價(jià)格變化曲線(xiàn)就完美詮釋了萊特定律。產(chǎn)量從一到十的過(guò)程中，生產(chǎn)成本會(huì)有三次15%左右的降低，最終生產(chǎn)成本會(huì)降到原來(lái)的60%左右。再加上零配件成本，也會(huì)因產(chǎn)量提升而降低，產(chǎn)業(yè)集群還可以進(jìn)一步降低成本。國(guó)外多家科技公司下注人形機(jī)器人賽道，根據(jù)中國(guó)國(guó)家郵政局官網(wǎng)，亞馬遜投資物流機(jī)器人公司AgilityRobotics，機(jī)器人預(yù)計(jì)24年開(kāi)始交付，25年全面上市。22年4月物流倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)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(lǐng)投，亞馬遜產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基金參投。DCVC聯(lián)合管理合伙人MattOcko表示，勞動(dòng)力短缺會(huì)導(dǎo)致供應(yīng)鏈遭到破壞，Agility解決的是企業(yè)勞動(dòng)力短缺的問(wèn)題，將人們從重復(fù)或不愉快的工作中解放出來(lái)。AgilityRobotics研發(fā)的機(jī)器人Digit專(zhuān)門(mén)用于在倉(cāng)庫(kù)和配送中心執(zhí)行任務(wù)。根據(jù)維科網(wǎng)，Agility計(jì)劃在2024年初向其合作伙伴提供首先雙足運(yùn)送機(jī)器人解決方案，并然后在次年全面上市。OpenAI領(lǐng)投1XTechnologies公司，機(jī)器人已實(shí)現(xiàn)拿捏物品、輕松開(kāi)門(mén)、自主導(dǎo)航和避障等功能。根據(jù)華爾街見(jiàn)聞，當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月23日，挪威人形機(jī)器人公司1XTechnologies（前稱(chēng)為HalodiRobotics）宣布在OpenAI領(lǐng)投，老虎環(huán)球和挪威投資者財(cái)團(tuán)跟投的A2輪融資中籌集了2350萬(wàn)美元，1X計(jì)劃用這筆資金來(lái)加大力度研發(fā)雙足機(jī)器人模型NEO，以及在挪威和北美量產(chǎn)其首款商用機(jī)器人EVE。根據(jù)澎湃科技，1X近期Technologies發(fā)布了一段視頻，NEO機(jī)器人能夠伸出手指拿捏物品、輕松開(kāi)門(mén)、自主導(dǎo)航和避障等。與其他需要減速才能正常運(yùn)行的機(jī)器人不同，1XTechnologies的機(jī)器人可以以1倍速度運(yùn)行，即與人類(lèi)的速度相當(dāng)。AI人形機(jī)器人初創(chuàng)公司完成A輪融資，正在推出“世界上第一個(gè)商業(yè)上可行的通用人形機(jī)器人”。AI人形機(jī)器人初創(chuàng)公司Figure在5月25日宣布完成了7000萬(wàn)美金的A輪融資，此前，F(xiàn)igure稱(chēng)正在推出“世界上第一個(gè)商業(yè)上可行的通用人形機(jī)器人”，名為“Figure01”。目前Figure正在設(shè)計(jì)一個(gè)完全機(jī)電化的人形機(jī)器人，擁有雙手。按照其模型規(guī)劃，最終的機(jī)器人將是全電動(dòng)的，高1.6米，重60公斤，有效載荷為20公斤，充電后可運(yùn)行5小時(shí)。英偉達(dá)發(fā)布專(zhuān)為機(jī)器人開(kāi)發(fā)打造的平臺(tái)Isaac，大幅降低機(jī)器人開(kāi)發(fā)難度。近日英偉達(dá)發(fā)布了專(zhuān)為機(jī)器人開(kāi)發(fā)打造的平臺(tái)Isaac，平臺(tái)包括軟件、硬件、一個(gè)虛擬世界的機(jī)器人模擬器。工業(yè)和商用機(jī)器人的開(kāi)發(fā)過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜，時(shí)間長(zhǎng)，挑戰(zhàn)大，成本高。在許多用例和場(chǎng)景中，缺乏結(jié)構(gòu)化的環(huán)境也很普遍。NVIDIAIsaac機(jī)器人開(kāi)發(fā)平臺(tái)采用端到端解決方案，可幫助降低成本、簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)流程并加速產(chǎn)品上市。今年以來(lái)，國(guó)內(nèi)密集發(fā)布人形機(jī)器人相關(guān)政策。2023年1月，工信部等17部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》，提出到2025年，制造業(yè)機(jī)器人密度較2020年實(shí)現(xiàn)翻番，服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人行業(yè)應(yīng)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(wǎng)，4月20日，北京市提出加緊布局人形機(jī)器人整機(jī)，對(duì)標(biāo)緊跟國(guó)際領(lǐng)先機(jī)器人產(chǎn)品，按工程化思路布局北京人形機(jī)器人整機(jī)及相關(guān)核心產(chǎn)品。4月29日，山東省提出加快布局人形機(jī)器人等多項(xiàng)前沿領(lǐng)域。5月31日，深圳市提出開(kāi)展通用型具身智能機(jī)器人的研發(fā)和應(yīng)用，加快組建廣東省人形機(jī)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(shì)，開(kāi)展人形機(jī)器人規(guī)?；瘧?yīng)用。八、為什么特斯拉Optimus有望率先量產(chǎn)？（一）特斯拉Optimus具備哪些優(yōu)勢(shì)？我們總結(jié)了特斯拉人形機(jī)器人主要具備以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：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(jià)格：根據(jù)華爾街見(jiàn)聞，2022年特斯拉AIDAY馬斯克表示，預(yù)計(jì)Optimus量產(chǎn)后價(jià)格在2萬(wàn)美元以?xún)?nèi)。我們認(rèn)為如果在部分環(huán)節(jié)完全替代人工，這個(gè)價(jià)格對(duì)于工業(yè)和商業(yè)場(chǎng)景具備吸引力。3）商業(yè)定位準(zhǔn)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(shè)計(jì)理念已經(jīng)體現(xiàn)。4）生態(tài)：特斯拉生態(tài)下，沖壓機(jī)、FSD自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、Dojo計(jì)算機(jī)、D1芯片，為機(jī)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(shì)，從21年概念圖到23年5月能夠完成復(fù)雜任務(wù)的完整機(jī)器人，僅一年半便完成了迭代。相比之下，以當(dāng)前運(yùn)動(dòng)性能最優(yōu)的波士頓動(dòng)力Atlas機(jī)器人為例，Atlas售價(jià)大約在200萬(wàn)美元，如此高昂的價(jià)格，注定無(wú)法在C端大面積鋪開(kāi)，而B(niǎo)端用戶(hù)對(duì)于成本與價(jià)格的考量往往比C端用戶(hù)更加理性且嚴(yán)格。波士頓動(dòng)力公司在Atlas的整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中一直明確表示，其人形機(jī)器人純粹用于研發(fā)目的。我們認(rèn)為，從特斯拉人工智能生態(tài)的角度來(lái)看待，汽車(chē)、機(jī)器人和自動(dòng)駕駛、DOJO超級(jí)計(jì)算機(jī)可以形成閉環(huán)，DOJO和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)充當(dāng)“大腦”，汽車(chē)和機(jī)器人則在物理空間中拓展認(rèn)知，再反過(guò)來(lái)訓(xùn)練“大腦”。根據(jù)我們總結(jié)，特斯拉生態(tài)具備：1）特斯拉制造汽車(chē)時(shí)引進(jìn)了全球最大的壓鑄機(jī)，人形機(jī)器人有上千個(gè)零部件，未來(lái)也可能通過(guò)一體化的方式加快生產(chǎn)制造。2）純視覺(jué)方案，可直接嫁接FSD系統(tǒng)。Optimus采用了跟特斯拉電動(dòng)車(chē)相同的感知與計(jì)算單元，其中包括自研的芯片，以及三個(gè)自動(dòng)輔助駕駛攝像頭。3）Dojo計(jì)算機(jī)訓(xùn)練AI模型。dojo是特斯拉開(kāi)發(fā)的一臺(tái)超級(jí)強(qiáng)大的訓(xùn)練計(jì)算機(jī)，目標(biāo)是接收大量圖像和視頻數(shù)據(jù)，并在無(wú)人監(jiān)督的情況下自行學(xué)習(xí)。4）D1是特斯拉自主研發(fā)的AI訓(xùn)練芯片，相比于業(yè)內(nèi)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(dòng)車(chē)的“硬+軟”收費(fèi)模式。21年概念機(jī)到22年原型機(jī)再到23年5月完整機(jī)，Optimus已經(jīng)可以“自己造自己”了。根據(jù)特斯拉2022年AIDAY和2023年股東大會(huì)直播顯示，22年10月Optimus首次亮相無(wú)法自主行走需要人攙扶，23年股東大會(huì)展示視頻中Optimus已經(jīng)可以在車(chē)間靈活行走、抓取物體，已經(jīng)擁有環(huán)境探索與記憶、電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制能力、基于人類(lèi)跟蹤運(yùn)動(dòng)的AI訓(xùn)練以及物體操縱能力，且已打通了FSD底層模塊，實(shí)現(xiàn)了一定程度的算法復(fù)用。2022年馬斯克接受采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)道,機(jī)器人“擎天柱”預(yù)計(jì)明年底開(kāi)始交付,目標(biāo)量是23年10萬(wàn)臺(tái)、24年50萬(wàn)臺(tái)、25年100萬(wàn)臺(tái)。2023年3月馬斯克表示，特斯拉機(jī)器人已經(jīng)可以“自己造自己”了。最新展示中Optimus電機(jī)可精準(zhǔn)控制不打破雞蛋，已經(jīng)可以完成物品分揀的復(fù)雜工作。根據(jù)特斯拉最新在23年股東大會(huì)上發(fā)布的視頻顯示，Optimus完成了一系列復(fù)雜任務(wù)如電機(jī)扭矩控制，力度控制更精確、環(huán)境探測(cè)與記憶等。例如特斯拉展示了Optimus電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的能力，能做到精準(zhǔn)控制力道不打碎雞蛋。此外，Optimus也展示了其基于端到端AI學(xué)習(xí)人類(lèi)行為的過(guò)程，對(duì)物體進(jìn)行分類(lèi)擺放等，還展示了其從一個(gè)容器中拾取物體并將它放入第二個(gè)容器中。（二）特斯拉Optimus硬件拆解機(jī)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(qū)動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)研究，機(jī)器人主要由機(jī)械部分、控制部分和傳感部分組成，其中機(jī)械部分是其它部分的重要基礎(chǔ)。機(jī)械部分按系統(tǒng)分包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)。人形機(jī)器人有4大核心組件，分別是傳感系統(tǒng)（對(duì)應(yīng)五官）、控制系統(tǒng)（對(duì)應(yīng)大腦）、執(zhí)行機(jī)構(gòu)（對(duì)應(yīng)四肢）和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)組織）。根據(jù)2023年特斯拉股東大會(huì)直播顯示，Optimus視覺(jué)方面采用攝像頭純視覺(jué)方案，能量方面采用2.3KWh電池，可待機(jī)20小時(shí)，支持工作全天。特斯拉最新亮相的機(jī)器人身高173cm左右，體重73kg，采用了三個(gè)攝像頭，兩個(gè)常規(guī)的攝像頭分布在左右耳朵的位置，一個(gè)魚(yú)眼相機(jī)分布在最前方，延續(xù)了電動(dòng)車(chē)的純視覺(jué)方案。大腦采用TeslaSoC可以進(jìn)行視覺(jué)信息處理，動(dòng)作決策、以及語(yǔ)音交流。電池部分采用了一塊2.3kWh的電池，電池包內(nèi)帶有充放電及電源管理芯片，可持續(xù)待機(jī)20小時(shí)，能支持機(jī)器人工作一整天。特斯拉對(duì)機(jī)器人做了損害控制，保證位于胸腔的電池在機(jī)器人跌倒是不會(huì)爆炸。還對(duì)全身的結(jié)構(gòu)件都做了相應(yīng)的受力分析，出于成本考慮，為了適應(yīng)量產(chǎn)沒(méi)有選用重量輕、性能好的碳纖維復(fù)合材料，而是采用鋁合金。特斯拉在汽車(chē)上有成熟的高壓鑄造鋁合金的經(jīng)驗(yàn)，在材料端對(duì)于機(jī)器人將來(lái)量產(chǎn)有較大幫助。整機(jī)構(gòu)型是大型仿人機(jī)器人機(jī)械部分的關(guān)鍵點(diǎn)之一，它與關(guān)節(jié)的數(shù)量及布置方式緊密相關(guān)。根據(jù)研究，人體有206塊骨頭，大的關(guān)節(jié)有78個(gè)，有六種類(lèi)型關(guān)節(jié)。一般大型仿人機(jī)器人關(guān)節(jié)有15-70個(gè)，關(guān)節(jié)類(lèi)型有三種，旋轉(zhuǎn)（水平方向旋轉(zhuǎn)）、偏移（垂直方向上下移動(dòng)）、滑動(dòng)（水平方向線(xiàn)性移動(dòng)）。特斯拉機(jī)器人軀干共有28個(gè)關(guān)節(jié)，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和直線(xiàn)關(guān)節(jié)各14個(gè)，每個(gè)關(guān)節(jié)對(duì)應(yīng)一個(gè)執(zhí)行器，手部共12個(gè)執(zhí)行器。根據(jù)2023年特斯拉股東大會(huì)直播顯示，我們對(duì)28個(gè)執(zhí)行器位置和數(shù)量進(jìn)行預(yù)計(jì)，28個(gè)執(zhí)行器分別為肩關(guān)節(jié)（單側(cè)三自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)）6個(gè)，肘關(guān)節(jié)（單側(cè)直線(xiàn)關(guān)節(jié)）2個(gè)，腕部關(guān)節(jié)（單側(cè)2個(gè)直線(xiàn)+1個(gè)旋轉(zhuǎn)）6個(gè)，腰部（二自由度旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)）2個(gè)，髖關(guān)節(jié)（單側(cè)1個(gè)直線(xiàn)+2個(gè)旋轉(zhuǎn)）6個(gè)，膝蓋（單側(cè)1直線(xiàn)關(guān)節(jié)）2個(gè)，踝部（單側(cè)二自由度直線(xiàn)關(guān)節(jié)）4個(gè)。每個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)用到一個(gè)諧波減速器，手部單手有6個(gè)執(zhí)行器，11個(gè)自由度，拇指方面由兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)拇指的空心杯電機(jī)均橫置在手掌內(nèi)，其他手指各一個(gè)。能拿起約9公斤重物體，可以使用工具，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)抓取小部件。通過(guò)仿真模擬，考慮成本和重量?jī)蓚€(gè)因素，選出每個(gè)關(guān)節(jié)執(zhí)行器最優(yōu)解。根據(jù)2023年特斯拉股東大會(huì)直播顯示，在設(shè)計(jì)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器時(shí)，最重要的事情就是確定驅(qū)動(dòng)器的工作范圍。首先對(duì)于機(jī)器人的工況做了假設(shè)，針對(duì)這些工況進(jìn)行了仿真，在仿真中模擬出了機(jī)器人在各種情景下關(guān)節(jié)的輸出力矩。之后將輸出力矩投影到了關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器的效率圖中，采用的是市面上可以買(mǎi)的標(biāo)準(zhǔn)品電機(jī)+減速機(jī)，之后根據(jù)不同的電機(jī)和不同減速比減速器組合，最終組合出十幾萬(wàn)種結(jié)果，紅色的曲線(xiàn)就是系統(tǒng)成本和重量的最優(yōu)曲線(xiàn)，再選出最合適的電機(jī)與減速比方案。之后將全身所有關(guān)節(jié)都做這樣的分析，可以得到全身關(guān)節(jié)的最優(yōu)組合。從局部最優(yōu)進(jìn)一步到整體最優(yōu)，28個(gè)軀干關(guān)節(jié)最終選出6款執(zhí)行器。為了降低生產(chǎn)成本