2025年僅1000+人形機器人？售價2萬刀？人形機器人概念崩盤

大數(shù)據(jù)文摘授權(quán)轉(zhuǎn)載自機器人大講堂

作者：Jack

6月14日美國得克薩斯超級工廠召開的特斯拉2024股東大會上，特斯拉CEO馬斯克將5月5日發(fā)布的視頻重新播放了一遍，并表示，人形機器人將成為工業(yè)主力，數(shù)量有望超越人類，預(yù)計達(dá)到100億臺至200億臺。

           

特斯拉目標(biāo)年產(chǎn)10億臺人形機器人，占據(jù)市場10%以上份額，其成本控制在1萬美元左右，售價預(yù)計2萬美元，這將為特斯拉帶來25萬億美元至30萬億美元的市場。但馬斯克承認(rèn)，要實現(xiàn)這一宏偉目標(biāo)，還需要進(jìn)行大量的工作，目前特斯拉正在快速向這一目標(biāo)進(jìn)發(fā)，預(yù)計2025年特斯拉將擁有超過1000個，甚至數(shù)千個Optimus機器人在特斯拉工作。

           

雖然也提出了一定規(guī)劃，但機構(gòu)指出，到2025年特斯拉人形機器人量產(chǎn)計劃低于此前市場的預(yù)期，6月14日，市場人形機器人概念快速下跌。斯菱股份、力星股份等原先市場追捧的強勢標(biāo)的下滑幅度居前。究其原因，特斯拉人形機器人目前正面臨場景化落地和價格的瓶頸，這使得核心零部件企業(yè)以及蹭人形機器人概念的企業(yè)預(yù)期回落明顯，反倒是國內(nèi)AI、5G等概念回溫。

               

方案問題導(dǎo)致的預(yù)期回落

根據(jù)Tesla AIDay 2022，特斯拉Optimus 人形機器人的技術(shù)路線選取了28個關(guān)節(jié)驅(qū)動器，采用14個旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器、14個線性執(zhí)行器，根據(jù)不少機構(gòu)對Tesla Optimus的成本拆分，發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器采用無框伺服電機+諧波減速器+電機驅(qū)動器+離合器+力傳感器+編碼器組合，線性執(zhí)行器由無框伺服電機+反式行星滾柱絲杠&梯形絲杠+電機驅(qū)動器+力傳感器+編碼器組成。

           

有機構(gòu)進(jìn)一步分析認(rèn)為，減速器成本占人形機器人總制造成本約為7.46%，絲杠占機器人總制造成本12.07%。再細(xì)分，減速器里面軸承成本占比約為2.9%，絲杠里面行星滾柱絲杠占比9.85%，滾柱絲杠占比2.22%。

           

因此，在這個邏輯下，市場上核心零部件企業(yè)都受到資本加注。2024年初，人形機器人進(jìn)展頻出，特斯拉新公開的optimus gen2已經(jīng)在自主導(dǎo)航、物體識別和人機交互方面取得了顯著成果，特斯拉鲇魚效應(yīng)下，中國人形機器人市場不斷對標(biāo)，認(rèn)為機器人行業(yè)有望類智能電動車行業(yè)發(fā)展，技術(shù)成熟+成本下降帶來的質(zhì)變將推動人形機器人全面滲透。    

       

尤其2024H2開始，部分機構(gòu)認(rèn)為以特斯拉為代表的人形機器人先行者開始步入落地期，硬件層面，包括技術(shù)方案、產(chǎn)品、廠商定點、訂單、份額在內(nèi)的一系列事件將逐步確定，從而演化為投資層面的密集催化。

           

例如三花已送樣旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器、線性執(zhí)行器，目前處于B樣品，24年中有望C樣，量產(chǎn)最快為24年底25年初，機構(gòu)分析三花目前送樣的旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器中自制電機，采用綠的諧波減速器，編碼器及傳感器由特斯拉制定海外供應(yīng)商，后續(xù)三花目標(biāo)進(jìn)一步提高執(zhí)行器集成度及零部件自供比例。因此這帶動了一大批產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)的，國內(nèi)綠的諧波、步科股份、昊志機電、禾川科技、江蘇雷利等因此受益明顯，長盛軸承、五洲新春等更確定有特斯拉供應(yīng)鏈關(guān)系的都是關(guān)注度極高。

           

但0-1技術(shù)方案的變化，相較智能汽車電動化從1到100來得會更加迅速。正如機器人大講堂所提到，由于后續(xù)軟件技術(shù)進(jìn)步及硬件供應(yīng)商進(jìn)展飛快，特斯拉目前依然在調(diào)整自己的技術(shù)方案，以面對當(dāng)下不斷變化的市場。任何時候我們都無法確定說特斯拉一定選擇了反向驅(qū)動力驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計，采用某一家供應(yīng)商的產(chǎn)品或者某一類部件，就像是特斯拉的汽車，目前根據(jù)轉(zhuǎn)向電機布局位置不同都有四種技術(shù)方案在供選擇。   

           

然而人形機器人的方案，到底哪一種更具優(yōu)勢，目前仍然處于探索期。例如特斯拉當(dāng)前的關(guān)節(jié)方案采用了傳統(tǒng)的剛性驅(qū)動器結(jié)構(gòu)，特點是精度高，但根據(jù)論文《國內(nèi)外雙足人形機器人驅(qū)動器研究綜述》表明，這種方案功率密度達(dá)不到生物肌肉的水平、抗沖擊性也一般，不太能適應(yīng)復(fù)雜的地理環(huán)境，人機交互能力差，安全系數(shù)低，因此只能用于封閉環(huán)境固定作業(yè)。除了剛性驅(qū)動器外，還有彈性驅(qū)動器、準(zhǔn)直驅(qū)等方案，目前也在某些廠商的四足機器狗、人形機器人方案中得到使用，而且這套方案的復(fù)用性能還不錯。

           

例如國內(nèi)宇樹H1采用的大扭矩高功率的M107關(guān)節(jié)電機，依然選擇的是伺服電機、減速器、控制器的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)方案，而且借助成熟的供應(yīng)鏈，最新發(fā)布的G1可能同樣采用了簡單的23-43個行星減速機、無框電機、驅(qū)動器、制動器、雙編碼器組合，而且將價格做到了9.9萬起。國外波士頓動力新一代 Atlas和Figure看起來也采用的是高密度旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器方案。那么，壓力可能已經(jīng)來到了特斯拉這套人形機器人的方案上。

                

變量中的確定性

目前，特斯拉將 Optimus列為最難攻克的挑戰(zhàn)之一，特斯拉在 Optimus 上已經(jīng)投入了大量資金，僅在過去兩年內(nèi)，就對 Optimus 進(jìn)行了三次重大設(shè)計修改，但硬件架構(gòu)尚未定型，后續(xù)是否還會變化，馬斯克也并不確定。因為自2018 年以來，全球第一批自主機器人現(xiàn)在都已經(jīng)開始在工廠工作，而特斯拉僅成功在其中一家工廠部署了兩臺 Optimus 機器人，由于成本局限，量能表現(xiàn)并不明顯。

           

這兩個Optimus機器人應(yīng)該就在fremont工廠工作，主要是將電池從生產(chǎn)線上取下并放入運輸集裝箱。為了繼續(xù)實現(xiàn)人形機器人場景落地，馬斯克預(yù)計2024年底或2025年初，還將完成一次重大的硬件修改，預(yù)計2026年可以讓Optimus執(zhí)行各式任務(wù)，包括以前沒有執(zhí)行過的任務(wù)。

           

然而遠(yuǎn)期展望人形機器人空間依然廣闊，馬斯克預(yù)計未來人形機器人和人的比例將達(dá)到1:1以上，人形機器人數(shù)量有望達(dá)到100億臺以上，同時假設(shè)制造成本降低至1萬美元/臺（目前預(yù)計10萬美元），售價2萬美元/臺，特斯拉占超過10%份額，但這種預(yù)期能否真正實現(xiàn)，能否繼續(xù)帶動產(chǎn)業(yè)鏈的信心，目前誰也不確定。   

           

          

相較繼續(xù)看好特斯拉，一些人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈的價值或許更值得關(guān)注。例如特斯拉曾在 LinkedIn 上發(fā)布的一則有趣的招聘啟事，這種“蜂窩系統(tǒng)集成工程師”崗位表明了其將 5G 引入人形機器人產(chǎn)品的雄心。這條已被刪除的招聘啟事透露，特斯拉希望為其電動汽車和 Optimus 機器人開發(fā)一個“私有 5G”系統(tǒng)。用于特斯拉在其工廠內(nèi)部署的私有 5G 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，特斯拉很可能計劃擴大這種5G私有云，以保持與其產(chǎn)品、車輛和 Optimus 機器人的連接。

           

值得一提的是，特斯拉最初采用的是 3G 連接，目前擁有 4G LTE，但還沒更新 5G 升級。但可以預(yù)見，為了保證將低延遲和數(shù)據(jù)速率推向極限，特斯拉無論是汽車還是人形機器人，必然都需要上5G技術(shù)。

           

靈巧手方案也是值得關(guān)注的重點。特斯拉已經(jīng)對其手部進(jìn)行了四次修改，Optimus 2代曾采用了全新的手部設(shè)計同時Optimus Gen 2的手部設(shè)計在關(guān)鍵的傳感器方面進(jìn)行了改進(jìn)，引入了觸覺傳感器以更全面地感知物體和環(huán)境。

               

但Gen 2手部自由度仍然是11個，包括六個主動關(guān)節(jié)和五個被動關(guān)節(jié)，但依舊是繩驅(qū)的方式，改進(jìn)的地方是引入了新的Tactile Sensor 觸覺傳感器以及手部的操作速度更快。而這種方案按照機器人大講堂采訪得知，其成本和長期使用的可靠性依然存疑，實際效果不如因時等企業(yè)的旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器靈巧手方案。

           

          

有機構(gòu)獲悉，特斯拉下一代靈巧手將由11自由度提升至22自由度，將展現(xiàn)出更出色的控制能力，會彈鋼琴，自由度提升，這種技術(shù)的應(yīng)用使得機器人在操作中更加靈活，能夠應(yīng)對各種障礙，更準(zhǔn)確地感知和處理周圍的環(huán)境信息，同時對電機需求量隨之增長，新一代靈巧手電機可能采用空心杯電機或無刷有齒槽電機方案，但這種方案的可靠性和成本依然存疑。

           

傳感器也可能是變量中確定下的一環(huán)。由于特斯拉機器人在設(shè)計初期基本沒有反向驅(qū)動能力，因此必須使用六維力傳感器來檢測末端的力。特斯拉人形機器人通過在足底和手腕安裝六維力傳感器用于檢測末端力的信息，用于測量地面或手部的反作用力及其力矩，然后利用力傳感器的信息計算下一步需要施加力的大小。

           

雖然此前宇立進(jìn)入了特斯拉確定的供應(yīng)商名單，但有機構(gòu)認(rèn)為，六維力傳感器的成本較高，且安裝在末端容易受損，準(zhǔn)直驅(qū)動的人形機器人也可以采用電流環(huán)反饋來檢測力，雖然會降低一些檢測的精準(zhǔn)度，而成本卻有很大空間，這將打開更多傳感器的市場空間。   

           

           

另外，特斯拉人形機器人最獨特的一點是，它使用的核心技術(shù)與特斯拉汽車在監(jiān)控下自動駕駛的核心技術(shù)相同，即其芯片+核心軟件結(jié)構(gòu)。這使 Optimus 能夠自主導(dǎo)航，按照特斯拉本次以及上次展示的視頻，機器人首先是在實驗室和辦公室內(nèi)運行，然后是在特斯拉工廠內(nèi)。

           

由于 Optimus 使用的人工智能與特斯拉的 FSD 類似，因此它顯然受益于 FSD V12 所受益的相同更新和硬件零部件架構(gòu)。如果按照預(yù)計，特斯拉工廠在明年部署超過一千個，甚至數(shù)千個人形機器人，那么為了提高部署效率，這些機器人必然將實現(xiàn)更高級別的自主操作，能夠直接響應(yīng)指令，執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)。這樣它們才能具備通過觀察視頻學(xué)習(xí)新技能的能力，向機器人展示一個任務(wù)就能通過觀看學(xué)習(xí)并執(zhí)行，無需傳統(tǒng)編程，簡化使用，打開應(yīng)用空間。

               

結(jié)語與未來

人形機器人未來前景廣闊。按照立德研究院預(yù)測，2024中國人形機器人市場規(guī)模約27.6億元，到2029年才能達(dá)到750億元，占到世界總量的32.7％，位居世界第一，到2035年有望規(guī)模達(dá)到3000億元。但人形機器人也是科技含量極高的產(chǎn)業(yè)，涉及技術(shù)條線諸多，人形機器人的關(guān)節(jié)設(shè)計需權(quán)衡平衡性、動態(tài)運動控制、高負(fù)載等多方面因素，不同產(chǎn)品組合剛性、載荷、運動精度和連續(xù)性的表現(xiàn)都不盡相同。

           

由于大多機構(gòu)和投資者仍并不懂深入技術(shù)，專業(yè)研究較少，市場一度從Optimus選型看中國核心零部件的發(fā)展，不少毫無關(guān)聯(lián)的企業(yè)標(biāo)的被市場熱炒。但視頻的拍攝一次成功就可以展示，而未來真正想將人形機器人部署到工廠里，上萬次的工作最多只允許3%的失誤率，進(jìn)入到人類生活中，失誤率則更是0%。這意味著人形機器人距離真正成為“產(chǎn)品”，還有非常大的一段距離。人形機器人的市場熱度，普通投資者需要大膽布局，但也要謹(jǐn)慎求證。

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