戰(zhàn)國時期的《列子•湯問》記載了這樣一則故事：一位叫偃師的工匠，為周穆王敬獻(xiàn)“歌舞表演者”——倡者。倡者低頭就歌唱，抬手就舞蹈。穆王誤以為倡者是真人。偃師拆開給穆王看，原來是用皮革、木頭、樹脂、漆做的“歌舞機(jī)器人”。穆王感嘆道：“人之巧乃可與造化者同功乎？”。
無論這是夸張的描述，還是虛構(gòu)的寓言故事，都代表著古人對人形機(jī)器人的想象力。而千年后的今天，產(chǎn)業(yè)龍頭紛紛入駐，人形機(jī)器人迎來市場上的高關(guān)注度，“人之巧乃可與造化者同功乎”？我們?nèi)绾味x人形機(jī)器人的昨天、今天與明天？又是通過什么技術(shù)實現(xiàn)的？人形機(jī)器人是否可以走進(jìn)千家萬戶？專精特新企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈中起到了什么樣的關(guān)鍵作用？在本篇文章中，讓我們一起探索這些問題的答案。
1. 我們?nèi)绾味x人形機(jī)器人？
目前，世界范圍內(nèi)對于人形機(jī)器人并沒有標(biāo)準(zhǔn)定義，常常將其模糊定義為外表和行為都接近人的機(jī)器人。從全球先鋒探索者來看，無論已經(jīng)遺憾謝幕的本田“ASIMO”，抑或是新生力量特斯拉“Optimus”，全球人形機(jī)器人賽道參與者的愿景都較為一致，即：希望可以實現(xiàn)人機(jī)互動，走進(jìn)家家戶戶，與人類共同社會化分工。
根據(jù)中金公司研究報告中的觀點，對比工業(yè)機(jī)器人和協(xié)作機(jī)器人，人形機(jī)器人的絕對優(yōu)勢或體現(xiàn)在人機(jī)情感交互和非結(jié)構(gòu)場景的適應(yīng)能力。一方面，人類很容易與人形機(jī)器人產(chǎn)生情感聯(lián)系。彭博社指出，人形機(jī)器人的設(shè)計目標(biāo)是激發(fā)信任，并鼓勵人類與他們建立聯(lián)系。另一方面，在非結(jié)構(gòu)場景作業(yè)中，人形機(jī)器人也可以有很多用途。例如2011年日本福島發(fā)生核泄漏，由于高輻射影響，搶險救援者無法進(jìn)入災(zāi)區(qū)內(nèi)部，同時輪式或履帶式機(jī)器人行動能力有限，無法適應(yīng)核電站的復(fù)雜環(huán)境，于是人形機(jī)器人的研發(fā)也成為學(xué)術(shù)界討論的熱點。
圖表1 人形機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人區(qū)別對比
資料來源：優(yōu)必選官網(wǎng)，《2021年協(xié)作機(jī)器人行業(yè)白皮書》，中金公司研究部
2. 人形機(jī)器人的昨天、今天與明天
中金研究部表示，人形機(jī)器人的發(fā)展可以分為3個階段：1）1928年-1973年，初期探索階段，由歐美及日本主導(dǎo)，研究主要聚焦于人形的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動，機(jī)器人不具備感知和決策功能；2）1973-2013年，系統(tǒng)感知階段，在“視覺”和“觸覺”方面有了較大突破；3）2013年-至今，決策階段，人形機(jī)器人擁有了更強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)和決策能力。
圖表2 全球人形機(jī)器人發(fā)展歷程
資料來源：公司官網(wǎng)，通信世界，中金公司研究部
這一市場的長期空間充滿想象。根據(jù)Stratistics Market Research Consulting的研究, 2021年全球人形機(jī)器人市場規(guī)模達(dá)15.1億美元，到2028年或?qū)⒌竭_(dá)264.3億美元，年化復(fù)合增長率為50.5%。其中亞太地區(qū)的復(fù)合增長率將達(dá)到全球最高，日本和中國等區(qū)域?qū)⒊蔀槿诵螜C(jī)器人制造的重點區(qū)域。
圖表3 2021年全球人形機(jī)器人市場規(guī)模15.1億美元
資料來源：Stratistics Market Research Consulting，中金公司研究部
3. 人形機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)鏈如何？
機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)鏈紛繁復(fù)雜，可以簡單概括為“零部件-本體-應(yīng)用”三個部分。而對于人形機(jī)器人來說，中金公司研究部認(rèn)為產(chǎn)業(yè)鏈分工還未明晰。從供給側(cè)來說，各家技術(shù)路線不一，且不傾向于開源；從需求側(cè)來說，暫時還無量產(chǎn)明確場景，導(dǎo)致人形機(jī)器人供應(yīng)鏈鴻蒙未開。本文以一般意義上的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈圖譜來做介紹：
1)上游：核心零部件
多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，人體共有78個器官，其中大腦、心臟、肝臟、一個腎臟和一個肺臟是必不可少的，是人類的“核心零部件”。1 作為模仿人類的仿生機(jī)器人，人形機(jī)器人也是由多個零部件組成的，其中核心零部件包括控制器、伺服電機(jī)和減速器。
控制器類似于人形機(jī)器人的“大腦”，負(fù)責(zé)處理用戶指令，并發(fā)出相應(yīng)的動作信號�？刂破骺梢钥刂迫诵螜C(jī)器人在工作時的姿態(tài)、軌跡、速度、動作順序，驅(qū)動伺服電機(jī)完成相應(yīng)動作�？刂破靼ㄓ布败浖䞍蓚�部分。伺服電機(jī)和減速器在收到控制器指令后，負(fù)責(zé)執(zhí)行指令，使人形機(jī)器人精確的完成指令要求的動作。
2)中游：人形機(jī)器人本體
除控制器、伺服電機(jī)、減速器外，人形機(jī)器人還擁有多個零部件，例如高能量密度電池、語音識別、定位導(dǎo)航系統(tǒng)、復(fù)合材料等。將全部零部件（硬件及軟件）組裝起來，便形成了人形機(jī)器人本體。
2022年是人形機(jī)器人的大年。5月，戴森在ICAR宣布將在10年內(nèi)推出可以做家務(wù)的人形機(jī)器人；8月，小米在新品發(fā)布會上展示人形機(jī)器人“鐵大”，實現(xiàn)了人機(jī)交互、扎馬步、三維模擬重建功能；10月，特斯拉在AI Day中發(fā)布人形機(jī)器人“Optimus”，展示了行走、澆花、取物的能力。
除此之外，谷歌旗下的波士頓動力公司的“Atlas”可以完成小跑、三級跳、后空翻的操作；本田公司推出的多系列機(jī)器人，也實現(xiàn)了小跑、單腳跳、上下樓梯等動作；優(yōu)必選的國產(chǎn)“Walker X”擁有了行走、自平衡調(diào)節(jié)、避障的能力。
圖表4 全球人形機(jī)器人主要參與企業(yè)
資料來源：公司官網(wǎng)、中金公司研究部
3)下游：人形機(jī)器人的應(yīng)用
“鄧麗君”為你歌唱、“愛因斯坦”向你揮手、“法拉第”講授電磁學(xué)的知識，2這些奇妙的場景都在2022世界機(jī)器人大會的人形機(jī)器人展廳中實現(xiàn)了。然而經(jīng)常出現(xiàn)在展廳里的人形機(jī)器人，還可以為人們帶來什么樣的體驗?zāi)兀?/span>
人形機(jī)器人的應(yīng)用主要可以分為兩類，普通服務(wù)類和特種服務(wù)類。普通服務(wù)方面，由于人形機(jī)器人具有移動性、交互性、智能性的特點，可以為人類承擔(dān)簡單且重復(fù)的工作，例如導(dǎo)覽、教學(xué)、娛樂；特種服務(wù)方面，人形機(jī)器人可替代人類做更為危險的工作，例如救援及太空探索。
中金研究部認(rèn)為，人形機(jī)器人的應(yīng)用仍處于探索階段。由于人形機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜且應(yīng)用場景多樣，最終是否能夠從展廳走進(jìn)千家萬戶，市場仍具備遠(yuǎn)期的想象空間，但速度仍取決于人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化落地的技術(shù)進(jìn)步速度。
圖表5 人形機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域廣闊
資料來源：Stratistics Market Research Consulting, ASME, 中金公司研究部
4. 機(jī)器人行業(yè)的專精特新之路
國務(wù)院關(guān)于金融工作情況的報告（2022年10月28日）中明確指出，強(qiáng)化經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級金融支持。引導(dǎo)更多資金投向先進(jìn)制造業(yè)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，更好服務(wù)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)企業(yè)和“專精特新”企業(yè)。3在各項政策的積極引導(dǎo)下，專精特新企業(yè)將會得到更多支持。
中金研究部表示，機(jī)器人是專精特新企業(yè)的理想賽道。從機(jī)器人核心零部件的角度來看，根據(jù)高工機(jī)器人數(shù)據(jù)，截止2020年，控制器、伺服電機(jī)、減速器的成本占比分別為15%、20%、35%，核心零部件對機(jī)器人的性能和利潤率影響較大。而控制器、伺服電機(jī)、減速器的國產(chǎn)化率分別為31.2%、24.1%、32.5%，國產(chǎn)化率仍有較大的提升空間，更需要中小企業(yè)積極參與。
期待未來有更多企業(yè)走專精特新之路，共同布局機(jī)器人產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)，為我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。
