對人類來說，人形機器人究竟意味著什么？
(資料圖片)
在“算力教父”黃仁勛看來，隨著生成式AI時代來臨，未來所有工廠都將變成以軟件來定義，且機器人化，它們所造的車也將是機器人。由機器人化設計的機器人，來打造機器人。換言之，社會生產或將高度自動化、智能化，人類將迎來“解放”。
人形機器人簇擁者眾，越來越多的科技巨頭入場角逐。近日，半導體大廠三星電子也著手制定人形機器人發(fā)展戰(zhàn)略，將公司的下一個發(fā)展破題點押注在機器人賽道上，高度重視并全力拓展機器人業(yè)務。
前有波士頓動力、本田等一眾老玩家，后有特斯拉、三星等“新星”，人形機器人浪潮席卷之下，誰能脫穎而出？
人形機器人的昨日、今日和明日
顧名思義，人形機器人一般是指具有與人類類似的身體結構和運動方式（雙足行走、雙手協(xié)作等）的智能機器人，相比聚焦于某一專用領域的工業(yè)機器人，人形機器人能夠適用于各類現(xiàn)實生活場景，從專用轉向通用。因此，人形機器人既需要極強的運動控制能力，也需要具備非常強的感知計算能力。
回顧人形機器人的發(fā)展歷程，大致能夠分為三個階段：
1928年-1973年，行業(yè)還處于初期探索階段，市場主要由歐美及日本主導。例如美國通用電器制造商西屋電氣公司發(fā)明的“Televox”、英國W.H.理查茲和飛機工程師艾倫·雷菲爾發(fā)明的“埃里克”以及日本生物學家西村誠發(fā)明的“學習天生”成為世界上首批人形機器人。此時對人形機器人的相關研究聚焦于人形的結構和驅動，機器人還不具備感知和決策功能。
到了1973年-2013年，人形機器人產業(yè)則進入了系統(tǒng)感知階段，人形機器人在“視覺”和“觸覺”方面有了較大的突破，日本本田的人形機器人ASIMO于2000年發(fā)布。
此后，產業(yè)則走向了決策階段。人形機器人擁有了更強的自主學習和決策能力，許多為人熟知的產品陸續(xù)問世，例如美國波士頓動力的新版Atlas在2017年正式發(fā)布，其前身PETMAN人形機器人研發(fā)目的是替代人類去測試危險化學環(huán)境下的新型防護設備的可靠性。
從當下行業(yè)格局來看，電動車企特斯拉以Optimus“擎天柱”引領人形機器人浪潮，科技大廠如OpenAI、微軟、谷歌等紛紛入局，推動大模型與機器人的結合。除車企、科技大廠外，純機器人廠商達闥、優(yōu)必選也在持續(xù)推動人形機器人的研發(fā)。
圖|來源于：東吳證券
新入局的三星尚未披露其完整的人形機器人商業(yè)版圖，不過BusinessKorea在相關報道中透露，三星將在10月舉辦的“三星科技日”上推出一款運用人形機器人技術的醫(yī)療機器人。
價格層面，目前人形機器人的成本仍處于高位，如ASIMO和Atlas成本在200萬美元水平；WalkerX、CyberOne、Ameca等成本在10萬美元的水平。展望遠期，特斯拉CEO馬斯克表示，人形機器人擎天柱的量產成本預計不到2萬美元。
關節(jié)為高價值量環(huán)節(jié)
剖析人形機器人的成本，則需要拆分到各個零部件來看。以特斯拉的Optimus“擎天柱”為例，特斯拉人形機器人主要包括軀干、四肢和手部等結構。特斯拉人形機器人的軀干中集成了電池包模組，且機器人的“大腦”同樣位于軀干中；四肢部分主要為28個執(zhí)行器，分為直線和旋轉兩類；手部則是采用6個執(zhí)行器，擁有11個自由度（單手）。
執(zhí)行器布置方案包括14個直線執(zhí)行器和14個旋轉執(zhí)行器，分別分布在肩部（3個旋轉）兩個、大臂（1個直線）兩個、小臂（2個直線+1個旋轉）兩個、腰部（2個旋轉）、髖部（2個旋轉）兩個、大腿（2個直線）兩個和小腿（2個直線）兩個。
具體零部件有：
旋轉執(zhí)行器方案：電機+諧波減速器+雙編碼器（位置傳感器）+扭矩傳感器+軸承；
直線執(zhí)行器方案：電機+行星滾柱絲杠+編碼器（位置傳感器）+力傳感器+軸承；
靈巧手方案：空心杯電機+蝸輪蝸桿。
從產業(yè)鏈價值量來看，國信證券測算，70%以上的硬件成本來自關節(jié)，包括旋轉、線性、手部關節(jié)，同時硬件端的難點也在于關節(jié)。主要涉及的零部件有無框/空心杯電機、諧波/行星減速器、滾珠/滾柱絲杠、力矩/位置傳感器、軸承等。
具體到公司層面，據(jù)國信證券梳理，主要涉及的公司有：
減速器環(huán)節(jié)：綠的諧波、雙環(huán)傳動、中大力德；
微電機環(huán)節(jié)：鳴志電器、江蘇雷利、步科股份；
絲杠環(huán)節(jié)：恒立液壓、秦川機床；
伺服環(huán)節(jié)：匯川技術、雷賽智能、禾川科技；
旋轉/線性關節(jié)：三花智控、拓普集團。
本文源自：科創(chuàng)板日報
