2023年人形機器人行業產業鏈全景分析及未來市場發展趨勢研究預測
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報告發布方：中金企信國際咨詢《2024-2029年全球及中國人形機器人市場監測調查及投資戰略評估預測報告》
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隨著全球工業機器人行業逐漸成熟，以及AI技術快速發展，人形機器人行業進入萌芽期。相比于工業機器人，人形機器人更能適應于各類現實生活的場景，使得機器人能從專用轉向通用，增大規模效應降低成本;此外，人形機器人也是實現具身智能的最佳物理形態之一。
人形機器人具有更智能的大腦：工業機器人的行為通常是被事先編碼設定的;人形機器人在全方位AI感知技術以及GPT大語言模型加持下呈現出較高的主動性具體表現為具有自主學習、決策以及推理的能力。
人形機器人具有更靈活的身體：通用型工業機器人因為其主要替代的是重復性勞動，根據事先設定完成重復工作，所以其自由度一般為4-6;而人形機器人的行為更類人，其自由度一般在20以上，使其能夠完成更加復雜、多樣的動作。
人形機器人的應用場景更加多元化：由于被事先設定，工業機器人的應用場景相對固定;人形機器人一方面在大腦層面具備自主學習、決策以及推理的能力，另一方面在身體層面具備更高自由度，能夠完成更加多樣的動作，因而其應用場景更加多元化。
一、人形機器人發展的三階段
人形機器人的“萌芽階段”（1960-1990）。這一階段的人形機器人特征為初具“人形態”，研發重點著重在機器人的“下肢運動”。1968年，美國的通用電氣公司（R．Smosher）試制了一臺名為“Rig”的操縱型雙足步行機器人機械，同年，日本早稻田大學加藤一郎教授在日本首先展開了雙足機器人的研制工作，并先后推出了WAP-1、WAP-3、WL-5等持續迭代的雙足機器人版本，自此人形機器人產業步入萌芽階段。此外，除了日本在人形機器人研制上做出較大貢獻外，包括英國、蘇聯等國家也紛紛加入機器人的研制上，例如，英國于1970年研制成功的“Witt”型雙足機器人，蘇聯則研制出兩輪雙足行走機器人。
而我國在人形機器人的研發起步相對較慢，自1985年始，國內幾所科研院校才陸續開始人形機器人的研發工作，而直到2000年，中國國防科技大學經過多年的努力成果才研制出我國第一臺仿人型機器人“先行者”，哈爾濱工業大學也自1985年研發雙足步行機器人以來，先后推出HJT-I、HJT-II、HJT-III等型號的機器人。
人形機器人的“發展階段”（1990-2010）。這一階段的人形機器人特征為附加更多功能，研發重點從之前的“如何實現更好行走”到“賦予機器人更多其他的‘仿人特征’”。自1986年開始，日本豐田公司推出了P系列1-3型機器人，在1997年推出了“P3”和2000年推出了“ASIMO”，“ASIMO”除了優化步行方式外，還增加了對手部的操作和控制。同年，日本索尼于2000年推出人形娛樂機器人SDR-3X，該機器人較以往產品最大的區別在于配備了聲音識別和圖像識別功能，可以根據音樂實現節奏運動。豐田和索尼公司推出的新一代人形機器人，將仿人機器人的研制和生產正式推向實用化、工程化和市場化。
人形機器人的“百花齊放階段”（2010至今）。這一階段的人形機器人特征為“智能化”，研發重點從之前的“賦予機器人更多其他的‘仿人特征’”到“機器人如何衍生自主決策能力”。海外方面，波士頓動力、特斯拉、EngineeredArts、軟銀等海外科技企業紛紛發布自主研發的人形機器人，比如2015年軟銀率先實現人形機器人的商業化進程、2021年波士頓動力展示運動能力出色的Atlas、2022年特斯拉發布Optimus原型機等。國內方面，小米、優必選、傅利葉智能等廠商也積極入局。該階段的人形機器人除了運動模塊和感知模塊更為成熟外，最突出的特點就是大模型的應用，機器人的訓練速度和效率大大提高、強化機器人的自主決策能力。
二、人形機器人產業鏈
人形機器人揭榜掛帥榜單包括核心基礎、重點產品、公共支撐、典型應用四大類型。人形機器人揭榜掛帥任務榜單包括：①核心基礎，包括全身動力學控制算法、電機驅動器、力傳感器、MEMS姿態傳感器、觸覺傳感器。重點研發小體積、高效率、高性能的核心零部件，推動核心零部件的產業化應用；全身動力學控制算法形成人形機器人高動態行走控制方法，在人形機器人實物平臺上進行實驗驗證。②重點產品，包括旋轉型電驅動關節、直線型電驅動關節、機械臂與靈巧手、高算力主控制器、高能量密度電池。旋轉型關節、直線型關節、機械臂與靈巧手實現人形機器人高爆發、高功率密度的關節性能需要；高算力主控制器研究開放性控制器軟件，實現先進算法的模塊化可拓展；高能量密度電池實現電池組小型化、輕量化設計，同時滿足人形機器人瞬時功率大、連續工作時間長的需求。③公共支撐，包括人形機器人的端到端仿真開發平臺、標準&測試&評估、機器腦智能控制技術。④典型應用，包括面向工業制造、災害救援、危險作業、智慧物流、安防巡邏、服務娛樂的典型應用，提升傳統生產環節的作業效率，推動人形機器人在新興領域的應用。
人形機器人產業鏈的上游核心零部件廠商包括無框力矩電機廠商步科股份，空心杯電機廠商鳴志電器，減速器廠商綠的諧波、中大力德、雙環傳動，控制系統廠商匯川技術，編碼器與傳感器廠商昊志機電，行星滾柱絲杠廠商長盛軸承、秦川機床等;中游人形機器人本體制造廠商數量較少，主要包括特斯拉、小米、優必選、智元機器人等;下游應用領域廣泛，不同行業的廠商眾多。
根據數據，以特斯拉Optimus為例，2023年人形機器人核心零部件價值量排名前三的是無框力矩電機、減速器和力傳感器;而2030年，無框力矩電機價值量占比下降，力傳感器、減速器價值量占比上升，且力傳感器將超過減速器，排名第二，三者合計占比仍超過50%。
三、我國人形機器人市場規模分析
人形機器人是信息、制造、材料、能源、生命等技術的集大成者，涉及領域新、技術含量高，其創新發展蘊含巨大生產力潛能，有望帶動新經濟增長點不斷涌現。在政策和技術的雙重加持下，人形機器人在工業、醫療、家庭服務等領域具有巨大應用空間。根據IFR和中國電子學會數據，盡管人形機器人處于起步階段，但參照其他電子產品滲透率超過20%后將爆發式增長。2023—2030年，按年均復合增長率30%測算，預計到2030年，我國人形機器人市場規模有望達約8700億元。
近年來，國內外多家企業積極布局人形機器人產業并發布相關產品，全球人形機器人產業正迎來重要機遇期。國外企業中，特斯拉、波士頓動力、本田、EngineeredArts、1XTechnologies等企業紛紛發布了Optimus、Atlas、ASIMO等人形機器人產品或其迭代產品；國內企業中，優必選、達闥機器人、小米、傅里葉智能正逐步進行產品首發及更新。
四、全球人形機器人行業市場規模前景
從全球范圍來看，人形機器人已有商業應用場景預期落地，例如巡邏、物流倉儲;商業化進程領先的人形機器人產品則有EVE和Digit。具體而言，美國1Xtechnologies公司與ADTcommercial公司共同研發的人形機器人EVE目前已成功應用于巡邏安保場景;Digit的應用場景主要是在物流倉儲環節，進行的任務主要包括卸載貨車、搬運箱子、管理貨架等，預計將在2025年全面上市。
在政策、資本以及技術多維度賦能下，人形機器人市場的潛力有望被加速釋放。未來的商業應用場景有望滲透進入服務業、制造業等領域。馬斯克曾表示其設計特斯拉機器人的遠景目標是讓其服務于千家萬戶比如做飯、修剪草坪、照顧老人等。目前較有潛力的人形機器人發展方向主要面向制造業、航天探索、生活服務業、高?？蒲械?，預計2025年人形機器人將有望實現制造業場景應用的突破，小批量應用于電子、汽車等生產制造環境。
根據中金企信報告預測，預計到2026年全球人形機器人在服務機器人中的滲透率有望達到3.5%，市場規模超20億美元，到2030年全球市場規模有望突破200億美元。
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