人形機器人：行則將至，量產(chǎn)可期。人形機器人是AI技術(shù)落地物理世界的優(yōu)質(zhì)載體，近兩年通用大模型的發(fā)展賦予人形機器人強大的泛化能力，產(chǎn)業(yè)進入商業(yè)化落地的初級階段，特斯拉、OpenAI、英偉達、三星等科技巨頭紛紛入局搶占行業(yè)高地。以特斯拉為例，馬斯克于2021年提出人形機器人概念機TeslaBot，2022年推出原型機Optimus，2023年12月推出Optimus-Gen2，相比一代進化顯著，感知、大腦、運控能力明顯提升。伴隨特斯拉Optimus落地，2025年人形機器人將步入量產(chǎn)元年，其應(yīng)用場景有望經(jīng)歷“汽車工廠應(yīng)用—制造業(yè)開始全面滲透鋪開—成熟后走進千家萬戶”三個階段。據(jù)我們測算，至2030年全球人形機器人需求有望達200萬臺，對應(yīng)市場空間超5700億元。
執(zhí)行系統(tǒng)：靈活關(guān)節(jié)，絲杠、電機、減速器是關(guān)鍵。硬件決定人形機器人的運動靈活程度，特斯拉Optimus關(guān)節(jié)由40個執(zhí)行器組成，核心零部件包括絲杠、電機、減速器，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、直線關(guān)節(jié)、靈巧手合計成本占比超過50%，降本訴求下國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈更具優(yōu)勢。1）絲杠：用于直線關(guān)節(jié)，主要種類包括梯形絲杠和滾柱絲杠，常見的加工工藝包括車削、銑削、磨削，其中磨床是粗加工和精加工環(huán)節(jié)的重要設(shè)備；目前成本占比23.4%，降本需求最為迫切。2）電機：無框力矩電機用于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和直線關(guān)節(jié)，空心杯電機/無刷有齒槽電機用于靈巧手，電機合計成本占比約8.9%。3）減速器：用于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，諧波減速器為當(dāng)前主流方案，部分精度要求較低的關(guān)節(jié)也可用行星減速器，目前成本占比約4.1%。
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感知系統(tǒng)：交互之媒，多傳感器綜合賦能。傳感器是將機器人對內(nèi)外部環(huán)境感知的物理量變換為電量輸出的裝置，可分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器，人形機器人核心的傳感器包括力矩傳感器、視覺傳感器、觸覺傳感器，目前傳感器成本占比約24.7%。1）力矩傳感器：旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和直線關(guān)節(jié)應(yīng)用扭矩傳感器，手腕、腳腕可使用六維力矩傳感器增加柔順控制能力。六維力/力矩傳感器成本及制造難度遠高于單維力矩傳感器，早期應(yīng)用場景以航天領(lǐng)域的空間機械臂為主。2）視覺傳感器：特斯拉Optimus采用純視覺方案，小米、宇樹等大多使用多傳感器融合方案。3）觸覺傳感器：特斯拉Optimus-Gen2手部搭配觸覺傳感器，是相比上一代最大的邊際變化之一，有望引領(lǐng)行業(yè)新趨勢。
控制系統(tǒng)：智能“小腦”，核心算法自研為主。運動控制是指對機械運動部件的位置、速度、方向等進行實時控制，使其按照預(yù)期的運動軌跡和規(guī)定的運動參數(shù)進行運動。一般控制器需要根據(jù)機器人的任務(wù)場景與需求具體設(shè)計開發(fā)，需要滿足低功耗、高算力、高集成度等要求，目前各家人形機器人場景應(yīng)用多樣，且算力需求存在差異，因此控制器以自研為主。
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投資建議：人形機器人產(chǎn)業(yè)趨勢明確，目前產(chǎn)業(yè)進入從0到1的重要突破階段，2024年是突破量產(chǎn)的關(guān)鍵一年，后續(xù)應(yīng)重視技術(shù)迭代、定點、新品發(fā)布等事件催化，我們建議重點關(guān)注以下投資方向：1）Tier1：三花智控、拓普集團；2）絲杠：北特科技、貝斯特、五洲新春；3）傳感器：柯力傳感、東華測試、漢威科技；4）減速器：綠的諧波、中大力徳、雙環(huán)傳動；5）電機：鳴志電器、步科股份；6）國內(nèi)整機：博實股份。
風(fēng)險提示：AI技術(shù)迭代不及預(yù)期、人形機器人量產(chǎn)進度不及預(yù)期、國產(chǎn)替代不及預(yù)期、宏觀經(jīng)濟波動等。（中航證券 鄒潤芳,閆智,盧正羽 ）
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