正在欧美科幻电影《终结者》系列中,我们能看到“州长”阿诺德·施瓦辛格饰演的终结者机器人T-800钢筋铁骨,飞天遁地,还能拉风地骑着机车,几乎和实在人类一式一样。事实上,荧幕中终结者的形象代表了人类关于将来机器人开展的一种空想。
当代意义上的人形机械人还叫仿人机械人,实事求是便是模拟人类发明的机械。根据巨细的分歧还能够分为大仿人机械人和小仿人机械人,前者一样平常有成人巨细,体型或者一米多高;后者巨细可放在桌面上,是桌面式的小型机械,体型没有超越一米。
由1973年世界上第一款人形机器人WABOT-1降生到现在,该范畴曾经出现了本田阿西莫(ASIMO)机器人、波士顿动力的Atlas机器人、Aldebaran Robotics公司的NAO机器人, Agility Robotics公司的Cassie机器人等一众良好的人形机器人。个中有些机型曾经开端实现商业化,然则由全部行业来看仍旧处于“实验室”阶段。
波士顿动力Atlas人形机器人
01.特斯拉入场
2022年6月23日下战书,马斯克正在接受彭博社采访时称:“人形机器人‘擎天柱’将正在9月30日的特斯拉AI日流动上面世。”这不是马斯克第一次提到特斯拉要制人形机了。
2021年8月19日第一次特斯拉AI日运动上马斯克推出了人形机器人“擎天柱”的新概念。2022年以来,马斯克数次高调张扬“擎天柱”正在特斯拉将来业务里的战略地位。1月份,马斯克正在财报德律风会上默示,开辟“擎天柱”是特斯拉本年最主要的事情,将来它将比特斯拉的汽车业务更主要、更值钱。4月份,马斯克重申了对机器人业务的看重,而且泄漏最早正在2023年就要开端出产。6月3日,为了确保“擎天柱”原型能正在本年的AI日上亮相,马斯克乃至不吝把原定8月的运动日期推后到9月尾,并包管到时候将会是“史诗级”的公布。
特斯拉人形机器人简介
市场对马斯克的“重复确认”还干出了回响反映,截止6月21日收盘,新时达、中鼎力德等17只机器人概念股涨停,科大智能涨超8%。除概念股,取机器人沾边的上下游企业还受到了投资者的热情诘问,讯问其相干业务的最新进展。
还有些人以为马斯克是个大忽悠,由于除2021年AI日活动上几张PPT给出的观点框架,已往大半年“擎天柱”并没有实质性的新信息放出来。业内人士对该项目标质疑集合在三点:
特斯拉人形机的终究形态是什么?
该产物由概念到量产是不是有也许?如果有,另有多久?
马斯克说订价为2万美金,产品成本打破到这个水平的概率有多大?
02.出产易,降本难
针对业内人士疑问的第一个题目,我们以为特斯拉这波制人形机的海潮带动了很高的市场预期,特斯拉自己的生产能力和研发程度还是可以支撑它做出一款不错的人形机的,但终究实现目标的形态可能会发生变化,人形机机关将不局限于大师看到的足式形态,还可能以小型仿人机器人的情势发生(大仿人机的本钱很高,运用门坎还很高,绝多数人不会用,需求专业人士调试)。
针对第二个疑问,我们由马斯克的发言和推刻上透露出的信息来看,他更多想把这个机器人作为原型机干研发,由原型机事实上到产物,是一个不断完善的进程。至于量产,正在任何一个行业新品的呈现,要面对一个爬坡的进程。作为新进局者须要先开拓市场、培养客户,细究到人形机行业还要开辟差别的利用场景。像刻斯拉如今蓬勃进步的新能源汽车业务,2021年有近百万的环球销量,这是极度刚需的产物,其进步也是经过了几十年的市场积聚和技能深耕。因而将来人形机的需求我们是看好的,可是上量仍是须要一个迟钝的进程。
第三个疑问是决议特斯拉人形机可否取得胜利的关头。由特斯拉乃至马斯克的贸易逻辑来看,技术含量高,降本增效的信心有始有终。特斯拉自成立之初到现在,经过收购分歧范畴的公司进步本身生产能力及核心技术堆集,再加上工程师出生的马斯克为特斯拉拟定了一套高效的办理架构取生产方式,使得特斯拉新能源车生产成本慢慢降落,公司推出平价产物Model系列,实现价钱下沉,托付量明显增加。不光是特斯拉,马斯克治下的Space X的底层逻辑还是如斯,其低成本(相对NASA)的可回收式火箭还取得了阶段性的胜利。
此次,针对马斯克的行动,业内人士展望,马斯克将把特斯拉人形机的价钱定正在2.5万美元。这是什么观点呢,做一个比较我们就能够分明了。正在人形机器人范畴,ASIMO机器人一台造价正在300-400万美金之间,并且没有开展大规模商业化,只租不卖,租用ASIMO一天就要约200万日元(约合12万人民币)。与此相似,波士顿动力的Atlas还其实不就算是商业化产物,唯一MIT和港中文等高校有发布拿到了Atlas,并且没有太多的企业主体拿到这块产物,各人更多是正在视频里看。但类比波士顿动力旗下的四足机器人,其正在美国卖到了7.45万美元,由此估测手艺庞杂水平和本钱比四足机器人皆高的Atlas若是开放售卖,该当要比7.45万这一价钱要高很多。
现在来看,特斯拉人形机的技能线路照旧会沿着传统机电驱动的进展线路走,由于机电驱动进展的时间对照长,技能对照成熟,相较于波士顿动力的Atlas人形机利用的液压驱动本钱更低。然则,马斯克设计将人形机的订价锁定在2万多美金,产物本钱打破到这个水平的难度对照大。一个很简单的例子就可以阐明:一台人形机中心的机电数目规定良多,依据2021年特斯拉人工智能日(AI Day)上发布的信息估计,特斯拉人形机身上可能要安装40个分歧性能的机电。依照600元/个(功率较低产物)来看,也要24000元人民币,但事实上单价远远不止600元一个,这还没算软件体系和其他种种硬件装配。
03.自动化范畴成人形机供应链的要害
细拆一个仿人机身上所须要的根本机关,撤除一些软件安装如全主动驾驶计算机 FSD(Full Self-Driving computer)开展行动决议取活动节制,Dojo 超等计算机开展神经网络主动锻炼以外,硬件自研立异的空间并不大,估计特斯拉会采用取相干元器件厂商互助的方法,将之归入本人的供应链中。详细来看,一个尺度人形机器人的硬件安装梗概能够分为作动器(伺服机电+减速器+驱动单位)、节制安装(PC+活动节制器)和传感器。这一些硬件涉及到的厂商极度之多,我们以中国市场为样本,来逐一剖析一下:
*以下信息均来源于MIR DATABANK
伺服系统
作为人形机器人的焦点硬件,伺服系统是决议人形机可否动起来的环节。普通来说,人形机器人身上的伺服系统配置较多的是无刷直流伺服,其内置编码器,平常需搭配驱动器运用,有很是准确的定位、掌握功效。
2020年中国无刷直流伺服市场快要12亿,近两年来全部市场显现颠簸式增加成长的态势。无刷直流伺服市场的增加取下流行业运用和细分行业中机电手艺替换趋向密不可分,像效劳机械人和医疗器械是对无刷直流伺服增加动员比力显明的非工业下流范畴。由市场格局来看,全部中国无刷直流伺服市场虽然供应商数目少,但市场集中度却并不高,TOP 10厂商市场份额不到团体市场的50%,销售额正在1亿以上的只有1家,5万万以上的只有5家。
根据供为体式格局的差别,这一些供为商可大抵分为三类:第一类是像步科、雷赛智能、科尔摩根等厂商,他们接纳机电+驱动器的成套供为体式格局;第二类是像海内的常州富兴这种厂商本人没有驱动器产物,仅供为机电为客户;第三类是像ELMO、Copley、高创等公司仅供为驱动器。正在下流高端使用市场中,科尔摩根、纳诺达克、日系的多摩川等份额占比力多。中端市场国产厂商占比力多,像步科,雷赛智能皆是数一数二。低端市场集中度并不高,头顶部厂商的份额占比也没有取后面的厂商拉开必然的间隔,像是步科、卧龙机电、和利时等厂商浮现皆比力不错。
特斯拉人形机无刷直流伺服的采购肯定是对准高端运用市场的,因而,像科尔摩根、纳诺达克等厂商都有比较大的也许被归入特斯拉人形机供应链的国界。这一些厂商的上风是他们的合作机器人运用的伺服产线曾经干的异常精彩了,将来他们能够利用正在合作机器人产线积聚的技能经历延伸到人形机运用的伺服产线上。另一方面,跟着海内疫情危害为医疗器械、效劳机器人行业带来盈余,行业增加疾速。国产厂商像步科、雷赛智能能够抓住机遇抢占市场份额,并加大研发取出产的投入,正在无刷直流伺服下流的高端运用市场占得弹丸之地。
减速机
绝多数机器人(人形机器人)都邑设置减速机,个中谐波减速机的运用比拟普遍,也是有一部分公司的产品运用RV减速机,只有韩国的Robotics公司(以干伺服驱动器出生)利用摆线针轮减速机。
由减速机团体市场来看,2021年减速机的各下游行业均显现了较好的开展态势,此中工业机器人、自动化设备、机床、医疗器械、效劳机器人、半导体等行业均实现高速增加。分机型来看,2021年谐波减速机同比增加超六成,RV减速机同比增加超三成。此中谐波减速机除受工业机器人的动员,正在人形机运用比较多的效劳行业用量增加还特别很是显明。
近几年,由中国市场观察得知,RV减速机市场以日资品牌为主,纳博刻斯克一家独大。但随着国产老牌RV减速机厂商双环传动、南通振康、秦川机床的技能、产能投入慢慢加大,其市场份额逐年提升。
谐波减速机由销量上看内资市场份额更大,但由品牌影响力,产物丰硕度、质量等来看,仍是外资品牌更胜一筹,环球市场中,哈默纳科(HD)市场份额稳居第一 ,其重点市场正在北美取欧洲市场,中国市场并非其主战场。而日本新宝则设计攻略国内市场,正在产能、价钱及销售策略层面皆针对中国市场做了定向调解。外乡品牌中,绿的谐波占领首要市场,其产能及产物相对其他国产厂商更具有市场竞争力,2021年正在机器人高速增加的动员下,份额有所提拔。但随着近两年来福谐波,富家细密等其他国产厂商的大力发展,绿的谐波正在国产厂商中的龙头位置受到影响。
是以估计将来刻斯拉人形机的减速机供应链中日系,欧美系厂商照旧会占比较大,RV减速机相干厂商中纳博刻斯克,住友将来都有大概会被刻斯拉归入思索局限以内。国产厂商像双环传动,中鼎力德等若是想往人形机行业发力,还需要加大技能研发投入和产能投入,正在稳定性,精度,寿命,产物厚实度等方面缩小取外资厂商的差别。
谐波减速机相干厂商中HD、新宝等会有比较大的还许被特斯拉归入供应链中。国产厂商如绿的谐波、来福谐波、富家精细传动等厂商现正在手艺和市场占有率取外资厂商竞争还需时日,主如果产物不良率仍高于外资品牌。别的,因没法正在现场维修或替换减速机,招致机器人厂商的售后本钱加大还是国产谐波减速机被人诟病的题目之一。将来,海内厂商还需进一步做好品控,与此同时,正在手艺积聚和完善产物效劳层面还需求颠末一个持久的积聚进程。
PC-based活动控制器
运控体系是人形机运动的主要中枢体系,一样平常由PC端经由过程接口将法式写入运动控制器中然后运动控制器经由过程总线通讯衔接机电驱动器,进而让人形机做出各类举措。
由中国市场来看,PC-based活动控制器厂商除倍福以IPC+软PLC正在2021年占有了最大的市场份额,持续连结市场第一的位置以外,别的的厂商仍旧是以国产为主,像研华、固高科技、雷赛智能、维宏电子,划分占有了2~5名。可以说近几年中国团体PC-based活动控制器以国产厂商为主,但团体技术水平取外资厂商另有必定差异,现阶段关键服务于中低端市场。外资如西门子虽然正在中国市场份额占比不高,但其产品应用的市场对准高端市场,产品品质和技术含量有包管。
因而,估计将来特斯拉人形机的PC-based活动控制器的供应链中,外资厂商的机会占比比拟大,以倍福、西门子为首的外资厂商会是特斯拉比拟优先思索的合作伙伴,国产厂商中研华、固高科技、雷赛智能则需要在传统上风范畴保持稳定增长的根本之上,渐渐结构适配人形机的产品线,并渐渐加大研发力度,占住风口赛道的相干“坑位”。
传感器
由特斯拉先前表露的人形机参数设置来看,终究制品中会包括多品种传感器,好比:视觉传感器,位移传感器等。
2021年,位移传感器团体市场增加情势可观。细究位移传感器的增加,重要得益于下流自动化、锂电、3C电子、包装等行业的增加。头顶部厂商如基恩士(外资)的位移传感器正在行业内具有较大的上风,2021年其市场份额占比最高,其产物具有精度高、抗干扰能力强、安装便当等长处。海内厂商正在位移传感器市场还未显现必定的竞争力,取外资品牌仍具有必定差异,重要体现正在位移精度不敷切确。
中国视觉传感器团体市场正在2021年增加较快,关键得益于下流包装、锂电、医药等行业的增加。正在视觉传感器中,外资厂商康耐视,基恩士占有了该市场头两名的市场份额。海内厂商表示还较为明眼,像中国大恒、海康威视事迹表示较好。
将来,伴随着智能化高潮正在各行业掀起,聪慧医疗、聪慧交通、智能家居、智能安防、机器人(特别是办事机器人)、无人机等观点纷繁落地。正在手艺层面上,智能制作会对传感器的自立感知、自立决议计划等层面本领请求逐步进步。将来特斯拉人形机的供应链中基恩士,康耐视等外资厂商的优先级是比力靠前的,国产厂商如海康威视等正在视觉传感器层面也是有一争之力。
沉着事后的思索
关于特斯拉可以造成A股的这一波骚动这件事,逻辑上是可以了解的。特斯拉的人形机器人究竟能不能完全推翻行业乃至是全部人类社会,各人可以不消太纠结这个事情。现阶段可以一定的是:特斯拉一定会干这个业务,由于已反复强调了这么屡次,并且特斯拉也是有本领去干这件事。但正如马斯克本人讲到的那样,他更多想把这个机器人作为原型机干研发。事实上由原型机到量产的产物,其间的差别照旧伟大的,没有想的那末简朴。不消特殊穷究现阶段原型机是无能什么,由于由恒久来看人形机器人一定不容易仅局限于一个特定效劳范畴,它的抱负使用场景应该是由教诲,医疗,餐饮到养老,军事,交通的广漠范畴。正在这一些场景中,人形机中心替代的是目下当今正在干的与人相干的业务需求。
由特斯拉人形机的使用远景来看,在短期内纷歧定能替代人在工业场景干一些事情,由于它的手艺生长还受限于AI手艺,将来也许更多投入于效劳类场景。别的人形机械人的场景这不是单一的,且经常出现跨越式的转变。由于如是单一场景完全可以设计新的机械布局或单一化的机械人来更有效地处置单一场景。人形机械人的焦点上风并这不是单一场景,反而是多场景综合式的义务履行,但今朝复合场景的使用还需要此刻的机械布局、AI手艺的进一步生长。
由全部行业进展的角度来看,刻斯拉人形机器人的研发的意义大概正在于他是行业中刻别有号召力的带头企业,一个财产尤其是“将来财产”的进展皆需求刻别有号召力企业的动员。追溯旧事,正在刻斯拉之前的新能源汽车,进展汗青较为悠长,但一向是不冷不热,每个人皆晓得新能源汽车代表了将来人类交通工具的进化标的目的,但便是一向处于观点中。直到刻斯拉这个行业“挽救者”发生,将新能源汽车逐步由高端变成此刻普通人可以花费得起的产物。
我们看好人形机器人这个行业和其联系关系家产,但与此同时还必需清楚认识到这个行业面对的技能挑衅,挑衅实际不正在于机器人技能自己,更多正在于全部工业家产链的发展水平(如AI、芯片、减速器、传感器等)。抛开理性的市场逻辑,实际我们关于特斯拉,乃至马斯克本人的存眷取“狂热”是人类对将来生活无限憧憬的热情正在作怪。由于相比于我们往常生活中的吃喝拉撒,将来往火星殖民并和人形机器人画饼充饥是不是更有意义吗?