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人形机器人最大的成本是时间

07/10 16:30
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文 | 小卢鱼

编辑 | 杨旭然

人形机器人,成了本次人工智能大会最吸睛的话题之一。

来自国家地方共建人形机器人创新中心、达闼、复旦大学、傅利叶、宇树科技、开普勒、清宝机器人、乐聚等企业和单位的人形机器人,组成了“十八金刚”阵列,展示了如何通过控制实现动态协同并完成统一动作,大量观众驻足观看。

特斯拉的二代人形机器人Optimus也在国内首次亮相,和中国产机器人一起展出。这让不少投资人兴奋地宣称“2024年是人形机器人元年”。

从产品观感上看,今年展出的人形机器人较去年有了大幅进步,并且越来越多中国企业的加入,意味着这些机器人产品将会更快速的迭代和量产。

但是,从实验室到工厂,从To B到To C,从展台到家庭,人形机器人的普及过程还很漫长,这种除了汽车之外最大的智能设备,想要进入到普通人的生活,还是有相当长的时间。

01、场景

最好的应用场景其实是家庭。

近几年,不少中国创业公司都推出了自己的人形机器人,其应用场景主要聚焦于学校、工业、展厅等,适用于家庭、医疗的则是少数。这主要是因为在工业和商业服务场景下,人形机器人的商业化已经获得了一些验证机会。

此前,特斯拉Optimus已经是人形机器人的业界标杆。借助视觉神经网络和FSD芯片,二代Optimus可以模仿人类操作,进行轻握鸡蛋、搬运重物、电池分拣等动作训练,直立行走速度也提升了30%,近期已经尝试着特斯拉工厂开始“打工”。

虽然特斯拉尚未在线下展出过原型机,只在官方视频中披露过二代Optimus的动态效果,但这已经让市场变得躁动——特斯拉股价在上周累计暴涨了27.11%,几乎抹平了上半年的所有跌幅,市场对人形机器人的叙事表达了信心。

马斯克也高调喊话特斯拉空头,称“一旦特斯拉完全解决自动驾驶问题,同时机器人Optimus开始量产,任何仍持有空头头寸的人都会被消灭,即便是盖茨也不例外。”

目前特斯拉计划在2025年底前实现量产上市。届时将有超过1000个二代Optimus投放到特斯拉工厂,帮助员工完成生产工作。更长远的目标则是在未来实现年产10亿台,占据市场10%以上份额,为特斯拉带来25-30万亿美元的营收。

同样要去汽车生产线上“打工”的,还有优必选旗下的人形机器人。本月初一汽大众与优必选达成合作,要将引入工业版人形机器人Walker S开展汽车制造过程中的螺栓拧紧、零件安装、零件转运等工作。

优必选工业版人形机器人Walker S还会进入蔚来第二先进制造基地总装车间、东风柳汽总装车间等多家车厂进行实地“培训”,在这个过程中提升研发能力,丰富工业场景可用的产品类型,并帮助工厂提高智能化和无人化水平。

短期内,各家厂商的应用规划集中在了工业制造、仓储物流、民生服务及特种应用领域。但中长期内来看,人形机器人的目标还是要走进千家万户,为家庭场景提供相关服务。

本次人工智能大会上复旦大学展示的“光华一号”,就是一款养老护理机器人。这款机器人计划在四川、河南、江苏、浙江等地开展测试,提升把老人从床上扶起来、搀扶老人到厕所等动作能力,并于明年尝试开展小量产业化推广。

达闼机器人研制的XR4“小紫”,手部尺寸操作灵活,可以拿起鸡蛋和扑克牌,也可以完成烤面包片和装盘、熨烫衣服等精细活,同时适用于工业制造、家庭养老和商业服务等多个领域。

但是XR4每台39.9万元起的预售价,就决定了这款机器人没那么容易从B端市场走入C端市场。

可以说,最适合人形机器人应用的场景是家庭服务,而眼下最难推广应用的场景也是这个。

02、智能

AI正在补全人形机器人的最后一块拼图。

在大部分人的期待里,人形机器人应该去承担琐碎、没有酬劳的家务活,而不是去抢夺生产线上有酬劳的那些工种。

但家庭服务其实是比工业应用更复杂、开放的场景,能很好地完成没有价值的家务活的人形机器人,需要的研发投入和资本支持远超一般的工业机器人如果没有大模型的爆发,家用人形机器人的未来会更加遥远。

大模型通过从大量文本和图像中学习,为机器人提供常识性知识,使其能够处理各种任务,应对复杂场景,从而增强机器人的通用性。虽然围绕着模仿人类还是超越人类存在质疑争论,但大模型的应用确实在推动人形机器人领域的革命。

Figure 01就是一个很好的体现了AI赋能人形机器人的例子。今年3月,在与OpenAI宣布合作13天后,该公司就展示了装有OpenAI提供的视觉语言模型(VLM)的人形机器人Figure 01的演示视频。

在视频中,Figure 01可以主动从杂物堆里翻出唯一可食用的物体交给人类,也可以在不需要具体指令的情况下,识别桌面状态后,判定需要将盘子和杯子放回碗架上,并自动执行其决策。

这意味着Figure 01实现了感知、决策和执行一体化的端到端处理,通过在上层

控制策略采用 OpenAI 多模态模型,显著提升了具身智能的智能化水平。

将视觉、听觉、触觉等多感官融合,生成式地想出解决问题的方法并在物理世界执行,这正是通用人形机器人需要的能力。有了多模态大模型的助力,这一切开始可以成为现实。

OpenAI也在近期重启了四年前解散的机器人项目,以进一步推动人工智能与机器人技术的融合发展,探索新的应用场景和商业模式。这是为了保持公司在行业中的领先地位和竞争优势。

作为AI时代的“军火商”,英伟达也试图通过参与机器人技术的发展,探索出更多AI落地的商业模式和收入来源,如提供机器人软件服务、云平台服务等,好让自己公司的估值故事更有吸引力。

英伟达已发布多项支持机器人的新品,例如可接收语言、手势、文本等多类型指令,并与众多软硬件工具配合的GR00T人形机器人通用基础模型;可支持上千个机器人同步模拟训练的Issac Lab平台;可提供每秒800万亿次8位浮点运算性能的,基于Thor芯片的人形机器人计算平台Jetson Thor。

与英伟达建立合作的公司,有望受益于AI计算平台、模拟平台等的升级,英伟达同样希望受益于机器人和自主人工智能带来的浪潮。

当然,人形机器人落地之路上的挑战不只是智能化问题,而是包含了动力和能源管理、机械设计和运动控制、感知与感知处理、智能决策与规划、人机交互与安全性、成本和可用性等关键问题。

技术的突破也许只需要一两个天才的灵感,但是成本的控制却需要整个产业链的努力。

03、降本

产业链掘金的机会。

业内有着2万美元是大规模推广人形机器人的成本门槛的说法,特斯拉CEO马斯克表示Optimus未来售价有望低于2万美元/台。

不过目前该产品的硬件成本约5-6万美元,其零部件价值量排名为无框力矩电机(21%)、减速器(16%)、力传感器(16%)、丝杠(14%)、空心杯电机(4%)、惯导imu(1%)和其他(28%)。

这些关键零部件具有较高的技术壁垒,既是人形机器人降本的主攻环节,也是国产替代的重要方向。

以减速器为例,这是国产替代可能性较高的领域,绿的谐波全球销售额市占率为7%(日本的哈默纳科全球销售额市占率达82%,其余厂商销售额市占率约为11%),在减速比、额定扭矩等方面追赶国际先进水平,打破了国外厂商的技术垄断。

为了给机器人大时代准备产能,绿的谐波20亿元定增项目近期已获批,并且在新一代谐波减速器100万台、机电一体化产品20万台的年产能达产前,就已打起了价格战,对协作机器人客户供应产品的降价幅度达到约20%左右。

这种产能+价格的打法,不仅对绿的谐波公司业绩有影响,对减速器行业的整体生态也构成大范围影响,体现的是消费电子需求不振之下,供应链企业押注人形机器人广阔增量的决心。

丝杠则是国产厂商奋起直追的一个领域,日本的THK、NSK和德国的力士乐、舍弗勒占据了中高端市场的主要份额,五洲新春、贝斯特、北特科技、恒力液压等企业为了迎合人形机器人的技术浪潮,也在陆续布局高精密滚珠/滚柱丝杠市场。

目前人形机器人丝杠的壁垒主要在于内螺纹精加工,若能实现工艺突破和量产,机器人生产商就可以将把重心转向规模化降本。虽然这会对供应链企业的成本控制能力和良品率提出较高要求,但也带来了国产替代的机遇。

核心零部件之外,磨床、车床、绕线机等加工设备,PEEK材料、球墨铸铁工艺、冷锻工艺等与材料降本和轻量化相关的新技术方向,也有望从人形机器人的热潮中分得一杯羹。

虽然中国企业暂时还要围绕特斯拉进行核心布局,但在技术上的追赶早已开始,目前中国人形机器人技术专利累计申请总量超6000件,超过日本、韩国、美国等国家,排名全球第一,在有效发明专利上,也以近1700件位居全球第二。

比起技术突破,量产和商业化可能才是更不容易解决的问题,成本和定价问题只是前者的显性表达。所以现在厂家们也不是追求量产,而是逐步推进智能化提升和应用场景落地,在迭代中迎来行业大爆款产品的问世,从而开启真正的商业化。

可以说,对于人形机器人公司而言,最大的成本其实是时间。

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