特斯拉人形机器人引爆市场

特斯拉机器人基本情况

2021年8月19日，特斯拉在人工智能日AIDay上首次公布了人形机器人项目计划TeslaBot，也称为Optimus。马斯克表示，其目的是消除危险的、重复的、无聊的工作，预计2022年推出原型机，同时公布了机器人的预期设计参数。1)规格：重量57kg，身高172cm，面部是一个重要信息显示屏；2）载重：负载能力20kg，硬举（双手向上举重）能力68kg，展举（手臂伸展）的举重能力为5kg；3）运动：全身有40个电机驱动器，移动速度可达8km/h，人类男性跑步速度为12km/小时；4）感知：头部自动驾驶摄像头；5）软件：自动化驾驶计算系统，多摄像头视频神经网络规划能力，Dojo超级计算机的训练机制。

2022年9月30日，特斯拉在2022AIDAY上展示了人形机器人的开发平台和最新一代原型机。经过6个月的研发，此次展示的机器人已经具备了行走、搬运、识别物品、浇花等基本的运动和应用能力。马斯克表示，Optimus的发展方向是大规模生产、低成本、高可靠性，价格将不高于20000美元，预计在3-5年后量产上市，其应用将帮助人类经济生产摆脱人口的限制。

2023年3月1日，特斯拉在2023InvestorDay上展示了关于人形机器人Optimus的最新视频。这个版本的Optimus可以到处走动、进行拧螺丝等工作。而马斯克也透露其实验室有多台Optimus机器人。马斯克指出，Optimus利用了特斯拉在制造方面的专业知识，执行器、电池组和Optimus的其他关键部件均由特斯拉定制设计。

在设计目标和思路上，研发团队坚持以应用为导向。在总体设计目标上，着力于优化成本和效率等因素，使产品走向低成本、高可靠性的大规模量产，主要的实现路径是规模化、标准化和简洁化（如电池组的集成）。在设计思路上，强调为了生产而设计，以人工智能为核心竞争力，软件、硬件结合，借鉴特斯拉完备的汽车开发设计经验，并融入了仿生学、人体工程学等元素。

Optimus原型机的配置参数，体现出比原有设计预期更适合规模化量产的特质：1）规格：身高173cm，重量73kg，主体材料为塑料；2）电源系统：功耗100W（坐姿）/500W（行走），容量2.3kWh，额定电压52V，可使用一整天的一体化集成电池包；3）动力系统：28个结构执行器（与原有的40个相比降大大降低规模化量产难度和成本），50个基础自由度（躯干28*1+手部11*2）；4）AI系统：与特斯拉汽车相同的SOC芯片、FSD全自动辅助驾驶系统。

拥有智能的“大脑”是Optimus与其他人形机器人最大的不同。马斯克认为“大脑”将真正使机器人有用、通用，从而实现百万级量产的“深不可测”的潜力。研发团队在机器人的开发和应用中也使用了很多人工智能技术，如：从特斯拉汽车中移植Autopilot视觉神经网络，用于视觉识别（体积深度渲染）、定位（行走轨迹估计）、运动控制（仿真、传感器数据的处理、状态估计）等。

近两年特斯拉机器人快速迭代展现其强大研发能力。2021年8月19日，特斯拉在AIDay上首次公布人形机器人项目计划。根据2022AIDAY中披露的细节，人形机器人的开发平台在年初的2月就已经制造完成，耗时仅6个月，并在随后的4月、8月分别实现了行走和手臂摇摆动作的能力。不到半年后的2022年9月30日，Optimus机器人原型机在2022AIDay首秀，相比开发平台有了许多新的改变。2023年3月1日的投资者日上，特斯拉展示了Optimus四处走动、拧螺丝等工作能力。特斯拉不断实现机器人快速迭代向世人证明，擅长研发四轮机器人（汽车）的特斯拉在人形机器人领域仍有强劲的实力。


特斯拉机器人的背景及意义

马斯克的投资项目往往与人类重要议题相关。2012年马斯克在加州理工大学毕业典礼上明确阐释了自己的创业动机：关注“对人类的未来影响最大的问题”。他先后创立了X.com（即后来的Paypal）、特斯拉、Solarcity和SpaceX，这些公司都与互联网、能源、太空等人类未来发展息息相关。

出于类似动机，马斯克期望人形机器人帮助人类创造一个劳动力不会短缺的富足社会。他曾在论坛、杂志、演讲、公司会议等多个场合表达对项目的理解和期望，表示Optimus人形机器人是公司2022年进行开发的最重要的产品，对于人形机器人项目的定位也逐步具体。总结来看，马斯克开发机器人的动机是为了替代人类劳动，正如他于2022年8月16日在《中国网信》杂志中所说，“借助机器人的力量，我们将创造一个商品和服务极度充裕的时代”。

特斯拉人形机器人诞生顺应当前人口形势的变化。自2017年起，我国出生人口和自然增长率开启了双重下跌，2022年更是出现了近61年来首次出现人口负增长，同时老龄人口数和老龄化率连续多年保持上升，即将进入中度老龄化社会；放眼全球范围，尽管人口总数仍有数十亿的增长空间，但已由高增长向低增长阶段过渡，且老龄化进程加速。特斯拉人形机器人自立项之初就以替代人类劳动为目的，再加上设计中坚持以低成本、高可靠性和高通用性为导向，未来或将在工业、服务业等多个领域发挥重要作用，帮助人类解决人口老龄化、劳动力短缺等问题。


三大因素助力特斯拉人形机器人实现终极目标

机械方案可行性已得到充分验证

人形机器人的开发早有先例，众多玩家的入场带动了技术水平快速提升。最早的机器人设计可以一直追溯到19世纪的蒸汽动力机器人，20世纪以来各国持续迭代新型机器人，20世纪90年代日本研制出全球第一台双足机器人，能实现缓慢静态行走，被视为人形机器人突破性发展的第一阶段。第二个阶段以日本本田ASIMO机器人为代表，实现了连续动态行走。第三个阶段追求的是高动态的运动性能，以波士顿动力的ATLAS机器人的高难度运动动作为标志，一度引起世人瞩目。当前，人形机器人正在进入第四个阶段，即商业化落地的初期阶段，中国真正进入牌桌，以优必选Walker为代表，和AgilityRobotics的Digit等一较高下。

在长达百余年的发展史中，许多项目已经在运动性能等特定方面取得了成功。波士顿动力研发的ATLAS作为最著名的人形机器人，能够完成后空翻等高难度动作，在最新展示资料中更是在搬运木板、工具箱等实际应用场景中取得了突破。相比ATLAS高机动性的展示性质，全球最早具备人类双足行走能力的类人型机器人ASIMO更加侧重于实际的拟人应用，在上下台阶、弯腰等负载动作上的表现也得到了广泛的认可。

机械解决方案的选择在不断的研发验证中日益明晰。ATLAS使用的液压驱动方案通过缸体和活塞杆相对运动实现直线运动，功率大、响应快、精度高，但适用的温度范围小、维护难度大且成本高昂。与液压驱动相对应的是气压驱动，气压驱动的结构简单、动作灵敏，成本也较低，但功率小、刚度差、噪音大、速度不易控制。相比之下ASIMO采用的电机驱动方案在功率、控制性、成本等方面的表现较为平衡，也是目前应用最广的一种驱动方式。相关研发先例已经证明，为了满足人形机器人通用且能大规模量产的要求，电机驱动的综合效益是三大常见方案中最优的，而特斯拉Optimus选择的正是电机驱动方案。


规模化量产是特斯拉一以贯之的法宝

特斯拉素来是一家有行动力的企业。2006年2月，特斯拉发布了宏图第一篇章，其中的核心四步骤分别是：1）打造跑车；2）用赚到的钱开发一款价格可负担的汽车；3）用赚到的钱开发价格更实惠的汽车；4）同时提供零排放发电选项。2016年7月，特斯拉再次推出了宏图第二篇章，同样包含四部分：1）使用电池存储创建太阳能屋顶；2）扩大电动汽车产品线，以满足所有主要细分市场的需求；3）通过大规模车队学习，开发比手动安全10倍的自动驾驶能力；4）让汽车在空闲的时候为车主赚钱。时间来到2023年，特斯拉宏图第一篇章基本实现，作为全球新能源汽车的领头羊，做到了使新能源汽车价格能为大众所负担，而第二篇章中的各部分也都在有序推进中，这反映出特斯拉蕴含的将规划转化为实际的基因。2023年3月1日发布的第三篇章中，人形机器人也成为重要的一环。

特斯拉在降低产品成本上有成功实践的经验。2014年特斯拉第一次进入中国时，出售的ModelS价格为106.26万元，而如今入门级Model3的售价已经下探到22.99万元。在2017-2022年的5年时间，特斯拉单车的平均销售价格从约11万美元降至约5.5万美元，降幅50%左右，同期公司的营业利润率从-15%提升至17%，单车平均利润更是在汽车行业内遥遥领先。在降低售价的同时收获利润的提高，背后的支撑正是特斯拉强大的降本能力。

规模化是特斯拉实现降本的核心。近十年，特斯拉汽车的全球销量从2.23万辆增长到131.39万辆，复合年增长率超过50%，目前已经是全球最大的新能源车制造厂商。为了应对与日俱增的交付需求，特斯拉已在美国加州弗里蒙特、中国上海、美国德克萨斯州奥斯汀和德国柏林建成了超级工厂，其中2019年建成的上海工厂在2022年的交付量就超过了71万辆。此外，特斯拉在美国的内华达和纽约还拥有2座工厂，负责锂电池和充电桩等零部件的生产。全球化生产的布局帮助特斯拉充分利用本土产业链的优势，迅速实现产能数量级的提升。

特斯拉2022AIDAY上的展示，也反映出其继续实行规模化策略的可行性。Optimus机器人使用了与特斯拉汽车相同/相似的FSD计算机、SOC芯片等，可以利用特斯拉现有的基础设施和供应链快速实现规模化量产；在全新零部件的设计上，研发团队努力减少驱动器设计的数量，机器人全身驱动器数量由最初的40个降低到28个，且最终仅需6种驱动器（3种旋转驱动器+3种线性驱动器）的组合即可满足，同样为未来的规模化量产降低了难度。


特斯拉人工智能赋能人形机器人

FSD自动驾驶系统展现特斯拉人工智能底蕴。与传统汽车公司更强调机械部分不同，各个造车新势力纷纷在人工智能上发力，以求在汽车智能化浪潮中抢占先机，而特斯拉正是其中佼佼者。作为特斯拉人工智能的集大成者，其FSD自动驾驶系统的研发处于公认的领先地位。

特斯拉是截至目前全球唯一一家实现了自动驾驶核心领域全栈自研自产的科技公司。在感知模块上，特斯拉采用基于仿生原理的独特纯视觉方案，通过车身的8个摄像头采集真实世界图像数据，经过感知神经网络架构进行处理构建三维向量空间；在规划与控制模块，将传统规划控制方法与神经网络算法相结合，融入成本函数、人工干预数据或其他仿真模拟数据，获得最优的规控方案，最终生成控制指令；在数据标注与仿真模块，通过构建一个真实世界的虚拟仿真空间和自动标注，对各种不同情景进行长时间训练，并不断对结果重现与优化，目前累计训练里程超已1亿公里，积累了数十亿的图片和标注数据。

高性能软件背后是自研硬件的支撑。特斯拉为自动驾驶打造了Dojo道场超级计算机，并搭载同样是自研的AI训练芯片D1。Dojo是一种通过网络结构连接的分布式计算架构，具有大型计算平面、极高带宽、低延迟、可扩展性极强等特点，专为大规模地运行定制的、特定的机器学习训练算法而设计；D1芯片采用7纳米制造工艺，具有500亿个晶体管和354个训练节点，内部电路长达17.7公里，单片FP32算力可达22.6TOPs，BF16算力可达362TOPs，同时具有GPU级的计算能力和CPU的连接能力，I/O带宽是最先进的网络芯片的2倍。

人工智能技术将赋予机器人真正的意义。使其区别于普通机器人、成为具备“大脑”的通用工具，这正是特斯拉将Optimus机器人在AIDAY上发布的用意，而Optimus机器人的人工智能系统也与汽车自动驾驶系统一脉相承。Optimus机器人同样利用摄像头感知真实世界，通过移植而来的神经网络获得机器人周围环境良好的体积深度渲染；在移植的基础上，研发团队针对机器人进行了重新训练，使其满足人形机器人对维持平衡、步态规划与控制等特有的需求，特斯拉过往的经验将帮助研发团队继续发掘人工智能在人形机器人上的应用空间。


人形机器人尚在早期阶段，泛人形应用领先落地

应用场景不足+高技术高成本，人形机器人仍处于早期阶段

全球人形机器人行业仍处于早期阶段，尚未出现真正成熟落地的产品。软银的Pepper、本田的ASIMO都因为成本、技术等问题被停止，从落地应用角度看都不成功；作为世界上应用最广泛的人型机器人之一的NAO，销量仅万台左右，更多卖到高校，用于科研教学、比赛；波士顿动力在技术上拥有绝对优势，但其11亿美元的估值较6年前下降了66%。

大规模应用刚需场景不足、技术复杂及高成本是当前人形机器人难以成熟落地的主要原因。（1）应用场景直接影响机器人需求的刚性程度，目前人形机器人尚处于功能相对简单、初步智能的形态，具体的应用场景尚不清晰，已有的人形机器人很多都被扫地/仓库机器人、割草机、步行辅助装置等更加专业化且成本低廉的机器人替代。部分公司已经对人形机器人的应用场景展开探索，但结果仍待观察。（2）人形机器人技术复杂、门槛高，目前多数双足机器人都是在“位控”和“力控”这两类控制模式上发展，一些新技术例如深度学习、强化学习和传统机器人技术还并未出现进一步结合，在商业应用上还需攻克稳定性问题。（3）人形机器人制造成本高昂，成本控制有赖于大规模生产的基础及多方位的技术，高成本也导致其租金昂贵、难以推广。

人形机器人具备最好的通用性，解决以上问题后有望成为终极方案。相比其他机器人,人形机器人有更高的感知、运动控制和交互能力，可执行多场景综合式任务，在面对类似家庭这样的复杂环境中，可完成倒酒、清洁、按摩等多种任务，通用性更高。马斯克提出“人形机器人将先用于工厂，规模生产、提高智能后，用于家庭”。工厂环境较为单一、变化少，机器人更容易承担重复性任务，人形机器人有可能实现比工业机器人更多的功能，如仓储物流管理、上下楼梯移动货物等，未来用户侧的技术进步也可能带来新的需求。此外人形机器人还可能从事高危、高重复性工作，在救火、有毒物质清理等对人体有害的工作场景中取代人工。量产及降低成本后，在家庭场景，人形机器人可能为教育目的模拟人类互动，作为医疗助理陪伴老人、协助生活，照顾孩子、做饭等。


解决三大痛点，泛人形机器人商业化落地更具条件

泛人形机器人应用场景更加专一，满足明确市场需求。专业机器人定位相比人形机器人应用场景更加明确，其更多地是在高危、高重复性场景中替代人工、在日常家居环境中针对特定事项辅助人工。如四足机器人专注复杂地形的勘探搜救，机械臂专注搬运、组装等手部动作，扫地机器人只关注家用清洁方面，有明确的市场需求和目标用户。

简化性能，泛人形机器人稳定性高。人形机器人需要满足通用目的，而泛人形机器人只用针对特定场景进行培训，设计结构和对技术的要求更简单，灵活度、环境自适应要求相对较低，因此稳定性高，更容易商业化。以四足机器人为例，四足机器人有四个落足点，较双足稳定性更高；四足机器人一个腿部三个关节，只需控制三个自由度，而人形机器人关节点更多，关联电机的数量增多，且人形机器人需要控制手部动作，相应的协同控制更难，对处理器要求更高；四足机器人不需要较高的控制带宽去抵抗相应的干扰，对光导要求较低；视觉方面，四足机器人的话只需要感知环境，顺利通过相应的崎岖路面，而人形机器人视觉规划要求高，需要通过全地形的感知去解放出最优的规划路径。

泛人形机器人成本较低，提供大规模落地可能性。与人形机器人动辄几十万甚至上百万美元的成本相比，泛人形机器人电机数量少、要求精度低、加工难度和精度低，成本较低，且随着大规模量产有进一步降价可能性。波士顿动力的Spot售价7.45万美元，斯坦福学生机器人俱乐部ExtremeMobility团队的四足机器人StanfordDoggo将成本降到了3000美元以下，宇树科技的四足机器人消费级产品售价1.6万元起，行业级产品10万元起。而扫地机器人的成本只有人民币百元至千元。


AI迅速发展，推动机器人进一步智能化

机器人的发展类似手机，在AI的加成下逐步由“功能”走向“智能”。机器人发展至今历经三代，第一代程序机器人完全按照事先装入到存储器中的程序步骤进行工作；第二代自适应机器人配备传感器，能够随环境变化调整自身行为；随着算法和感知认知技术的不断突破，第三代机器人除了运动和自适应调整功能，还拥有感知交互和思维能力，逐渐发展类人特征，多功能、多模态、多服务体验的智能机器人也成为最新发展趋势。

计算机视觉方面，人工智能图像识别技术已经得到广泛运用。计算机是使用计算机模仿人类视觉系统的科学，让计算机拥有类似人类提取、处理、理解、分析图像以及图像序列的能力。21世纪至今，深度学习算法大幅提高了计算机视觉的准确性，而未来计算机视觉将逐步从识别发展到理解，并由被动感知向主动选择感知发展。计算机视觉的进步将推动机器人由被动执行转为主动理解。AI语音正从语音识别逐渐向语义理解发展，NLP（自然语言识别）技术不断迭代优化。一个完整的对话交互是由“听懂—理解—回答”三个步骤完成，其中，“听懂”需要语音识别（ASR）技术；“理解”需要自然语言处理（NLP）技术；“回答”需要语音合成（TTS）技术。目前，TTS技术已相当成熟，广泛应用于客服及硬件机器人、语音播报等；语音识别在理想实验环境下准确率可高达98%以上，奠定了机器人的语音交互基础。OpenAI发布的NLP新模型ChatGPT，已展现了生成式AI具备较强理解和生成对话能力，而随着NPL技术带动机器人认知能力的提升，养老陪伴、教育等应用场景需求将不断扩大，推动相关专业性泛人形机器人的发展，而人形机器人也有望更快商业化落地。


多元场景驱动泛人形机器人率先落地

硬件与软件持续升级，加速打造机器人新市场。受政策支持、劳动力短缺及成本上升、观念转变等积极因素推动，机器人行业将进一步增长。硬件方面机器人成本将随着大规模量产降低，软件方面AI视觉、AI语音等智能化提升，将推动机器人在更多场景、更大规模落地应用。而未来随着机器人进一步智能化，以及功能更全面、支持场景更多样的人形机器人规模化生产，机器人可能有着和智能手机相似的发展路径，远期有望成为继手机之后的个人第二移动终端。泛人形机器人本质属性是服务机器人，结构性占比大。从下游不同应用来看机器人可以分为工业机器人、服务机器人和特种机器人三大类。工业机器人主要应用于焊接、包装、搬运等应用场景。服务机器人常应用于教育、康养、特种任务等场景。根据中国电子学会数据，2021年全球工业机器人、服务机器人、特种机器人市场规模占比分别为41%、40%、19%；中国市场三者的占比为53%、35%、13%。

服务机器人市场规模巨大，预计2026年全球将有676亿美元市场规模。随着机器人技术不断升级、机器人价格不断下探以及随着机器人解决方案在更多场景中的应用，下游客户接受智能服务机器人解决方案付费的意愿逐渐增强，加速全球智能服务机器人产品及解决方案市场的快速增长。据弗若斯特沙利文统计（转引自优必选招股书），全球/中国服务机器人市场规模从2017年-2021年从81亿美元/118亿元增长到221亿美元/467亿元，复合年增长率为28.7%/41%。展望未来，自2021年至2026年全球/中国智能服务机器人产品及解决方案市场规模将达到676亿美元/1558亿元，复合年增长率为25%/27.2%。

服务机器人应用场景广泛，多面需求快速拉动增长。按照应用场景智能服务机器人可以大概分为传统应用场景地面清洁、巡检、物流移动及新型应用场景教育、康养、送餐及接待，根据弗若斯特沙利文预测（转引自优必选招股书），这些应用场景未来都有快速增长趋势。其中传统应用场景物流及移动机器人增长最快，2017-2021年复合增长率达56.2%，2021-2026年复合增长率为38.4%；新型应用场景如送餐场景2021-2026年增长最快，复合年增长率达39.9%。


借智能手机之历史，鉴机器人之未来

机器人望迎“苹果时刻”，未来“联发科时刻”推动其快速发展

智能手机发展复盘：“苹果时刻”大单品引爆市场，“联发科时刻”大幅度降低行业成本与门槛，推动行业快速发展。2007年iPhone发布，宣告智能手机时代到来，引发后续全球范围内的智能机热潮，此为"苹果时刻"，其本质是一个玩家创造了一套以系统和芯片为基础的新数码产品，并依托先发优势获得高增长和议价空间，此外经过不断优化与迭代，苹果2010年推出iPhone4，带动智能手机行业爆发。2010年联发科加入安卓联盟，提供整合芯片系统解决方案，使手机成本降低2/3，同时大幅降低手机厂商的技术门槛并缩短产品的上市时间。此为"联发科时刻"，比喻在数码产品领域产生创新引领者之后，一个跟随创新的实力玩家，在突破核心技术后选择另外一条有别于封闭生态圈的商业路线，开放技术平台接口，建立更加开放的数码产品生态圈。如手机芯片领域的联发科、操作系统领域的谷歌安卓。基于软硬件平台成熟解决方案，安卓众多品牌跟随，高中低端供给并存，品牌混战，推动智能机渗透率持续快速提升。此外，联发科时刻对于行业的重要影响体现在交付终端产品（如手机、电脑、耳机）的门槛，从技术能力，转向营销能力+供应链管理能力。

机器人“苹果时刻”或将至，未来“联发科时刻”或推动机器人从机械产品转向消费电子产品。2022年9月30日特斯拉发布OPTIMUS原型机，距离真正商业化落地仍有较大距离。根据特斯拉机器人近两年研发的快速推进趋势，自2021年AI日推出概念机以来，特斯拉服务机器人已经完成多个版本迭代，行走逐步优化，功能持续完善，据马斯克预计，Optimus将于3-5年内实现量产上市。我们认为未来特斯拉机器人仍将持续快速进化，中短期内有望推出完全体OPTIMUS，即类似2007年iPhone发布后经过不断优化于2010年发布iPhone4，实现智能手机重大革新。展望未来，具备技术实力与核心竞争力的大厂有望陆续布局，提供软硬件解决方案，机器人再迎来“联发科时刻”，使行业门槛与制造成本大幅降低；而类似于智能机成长期变化，国产厂家也有望纷纷推出机器人产品，行业竞争加剧，高中低端机器人共同角力市场。长期来看，机器人成熟期可能呈现各品牌有不同的价格及产品定位，分别面向不同的消费圈层。其中，联发科时刻推动机器人从机械产品转向消费电子产品，本体厂商的核心竞争力将从技术能力向其他能力转移，类似智能手机成熟期阶段，高端厂商核心能力转移至持续创新、技术研发。中高端厂商核心能力转移至品牌形象、分销渠道。中低端厂商核心能力转移至成本把控、消费者洞察。


机器人初期呈现百花齐放局面，后期有望复现智能手机格局逐步收敛趋势

智能手机初期龙头引领，成长期品牌混战，成熟期份额集中。2007年后在国外苹果iPhone1的发售背景下，早期国内华为、小米、OPPO、VIVO等品牌快速入局，逐渐瓜分传统功能机市场份额。在2010年联发科加入安卓联盟提出低成本硬件方案后，行业门槛快速拉低，白牌快速成长抢占市场份额。2016年后，行业进入成熟期，白牌衰落，主要缘于白牌创新后劲不足服务缺失、市场政策收紧、努力方向分叉、品牌市场下沉等。此外，品牌呈现逐步集中趋势，由于终端的消费属性，各品牌有不同的价格及产品定位，分别面向不同的消费圈层。智能手机格局呈现从品牌林立、山寨并行发展至品牌收敛、山寨衰退的趋势。


科技巨头与家电厂商入局，催化机器人发展

目前机器人处于导入期，科技巨头与家电厂商纷纷入局，品牌呈现百花齐放状态。未来1）在产品端：随着优质厂商持续跟进后续创新，保障产品力优势，提供售后服务加强客户黏性，逐步吞食低产品力与技术水平厂商份额；2）在供给端，品牌价格下沉、蚕食低端厂商份额，产品创新逐步收敛至品牌客户等。机器人中后期或复现智能手机竞争格局品牌收敛、份额集中趋势。目前行业玩家分为四类，科技巨头和家电厂商加速入局。一是汽车大厂如特斯拉，利用造车技术优势赋能机器人制造；二是纯机器人公司，以优必选科技和波士顿动力等为代表；三是三星、腾讯等科技巨头从产品、技术、投资各方面加速布局机器人赛道；四是美的、海尔等家电厂商基于自身技术积累和渠道便利向机器人方向发展。

三星：已研发多款服务机器人，正向人形机器人发展。三星电子拥有与“机器人”相关的专利4800余件，其中有效专利1300余件，其在扫地机器人赛道已推出多款产品，此外还研发出用于家庭场景的球形机器人Ballie、家庭服务机器人BotHandy、BotCare。而三星目前正在研发两个人形机器人项目EX1和Neon，其外观和行为类似于真实的人类，并具有表达情感和智慧的能力，未来可能充当老师、财务顾问、医疗保健提供者、礼宾员、电视主播等等。此外，三星还通过投资参与机器人布局，2016年至今曾投资过Graphcore、深鉴科技等人工智能企业；2021年宣告将向机器人、人工智能等未来新项目投入240万亿韩元；2023年第一笔投资投向韩国人形机器人企业RainbowRobotics，斥资590亿韩元，约合人民币3.19亿。

亚马逊：从仓储物流到家用助理机器人，投资收购机器人企业。2012年，亚马逊收购了机器人公司Kiva，开启仓储供应链的自动化改造，后研发了完全自主移动机器人Proteus等一系列仓储物流机器人。2021年亚马逊发布了家用助理机器人Astro，Astro成为亚马逊进入家庭场景的一大入口，它的轮子上装有一个脸屏，也接入了Alexa语音助手，还配置了可伸缩镜头和可拆卸的小储物箱，移动特性的加入拓宽了其使用场景，让它可以承担一部分安保巡逻和运输的功能。2022年，亚马逊产业创新基金投资了研发出“Digit”人形机器人的AgilityRobotics。亚马逊还与扫地机器人公司iRobot宣布达成最终合并协议，亚马逊预计将以每股61美元的价格全现金收购iRobot，交易价值约为17亿美元。

华为：新增机器人相关专利，与机器人企业合作。华为在2020年就开始在机器人领域进行尝试，其5G机器人曾在科技和娱乐节目中出现。2020年至今，华为共申请了75+机器人相关专利，包括机器人控制方法、装置、储存介质等。2022年4月，其与达闼机器人签署协议，双方将共同打造云端机器人城市运营联合解决方案，推广机器人运营服务，并开展多模态大模型开发、机器人创新应用等领域的全方位合作。小米：业务拓展，布局仿生机器人。小米曾投资石头科技、追觅科技，发布多款扫地机器人。2021年8月，小米首次展示了CyberDog仿生四足机器人，可以听从指令、识别主人甚至自动跟随主人运动，但仍为工程探索版。2022年8月，小米发布了全栈自研人形仿生机器人Cyberone，其搭载了小米自研Mi-Sense深度视觉模组，结合AI交互算法，拥有完整的三维空间感知能力，能够实现人物身份识别、手势识别、表情识别。

OPPO：研发家庭机器人与机器狗。2022年底，OPPOINNODAY上发布了小布家庭机器人和第三代OPPOQRIC机器狗。小布家庭机器人能够基于音源自动定位与SLAM算法自行躲避障碍物行进至用户跟前，还可通过对人脸和情绪的识别,主动提供情感反馈或者交互反馈，“记住”并辨别不同的家庭成员，基于语义理解和意图识别技术，提供重要日期、关键事件的记录、出门提醒、主动迎接、智能家居控制等。OPPOQRIC机器狗拥有视觉感知、语音控制、自动导航/躲障碍、视频通话等功能，可以进行短途的物体搬运。

腾讯：主要研发轮式及四足机器人。腾讯2018年成立了RoboticsX实验室，目前重点项目包括轮腿式机器人Ollie、多模态四足移动机器人Max、四足移动机器人Jamoca、自平衡轮式移动机器人、IDC运维机器人。此外，腾讯也投资了普渡科技、云迹科技、讯策科技等机器人公司。

科大讯飞：启动“讯飞超脑2030计划”，逐步由四足等泛人形机器人向陪伴机器人发展。科大讯飞于2022年2月正式启动“讯飞超脑2030计划”，该计划目标第一阶段(2022-2023)，将推出可养成的机器宠物、仿生运动机器狗等软硬件一体的机器人；第二阶段(2023-2025)，将推出自适应行走的外骨骼机器人和陪伴数字虚拟人家族；第三阶段(2025-2030)，最终推出懂知识、会学习的陪伴机器人和自主学习虚拟人家族，全面进入家庭。科大讯飞已于2022年1024开发者节正式发布了首个自研机器狗“小黑”，依托讯飞机器人超脑AIBOT，可以轻松掌握走路、跑步、上台阶、攀爬、穿越复杂地形等技能，还拥有语音交互、视觉分析、气味识别、声音成像等能力，可应用于工业巡检、园区巡检、访客接待等场景。科大讯飞表示2023年将正式发布软硬一体机器人产品，并在后续有序推出外骨骼机器人、家庭服务机器人等产品。

萤石网络：发布多款智能家居场景下的服务机器人，主要包括陪伴机器人、扫地机器人等。公司儿童陪护机器人在2021年618购物节中在天猫平台儿童机器人品类排行中位列前十。2022年6月，公司进一步发布包括AI扫地宝RS2、智能洗地机器人RH2、儿童陪护机器人萤宝RK2遥控编程版在内的多款创新智能服务机器人产品。

安克创新：旗下智能家居品牌eufy悠飞推出多款扫地机器人产品。最新产品X9Pro是一款二合一扫地机器人，可在吸尘和拖地之间轻松切换，此外，3DToF传感器和AI摄像头还有助于识别家居物体以避障。石头科技：专注洗地机、扫地机等清洁机器人。近年来石头科技从小米生态链企业逐步转型为品牌自营，主要产品包括石头智能扫地机器人、智能洗地机以及商用清洁机器人。扫地机主要为面向国内的T系列、G系列，以及面向海外的S系列、Q系列，所有扫地机均采用LDSSLAM激光雷达技术。2021年，石头推出智能双刷洗地机U10及迭代新品A10/A10Plus。2022年推出自清洁扫拖机器人G10S。

科沃斯：专注家用和商用服务机器人。2009年科沃斯机器人推出地宝系列扫地机器人,2010年研发全球首款移动空气净化机器人，后又推出自动擦窗机器人窗宝和机器人管家，以及割草机器人GOAT。科沃斯还推出过一系列商用机器人，包括工具型金融服务机器人BENEBOT5（旺宝5）、大屏营销服务机器人SHOWBOT（秀宝）、巡检盘点机器人THINGBOT-C、巡检扫货机器人THINGBOT-S、巡检测温机器人THINGBOT-T、通用运动底盘NIMBOT（敏宝）、商用清洁机器人DEEBOTPROK1、M1。

美的：从工业、家用、商用等领域深入布局机器人产业链。美的从2015年开始布局工业机器人业务，逐步收购全球四大智能机器人龙头之一库卡。针对家电机器人化的探索，美的主导制定了《家用电器机器人化设计导则》团体标准，已开发出扫地机器人、全自动电饭煲、AI交互冰箱等不同程度机器人化的家电产品。2022年6月，美的推出了其家庭服务机器人品牌WISHUG，第一代产品小惟家庭服务机器人核心功能包括AI管家、家庭助理、安全卫士、科技玩伴。商用服务领域，美的也于2022年6月发布了数字门店智慧导购机器人R10待客君，通过AI技术对R10赋予了深度视觉、语音交互、自主导航等本地端的交互能力。华帝：曾推出仿人形机器人，技术可应用于智慧厨房。华帝曾于2016年推出仿人形机器人小v，作为评委参与《蒙面唱将猜猜猜》等节目，其所表现出来的“智能分析、语音交互，数据搜索查询”等功能将逐步地应用在华帝的智能厨电产品上，最终实现华帝“智慧厨房”的发展构想。

海尔：依托海尔智家大脑及三翼鸟场景，构建从清洁、家务机器人到家庭服务机器人的智慧机器人新生活。海尔2018年发布《海尔智慧家庭——服务机器人战略1.0》，率先提出服务机器人从单一功能、单一场景到全场景的升级，与软银机器人正式达成战略合作伙伴关系。其机器人产品除了扫地机器人外，还包括家居生活智能机器人Ubot，可陪护老人儿童，集听、说、看、嗅、走等功能于一身；R2-D2冰箱，其机身内装有一台小型电冰箱，除了能让饮料保持清凉之外，还可以利用遥控器让R2-D2四处移动递送饮料。


机器人产业链价值呈微笑曲线分布，供应链初期零部件先行

智能手机产业链价值整体呈微笑曲线分配，下游品牌集中带动供应链相应变化。智能手机产业链上游主要为芯片及传感器，毛利率与集中度较高。中游主要为零部件及组装环节，毛利率与集中度较低。下游为终端品牌获额外溢价，毛利率与集中度较高。动态来看，智能手机发展中后期，在下游产品订单加速向头部品牌、手机厂商等集中过程中，会导致中上游供应链也相应发生变化。产业链资源会显著且加速向头部大客户端倾斜，带动供应链加速联纵合并，逐渐演变为聚焦于服务大客户的供应链体系：一方面，品牌集中将强化平台及芯片厂商的更新迭代能力，加强客户粘性，上游的主芯片和手机平台厂商互相依存、共同创新，强者恒强；另一方面，品牌集中必将带动零部件及组装公司更加依存于大客户或供应链巨头生态，加速整合、玩家数量减少成为必然趋势。

机器人产业链价值整体亦呈微笑曲线分配，上游核心零部件毛利率较高。机器人产业链分为上游、中游和下游，上游是零部件制造，包括减速器、伺服系统和控制器三大类，中游是机器人本体制造商，，下游面向各个应用领域的整机品牌。产业链价值整体亦呈微笑曲线分配。上游核心零部件供应商的毛利率较高，细分来看，减速器领域毛利率约为40%，伺服系统领域毛利率约为35%，控制器领域的毛利率约为25%。


机器人发展硬件先行寻求突破，驱动其未来进入应用生态发展期

复盘智能手机发展，硬件突破驱动智能手机应用需求产生。复盘智能手机的发展历程，其前期主要由硬件技术进步推动，而随着设备性能提升和功能增加，给内容和应用的创新带来更多可能。2007年iPhone1多点触控屏幕帮助摆脱物理键限制，重新定义智能手机，此时消费者对于智能手机使用需求并不明确叠加应用生态匮乏，后续随着开发者的逐步增加，APP功能逐步丰富，移动游戏、视频等新兴应用开始逐步盛行，消费者需求与应用APP形成正反馈，驱动智能手机进入应用生态发展阶段。

机器人目前处发展第一阶段，核心零部件将是率先起势的领域。对于机器人，我们认为，只有高性能零部件才能实现出色运动控制能力，进而为后续服务机器人深入到我们不同的生活场景提供基础。此外，机器人通过高冗余设计实现高通用性和灵活性，机器人未来可当成类似智能手机产品模式进行开发，配套专业的开发者、各种合作伙伴均可以使用开放接口开发App，建立适合自己的应用，最终形成机器人多元应用与生态。总结来说，机器人目前进入软硬件发展阶段，中期会不断完善并向智能手机功能靠拢，长期完成机器人平台建设，拓展应用场景，最终有望通过增值服务和数据赚钱。

机器人核心零部件主要包括电机、减速器、传感器等，设计上一体化成为趋势。针对机器人关节电机的技术特点，其存在以下三个关键技术问题：(1)机器人关节空间狭小，对结构优化设计要求较高，可以通过机器人关节电机驱动器减速器等的集成一体化来优化体积。(2)机器人关节电机与一般的电机有所不同。小体积、大力矩输出已经逐渐发展为一种趋势。提高电机的转矩输出、降低转矩脉动提高运行稳定性、提高电机运行效率等，都需要借助合理的电磁设计优化。(3)机器人关节电机对电机性能具有较高的要求，小体积、轻量化、高力矩输出设计带来了较高的温升，制约了功率密度的进一步提高。温度过高甚至会造成电机内永磁体的不可逆退磁、绝缘材料损坏等影响机器人的运行可靠性，所以对电机准确快速的热分析具有十分重要的意义。

伺服系统、减速器、传感器组成执行器支持运动功能，重要性突出，且价值量占比高。由于机器人一般需要搭载运动功能，如扫地机器人、四足机器人、人形机器人等，所以其对自由度要求较高。每个自由度都需要一个执行器负责执行，一般执行器为伺服系统、减速器、内部传感器的结合体，该部分为大多服务机器人的底层重要组成模块，以人形机器人为例，该模块占据了35%以上的价值量。


类比消费电子供应链，中后期机器人代工环节有望爆发

回顾过去：苹果链采用OEM模式，格局集中；非A端ODM/OEM/OEM+IDH均有，整体格局分散。目前，智能手机处于成熟期，其主流生产模式演化为：高端机型手机厂商自行设计+委外EMS生产或自行生产，中低端机型手机厂商研发+委外EMS生产，低端机型基本均为委外ODM。展望后续，在智能手机存量市场下，预计更多终端品牌将倾向于采用ODM模式生产中低端手机，集中资源开发高端机型，进一步降低产品开发成本。2021年，全球智能手机ODM/IDH的出货量为5.1亿台（Counterpoint数据），占总出货比重已达36.7%。展望未来，预计更多终端品牌厂商将采用ODM模式生产中低端手机，主打“性价比”，集中资源开发高端机型。


产品核心的转变与联发科时刻到来，有望驱动机器人代工模式爆发

智能手机主要为芯片与操作系统的“软硬件结合”催化后续代工模式爆发。在操作系统软件方面手机厂商或自研如苹果的IOS系统，较为封闭，且和自家硬件有更好的结合，或寻求第三方开源系统如安卓；在硬件手机芯片方面，除了苹果、三星、华为三家手机品牌有内部自研的芯片外，剩下的市场主要被美国的高通、中国台湾的联发科占据。由安卓系统+ARM架构芯片提供标准化解决方案，极大降低智能手机的生产成本与门槛，催化智能手机代工模式的爆发。此外，新能源汽车在电动化时代核心部件为三电系统，代工模式稀缺，供应链管理主要为分层分级管理，为适应智能化时代所需要软硬件结合的需求在生产模式和供应链管理上部分采用当前智能手机的模式，三电系统OEM化。例如，品牌与代工厂的合作，如蔚来和小鹏，采用了类似苹果手机制造的代工模式，及水平化的供应链管理模式等。

目前阶段机器人核心部件偏自研，未来“联发科时刻”有望催化代工模式成为主流。硬件的生产需要规模效应，通常采用外购的方式，细分来看，对于高技术壁垒零部件，整机厂商如特斯拉等或自研，然后交由供应商代工，更多厂家基于研发成本高企与技术积累薄弱等原因或直接向供应商采购，对于非核心部件整机厂商大概率向供应商采购，例如波士顿公司正公开寻求伺服阀供应商。短期看，整机厂商核心竞争力壁垒在于硬件降本，中长期看为算法赋能、应用程序，亦为服务机器人软件部分。根据不同的应有场景和用途进行有针对性地系统集成和软件二次开发将会在高性价比硬件基础上快速打开服务机器人市场。机器人本质亦为“硬件+软件”的组合，未来望迎软硬件平台成熟解决方案。未来服务机器人领域有望迎来联发科时刻，提供软硬件平台成熟解决方案，降低技术门槛与成本，进入快速成长期。

机器人与智能手机产业链相似，有望复现智能手机发展阶段变化，前期全产业链受益百花齐放。2007年IPhone发布标志智能手机时代到来，引发产业创新变革，吸引多玩家入局，创新驱动下产业链各环节密切合作、百花齐放。中期则依靠技术的持续更新驱动市场快速增长，如“联发科时刻”提供标准化软硬件方案，带动白牌入局加剧竞争，品牌呈发散趋势高中低端并存驱动渗透率快速提升。叠加供应链逐步成熟，催化代工模式爆发。后期市场格局逐渐走向收敛，份额集中，大厂整合资源缩短产业链或建立固定合作关系，打造服务大客户供应链体系，供应商亦纵横整合打造平台型企业提升客户粘性与配套价值量。预计机器人行业会遵循类似发展规律，初期以智能芯片、伺服系统、减速器为主的通用性硬件受益，到了中期需求量暴增利好成熟代工企业，后期市场稳定后市场份额向少数龙头集中。