国外不少媒体认为,人形机器人在现代工业环境中越来越重要,因为现代工业环境中人的灵活性和机器的精确性必须共存,人形机器人能在各种环境中导航、处理复杂任务和适应各种条件,使其成为工业落地的理想模型。同时以人为中心的任务每天都会发生变化,需要一定程度的自主性和灵活性,而传统机器人则缺乏这种能力。
这使得人形机器人必然会成为未来工厂进入5.0时代的焦点。
▍中国为何成为焦点
外媒认为,目前,全球人形机器人面临两大挑战。一是市场竞争异常激烈,竞争的焦点是如何将最好、最快、最智能、最强大、适应性最强的人形机器人推向市场。二是产业链集中度较高。研究公司STIQ在最近的一份报告中指出,几乎60%的人形机器人资金都是在亚洲筹集的,其余大部分资金都来自美国。
例如STIQ的创始人托马斯·安德森追踪了49家开发人形机器人的公司,超过100家具身智能企业,他认为中国企业很可能在未来占据市场主导地位。他表示,中国的机器人供应链和整个生态系统非常庞大,迭代开发和研发非常容易。中国企业还享有来自国家和地方政府的额外支持。类似上海的国家地方共建人形机器人创新中心所打造的机器人训练机构,数十个人形机器人能快速学习完成任务,这为中国人形机器人行业提供了大量的共有数据。
而反观欧洲的人形机器人企业,例如Kinisi等,KR1机器人虽然是在英国设计和开发的,但都将在亚洲制造,因为企业的电机、电池、电阻器等大多数零部件必须从中国购买,在亚洲组装意味着更加高效和低成本,这使得全球的人形机器人供应链集中在亚洲。
供应链的集中度带来更强的创新能力。因为人形机器人与所有先进机器一样,需要精密可靠的各类组件。例如,无框伺服电机就是一类专为机器人关节而设计的部件。这些电机结构紧凑、节能,能够在较低温度下运行,从而提高了机器人的可靠性和使用寿命。它们通常有各种尺寸和绕组方式变化,以优化不同应用的性能,在这方面亚洲尤其中国的多家公司都展现出前所未有的创新性。
有欧洲媒体关注到,中国领先人形机器人公司宇树机器人更是在近日预告人形机器人新品。这款新品为瘦长身材,胸口有类似钢铁侠的三角形发光,支持26关节自由度,定价为“?000”美元,也就是说最高可能价格是9000美元,是宇树最便宜的一款人形机器人,这距离宇树上次发新品仅仅相隔一年,这意味着中国企业的创新力正在全球居于领先。
外媒指出,这是因为制造一个能像人类一样移动、作业的人形机器人必然需要解决许多技术和商业挑战。从技术角度来看,机器人必须配备专门为人形运动设计的电机和执行器。这些组件需要足够紧凑、轻便,并且能够提供精确、有力的动作,而且需要满足人形关节所需的扭矩和速度一致性要求。
从商业角度来看,这类价格足够低廉的人形机器人设计,还必须具有可制造性和可销售性,符合技术要求但价格过高或难以批量化制造的部件可能会阻碍机器人的市场成功,大多数欧洲尝试为了克服这些问题,都会在性能和成本效益之间取得平衡,或者采取定制解决方案,而宇树无疑解决了这一系列难题。
有产业链企业的说法,也印证了中国人形机器人产业的跃升。例如机器人核心部件厂商步科股份透露,单一人形机器人客户去年对电机的订单需求在百台到千台的数量,而今年则出现了订单过万的情况。另外一家做智能仿生手产品的企业傲意科技也表示,今年以来,人形机器人市场的快速发展为灵巧手领域带来了显著的增长机遇,目前订单量同比有基本2倍的显著增长,部分客户甚至提前锁定产能。因此,这使得外媒有观点认为,率先开发出有效且高效的人形机器人的国家将比其他国家拥有巨大的制造优势。
▍集群效益明显
外媒还提出,中国的市场优势也非常明显。据天眼查的统计数据,宇树今年截至目前中标了25个公开采购项目,已经接近了2024年全年32次的中标订单总量。松延动力的N2机器人“小孩哥”大定数量已突破1000台。乐聚公司也表明,去年交付量是100台,今年一季度订单量增长了200%,预计今年总交付量预计将进入千台级别。大量订单无疑拉动行业小步快跑。
虽然多家人形机器人厂商均表示,公司订单需求仍集中在科研院所/实验室、商业服务以及工业应用这三大场景,但这一趋势正出现变化。此前有分析称,从宇树2021年至今年3月百余笔中标项目来看,科研类高校是撑起宇树订单的需求主力。不过,从今年的中标情况来看,宇树的客户结构似乎有所改变。20余个中标项目中,仅有一个招采单位是高校——同济大学,其余采购方则主要为电力、通信领域的大型国央企。值得一提的是,同济大学贡献了宇树公开中标项目中最大的订单金额,达825.66万元,采购内容是10个单价70万元的H1-2通用人形机器人。
产业链和市场对任何产业的拉动结果都毋庸置疑。正如Apptronik首席执行官杰夫·卡德纳斯(Jeff Cardenas)感慨,人形机器人领域的竞争就像我们这个时代的太空竞赛,必然是多元化因素促成的结果。“两年前我和一些投资者聊过,他们说人形机器人没有意义。现在他们有了新的看法,开始认为硬件才是关键。因为如果我们真的要将产量提高到数万、数十万台,而且价格合适,我们就需要真正学会如何正确地进行规模化生产。”
美国银行表示,人形机器人量产应用的目标很可能在2028年实现,届时人形机器人将开始大规模应用于商业用途。美国银行表示,人形机器人可以取代全球20%的工业岗位:目前这些岗位大约雇用了8亿人。接下来是服务业和家庭领域,项目渗透率为每户家庭0.7个类人机器人,预计这一阶段将于2034年开始。
▍瓶颈犹存?
虽然中国有着领先于其他国家的优势,但也有外媒认为,人形机器人设计依然是中国的困境。因为目前大多人形机器人系统,依然依赖于集中各类硬件,其突破性能瓶颈,需要视觉系统、触觉传感器、电池电量、人工智能和处理速度的改进。但对于人形机器人这种全新系统来说,有效的运动策略始于彻底了解每个机器人关节的要求。任何人形机器人的基本要求都是进行有效的运动,从而使得人形机器人能综合、有效地执行其预期任务,而非集成。
在第二阶段,当人形机器人需要进一步进化,而人形机器人的设计师很难从产业链中诞生,而是需要能从电机开始,真正可以通过重构机械系统,确保人形机器人类似电机和齿轮系统完美匹配,并且基于这种设计联合架构后,使得各类组件可以从原型扩展到全面生产。而这涉及考虑每个组件的可用性、功能性和可靠性,从而拖慢企业原型机的开发节奏。其指出,从一开始就让研发和生产团队参与进来人形机器人设计,将有助于未来确保设计可制造且适合市场。这种集成方法可以避免昂贵的重新设计,并确保最终产品既满足性能又满足市场需求。这意味着随着人形机器人领域的不断发展,持续的创新和协作将成为提供可提高各个行业生产力和安全性的机器人的关键。