2025年人形機器人投資策略:量產元年,全球共振,百家爭鳴:2025年看好方向:【機器人進程全面提速】AI+智駕技術變現的重要終端載體,新勢力全面下場布局,特斯拉進入量產【全球化加碼】北美
2025年看好方向: 【機器人進程全面提速】AI+智駕技術變現的重要終端 載體,新勢力全面下場布局,特斯拉進入量產 【全球化加碼】北美產能釋放+歐洲&東南亞建廠拐點 【國產替代加速】乘用車座椅國產替代迎來拐點,車燈、 線束、線控、空懸等細分領域龍頭國產替代持續。 【低空經濟】政策+產業化雙輪驅動,從主題到基本面。
股價復盤:Optimus原型機發布,BOM占比高的絲杠環節具備alpha
2022年特斯拉optimus原型機發布后,特斯拉不定期公布進度,運動能力提升,BOM成本占比較高的絲杠 環節以及高確定性的靈巧手標的跑出超額收益。
股價復盤:Optimus二代發布+功能持續迭代,傳感器及核心絲杠領漲
2023Q4 Optimus第二代發布,傳感器環節變化較大,相關環節的產業鏈跑出超額。 2024Q4馬斯克不斷公布機器人最新的工作視頻,如分揀電池等,并于2024年10月發布全新一代靈巧手 亮相,正式開啟第三代階段,靈巧手環節標的表現超出預期。
政策端:“具身智能”首次寫入政府工作報告,戰略層面高度重視
機器人政策近年來密集出臺,“機器人+”實施方案再助推產業發展:2021年國家開始重點推進機器人重點產品研制及應 用,2023年以來機器人政策如人形機器人創新發展指導意見、 “機器人+”應用行動實施方案、新產業標準化領航工程 實施方案(2023-2035年)相繼出臺,機器人產業迎來蓬勃發展。2024年初,《關于推動未來產業創新發展的實施意見》出 臺,產業迎來重大機遇。2025年初,“具身智能”首次寫入政府工作報告,國家大力發展智能機器人產業。
技術端:機器人是AI+智駕重要終端落地載體
機器人是AI+智駕重要終端落地載體:1)AI大模型: ChatGPT可理解人類自然語言自動生成代碼控 制機器人執行任務;2)算力:高穩定并行的算力(24年預計達100Exa-Flops)支持下,Dojo(超級 計算機,為FSD和機器人模型提供算力支持)可將AI計算訓練時間從數月縮短為一周;3)算法:已 打通FSD和機器人底層模塊,實現部分算法復用,且目前Optimus已經可復用視覺感知等算法來自動 識別物體、記憶并規劃路徑。
技術端:AI大模型端到端能力可加速機器人商業化落地
提高行為控制能力當前人形機器人商業化落地的主要瓶頸,其關鍵在于訓練場景的數據是否夠豐富。 當前機器人獲取的訓練數據主要有幾種來源:①動作捕捉-通過穿著捕捉套裝的“演員”執行一系列 任務,記錄全身運動數據供機器人學習;②工廠真實員工數據-如特斯拉,可采集其員工在車間內的 動作數據來完成特定的任務;③仿真數據-AI大模型具備端到端能力,即從輸入數據到輸出結果中間 無需任何手動的特征工程或預處理步驟,可應用于感知、決策和行動的全過程。三種數據采集方式 各有利弊,AI大模型的推出有望加速仿真數據的采集,進而推動機器人商業化落地。
產業端:全球科技AI端側共識,多家車企入局
除特斯拉以外,我們按照國內、國外、車企、科技公司四個象限劃分。發現國內頭部自主&新勢力均積極入局人 形機器人行業。此外,在政策支持下,宇樹、智元、樂聚等科技企業也基于AI算法能力等優勢不斷迭代推出各自 的產品,加速產業落地。
產業端:車端場景有望成為人形機器人率先落地的應用場景
人形機器人當前缺乏落地場景,車廠流水線工作多且存在一定危險,適合引入機器人作業,國內多家車企紛紛布局。 目前,車廠布局機器人主要可分為自研、戰略合作兩類。其中,以華為、小鵬為代表的企業,其AI能力強,生態系 統豐富,主要選擇自研路徑。寶馬、比亞迪等則與人形機器人公司合作,加快車間場景的投入使用。
直線執行器:絲杠
傳動裝置:是連接動力源和運動連桿的關鍵部分,常用的傳動形式有直線傳動和旋轉傳動。 直線傳動:絲杠通過傳動元件將旋轉運動轉換成直線運動。 絲杠原理:是當滾柱在螺母內滾動時,會在絲杠和螺母間產生虛擬內螺紋并與絲杠精確嚙合。絲杠 旋轉一周,滾柱軸運動一個導程的位移。 絲杠分類:絲杠可分為滑動絲杠、滾珠絲杠、行星滾柱絲杠。行星滾柱絲杠在標準式基礎上衍生出 四種類型,分別為反向式、循環式、差動式、軸承環式。行星滾珠絲杠為當前主流方案。
人形機器人直線執行器應用行星滾柱絲杠,行星滾柱絲杠主要由絲杠、滾柱、螺母組成。 行星滾柱絲杠技術壁壘:行星滾柱絲杠采用熱處理工藝和高精度加工設備對其加工以提高其耐磨性、 硬度和精度,最后進行組裝和調試。其壁壘主要包括:1)制造材料方面,材料的硬度、耐腐蝕性、 可加工性等;2)制造能力方面,機床、工藝等。 滾柱絲杠產業鏈相關公司:恒力液壓、秦川機床、貝斯特、長盛軸承、豪順精密、綠科科技、亞聯精 機、派克斯。
旋轉執行器:諧波等精密減速器
旋轉傳動:減速器連接動力源和執行機構。人形機器人對減速器體積和重量要求高,常用行星、諧 波減速器。 行星減速器:優勢是精度高、傳動效率高、承載力強、運動平穩;結構簡單、成本相對諧波和RV低。 諧波減速器:優勢是傳動精度高、傳動平穩、能在密閉空間和介質輻射的工況下正常工作。 機器人每個關節都需要配置一臺精密減速器。減速器占工業機器人零部件成本30%以上,而人形機器 人對于精密減速器使用量遠大于工業機器人。以特斯拉Optimus為例,旋轉關節部位應用了諧波減速 器,靈巧手應用了行星減速器。
行星減速器技術壁壘:開發中需進行多物理場耦合仿真、可靠性設計及壽命預測。此外需采用先進 加工技術以保證齒輪的精度和質量。制造中還需進行精密的齒輪修整和配合工序。諧波減速器技術壁壘:①齒形設計難度大;②潤滑方案有獨特性,通常高度保密;③波發生器、柔 輪的生產加工工藝要求極高;④生產流程長,各環節生產工藝需長時間積累。 行星外資為主,行星國產替代:①行星減速器市場主要參與者為外資、合資廠商,高端精密行星減 速器國產化率很低。 ②國產諧波減速器已基本可以實現國產替代,各參數和海外品牌差距明顯縮小。 減速器相關公司:行星減速器:中大力德;諧波減速器:綠的諧波、來福諧波、同川科技。
力矩傳感器:力信號變為電信號,六維效果更佳
力矩傳感器原理:基于霍克定律,當力施加于彈性體感力原件上會產生形變并改變相應電阻值,經 過電橋的測量會將相應變化轉化為放大電信號。 一維、三維、六維力矩傳感器區別:測力方向、距離上不同,其中六維力矩傳感器精度最高而一維 與三維力矩傳感器在多方向、不同距離情況下所測數據失真。
IMU:輸出加速度、角速度,進行姿態、位置控制
IMU實時調整物體運動策略,實現精準姿態控制:其中,加速度計、陀螺儀和大氣數據中心分別測 量物體在三個軸向上的加速度、角加速度和磁場強度,進行數據處理,輸出物體的速度、位置與姿 態。根據結果,實時調整,實現精確的運動軌跡規劃。

靈巧手:特斯拉技術方案迭代,自由度大幅增加
驅動原理:保留了末端腱繩的傳動方式,由絲杠替代蝸桿 與腱繩組成復合傳動系統。 自由度提升:單手指可達3-4個主動自由度,整手自由度達 22個。 實現動態動態性能優化:有效提高傳動效率并提升靈巧手 操控精度和負載能力。
(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)