产业观察02期：【机器人周报】聚焦2023世界机器人大会

产业观察 产业研究中心 2023.08.21，02期 作者：肖群稀 电话：0755-23976830 邮箱：xiaoqunxi027589@gtjas.com资格证书编号：S0880522120001 作者：鲍雁辛 电话：0755-23976830 邮箱：baoyanxin@gtjas.com 资格证书编号：S0880513070005 【机器人周报】聚焦2023世界机器人大会 摘要：人形机器人进入产业化落地阶段 2023年展会最大亮点：人形机器人有望进入产业化落地阶段。今年世界机器人大会参展企业超过774家，是2022年参展企业130家的5.9倍，参观人数超过30万人，累计成交269亿元， 是2022年72亿元的2.7倍。新品数量从去年的30余款增加到了60款。本次展会有超过10家机器人厂商展出了人形机器人产品，包括：小米CyberOne、宇树科技H1、星动纪元RobotEra 小星、帕西尼感知科技Tora、浙江大学悟空4.0、理工华汇人形机器人、达闼科技CloudGinger2.0、 上海理工大学小贝4.0等。优必选、宇树，智元有望率先实现量产，在制造业、服务业场景落地。 往期回顾 【科技制造周报】泰科天润完成数亿人民币E轮融资 2023.08.15 【数字经济周报】我国半导体量子计算芯片封装技术进入全新阶段 2023.08.15 【新能源车产业跟踪】新能源车再次开启降价潮，一体化压铸具有经济性 2023.08.15 【机器人产业周报】三星制定人形机器人战略 2023.08.15 【新能源周报】新能源汽车制造商大力牛魔王完成1亿美元B轮融资 2023.08.15 国内主要的几款人形机器人关节硬件均为自研，自己生产或外协。1）优必选自研伺服驱动关节，扭矩4.5Nm~200Nm，转速3rpm~90rpm，电机自己生产，减速器委外生产；2）宇树H1：核心零部件包括伺服电机、减速器、控制器均为自研自产，关节扭矩75~360Nm，自研M107关节电机，最大扭矩360Nm，重量1.9KG。3）智元科技远征A1构建了一套自研的硬件系统，零部件国产化率80%以上，自研核心关节电机PowerFlow采用准直驱的方案，最大扭矩350Nm，重量1.6KG，不需要传感器，通过电流直接做力矩控制，价格低。自研灵巧手SkillHand，12个主动自由度。4）小米CyberDog2搭载12个小米自研CyberGear电机，实质是QDD关节模组，包含无框力矩电机+行星减速器+驱动器+编码器+CNC铝合金传动件及外壳，重317g，额定扭矩4Nm，最大扭矩12Nm，扭矩密度37.85Nm/Kg，力矩控制精度±0.2Nm@＜3Nm，±0.4Nm@＜8Nm，±5%@≤12Nm，0-90%峰值扭矩响应时间20ms，售价499元。 环境感知部分，均采用激光雷达+深度相机+软件算法方案，深度相机具体技术路径尚未确定。优必选搭载四目立体视觉1个+超声波传感器4个+RGBD相机2个+自研软件算法；宇树H1搭载2个英特尔酷睿i71265U，配备3D激光雷达+深度相机；智元科技远征A1搭载RGBD相机+激光雷达+图像算法+大语言模型；追觅搭载深度相机+SLAM+ToF激光雷达+结构光等算法+AI大型语言模型；小米采用MI-Sense深度视觉模组+AI深度知觉算法+语义解析技术MiAI引擎。 融资动态：固高科技IPO上市，上市首日上涨525%，市值253亿元，PE（TTM）为475倍。帕西尼感知完成数千万元Pre-A+轮融资，领投为盈富泰克，加轮方为光跃投资。SRT连续获得两轮共1.5亿元融资，其中C轮融资由金石投资领投，C+轮由神骐资本、灼星基金投资。 风险提示：经济复苏速度低于预期；技术进步速度低于预期。 目录 1.产聚焦2023世界机器人大会：人形机器人进入产业化落地阶段...32.产业动态10 3.一级市场融资动态11 4.风险提示12 1.产聚焦2023世界机器人大会：人形机器人进入产业化落地阶段 2023世界机器人大会开幕，聚焦十大应用场景+关键零部件。2023年1月，工信 部等十七部门联合印发《“机器人+”应用行动实施方案》，开展“机器人+”应用行动，聚焦10大应用重点领域，突破100种以上机器人创新应用技术及解决方案， 推广200个以上具有较高技术水平、创新应用模式和显著应用成效的机器人典型应用场景，打造一批“机器人+”应用标杆企业，建设一批应用体验中心和试验验证中心。以“机器人+”应用场景为规划进行展示，覆盖了机器人+制造业、农业、建筑、能源、商贸物流、医疗健康、养老服务、商业社区服务、安全应急10个场景应用板块及核心零部件板块。 今年世界机器人大会参展企业超过774家，是2022年参展企业130家的5.9倍， 参观人数超过30万人，累计成交269亿元，是2022年72亿元的2.7倍。新品 数量从去年的30余款增加到了60款。 图1：2023年世界机器人大会参展商及成交额较2022年大幅增长 数据来源：世界机器人大会，国泰君安证券研究 2023年展会最大亮点：人形机器人如雨后春笋，本次展会有超过10家机器人厂商展出了人形机器人产品，包括：小米CyberOne、宇树科技H1、星动纪元RobotEra小星、帕西尼感知科技Tora、浙江大学悟空4.0、理工华汇人形机器人、达闼科技CloudGinger2.0、上海理工大学小贝4.0。 图2：2023年世界机器人大会部分参展机器人及参数 数据来源：世界机器人大会，国泰君安证券研究 在展会上，宇树发布了其第一款通用人形机器人H1，预计2023Q4量产，售价预计为几十万人民币。H1整身拥有19个自由度，其中腿部共有10个自由度，腰部有1个自由度，手臂总共有8个自由度，行走速度大于1.5m/s，潜在运动能力＞5m/s。续航方面，H1人形机器人搭载15Ah电池，最大电压67.2V，可满足连续 1小时的运动续航标准。搭载2个英特尔酷睿i71265U，配备3D激光雷达+ 深度相机，可选配灵巧手，公司正在自研灵巧手。H1关节单元中核心零部件包括伺服电机、减速器、控制器均为宇树自研自产。 1)宇树自研扭矩密度更高的M107关节电机，最大扭矩360Nm，重量1.9KG。应用在H1人形机器人的两个膝关节上，峰值扭矩达到360Nm，髋关节电机扭矩则为220Nm，踝关节为45Nm，手臂关节则为75Nm。 图3：智元自研核心关节电机PowerFlow 数据来源：宇树发布会 2）H1人形机器人搭载3D激光雷达和深度相机，可以实现自主避障和定位导航功能。 3D激光雷达 深度相机 图4：H1感知采用3D激光雷达+深度相机 数据来源：宇树发布会 在展会期间，智元科技发布了远征A1。智元机器人构建了一套自研的硬件系统，包括关节电机、灵巧手等，零部件国产化率在80%以上： 1）自研核心关节电机PowerFlow，采用了准直驱的方案，功率高、不需要传感器 （可以用电机电流判断力矩），通过电流直接做力矩控制，价格低。为了增加功率密度，远征A1的关节模组还集成了液冷循环散热系统。搭配上自研的一体化矢量驱动控制器，整个关节的峰值扭矩可以达到350Nm。由于水冷散热的加持，它可以保持更长时间的峰值扭距输出，重量仅为1.6公斤。 图5：智元自研核心关节电机PowerFlow 数据来源：智元发布会 2）自研灵巧手SkillHand，12个主动自由度、5个被动自由度，所有驱动都是内置的。指尖安装传感器。其中，视觉传感器可以分辨操作物的颜色、材质。基于各种算法的数据融合，可以做到近似的触觉压力传感器效果。由于这些传感器可以帮助机器人实现末端的视觉闭环，整机的电机精度需求得以降低。 图6：智元自研灵巧手SkillHand 数据来源：智元发布会 3）EI-Brain的具身智脑框架：在框架中，机器人系统被分为不同层级，包括部署在云端的超脑，部署在端侧的大脑、小脑以及脑干，分别对应机器人任务不同级别的技能，包括技能级、指令级、伺服级等。具体来说，大脑负责跟我们人类一样进行抽象思考、多级推理，小脑负责运动控制方面的一些指令生成，脑干负责电机控制、伺服等硬件底层任务。 算法方面，智元定义了一系列Metaskill，在语言操作库范围限定的有限泛化的场景内，机器人可以实现自主的推理决策，然后完成端到端的任务编排。在运动控制算法方面，使用的非线性的NMPC，以及目前正在开发中的基于各种learning（比如强化学习）的方法，也正在搭建一个用于离线轨迹优化的动作库平台。 图7：智元EI-Brain的具身智脑框架 数据来源：智元发布会 本次展会，小米推出第二代四足机器人CyberDog2，面向开发者和数码爱好者，售价为12999元。CyberDog搭载12个小米自研的CyberGear微电机，使得CyberDog在基础运动能力上得到了大幅优化，可以实现前后跳、作揖等10种小型犬的运动。采用AI自研平衡动态算法、AI多模态融合感知决策系统，奔跑速度1.6m/s，配合小巧的UWB遥控器，CyberDog2还能实现自由控制。在智能交互方面，CyberDog2使用了NX芯片和双协处理器，具备高达21T的算力，支持复杂的智能交互。搭配激光、深感、视觉、听觉、超声波、触摸等多维度的19个传感 器，CyberDog2能更准确地感知环境。CyberDog2支持人脸识别、声纹识别、 情绪识别等功能，实现了更人性化的交互。 CyberGear本质上是QDD关节模组，也就是准直驱关节模组，包含了无框力矩电机+行星减速器+驱动器+编码器+CNC铝合金传动件及外壳，同时在软件端也提 供相应单关节模组的上位机调试软件(HMI)。并不是单纯的电机或者减速器。CyberGear微电机重317g，额定扭矩4Nm，最大扭矩12Nm，扭矩密度37.85Nm/Kg，力矩控制精度±0.2Nm@＜3Nm，±0.4Nm@＜8Nm，±5%@≤ 12Nm，0-90%峰值扭矩响应时间20ms。 CyberGear售价为499元，市场上纯电机（不包含电控、减速器）单个价格2000元，适合用来做一些简单机器人的DIY，例如小型机器狗或者轻载机械臂。 图8：智元EI-Brain的具身智脑框架 数据来源：小米发布会 图9：四足机器人主要厂商产品及参数 WEILAN 小米 Unitree 云深处科技追觅 AlphaDogC200 CyberDog2 GO2 EameOne二 绝影Lite3 代 时间 2021 2023 2023 2023 2023 身高 45cm 36.7cm 40cm 40.5cm - 体重 24kg 8.9kg 15kg 12kg - 自由度 - 12 12 - 15 最大行走速度 4.15m/s 1.6m/s 5m/s 4.95m/s - 力矩感知+三维空间 触摸传感器+TG30激光传感 Unitree自研4D激光 高级感知能力开发接口 感知方案 6D视觉定位+地面 器+ToF传感器+YDLIDAR 雷达+L14DLIDARL1 (SDK,API)，搭配激光雷达与 多种传感器 触觉感知 TG30激光雷达 超感知系统 深度相机 控制器方案ARM64bit处理器 21TOPS算力的NX芯片+双协处理器 高性能ARM处理器 +AI算法处理器+外置ORINNX/NANO 工业级实时控制系统,控制频率高达1kHz，采用工业级IMU 21TOPS澎湃算力 数据来源：各公司官网、国泰君安证券研究 总结从几款主要的人形机器人和四足机器人的核心硬件零部件：工业机器人关节产业链成熟，零部件高度标准化，模块化；人形机器人关节目前处于零散化，非标化的状态。工业机器人采用伺服电机（传动+传感）+电气柜（模块化驱动器+控制器）的设计架构，零部件高度标准化、模块化。人形机器人采用一体化关节（传动+传感 +集成驱动器）+控制器的设计架构，概念本身高度模块化，但实际上一体化关节的设计却存在严重的零散化、非标化问题。 图1