汽车：人形机器人系列（五）六维力传感器产业化加速

1 行业报告│行业专题研究 请务必阅读报告末页的重要声明 汽车 人形机器人系列（五）六维力传感器产业化加速 ➢ 行业事件： 特斯拉发布了Optimus-Gen 2最新视频，相比上一代在运动性能、稳定性方面提升显著。新一代Optimus搭载了特斯拉设计的执行器和传感器，在不影响性能的前提下，重量减少了10kg，行走速度提升了30%。硬件方面的主要增量包括：1）颈部增加了两个自由度，脚部增加了六维力矩传感器，整体运动控制更加协调，可以完成90度深蹲；2）灵巧手部分增加了触觉传感器，共有11个自由度，可以抓取鸡蛋等物品。从特斯拉最新发布的人形机器人视频中可以看到大量传感器的应用，其中核心器件六维力传感器值得重点关注。 ➢ 六维力传感器是柔性控制的核心部件 六维力矩传感器可以通过内部算法，实现各个方向力与力矩的解耦，推算部件的姿态，测量精度高，适用于力的作用点和方向均随机变化的场景，如机器人末端关节控制。六维力传感器是目前人形机器人腕部和踝部的主流解决方案，但技术难度高，其技术壁垒主要体现在样本采集、标定与检测设备、耦合误差算法三个方面。 ➢ 机器人刚需+政策加持，六维力传感器产业化加速 随着应用场景的不断丰富，机器人对零部件的要求也逐渐提高。相比三维力传感器，六维力传感器在控制精度、信息反馈、自适应控制、安全性等方面均有大幅提升，是机器人向智能化发展的主要方向。目前六维力传感器尚未进入规模化量产，降本空间较大。政策方面，工信部陆续推出人形机器人相关政策，对六维力传感器等核心技术做出了相应的发展规划，我们认为六维力传感器将迎来高速发展。 ➢ 国产品牌快速崛起，有望通过规模量产实现降本 六维传感器在国内起步较晚，目前已进入快速发展阶段，相关产品相继落地，但性能方面与国外品牌仍有一定差距。国内市场中，国产品牌坤维科技、鑫精诚、宇立仪器销量进入第一梯队，精度达到国际一线水平，在部分细分领域占比较高。柯力传感、东华测试也加入多维力传感器赛道，凭借丰富的工程经验和深厚的技术沉淀，叠加性价比优势，有望进一步加速国产化进程。随着市场规模的增长，国内企业有望通过规模效应实现降本。 ➢ 投资建议 我们认为人形机器人产业化进展有望加速，复杂场景交互需求带来零部件增量，建议重视力传感器赛道。经过测算，预计到2027年，中国市场机器人六维力传感器市场规模将超过16亿元，CAGR-5为50%。推荐特斯拉产业链中拓展至力传感器业务的企业，如凌云股份，已揭榜工信部力传感器任务，加速产业化进程；建议关注在传感器领域有一定沉淀，并逐步扩展到多维力传感器的企业，如柯力传感、东华测试。 风险提示：产业化落地不及预期，国产化进程不及预期，人型机器人发展不及预期。 证券研究报告 2024年01月26日 投资建议： 强于大市（维持） 上次建议： 强于大市 相对大盘走势 作者 分析师：高登 执业证书编号：S0590523110004 邮箱：gaodeng@glsc.com.cn 分析师：黄程保 执业证书编号：S0590523020001 邮箱：huangcb@glsc.com.cn 分析师：张旭 执业证书编号：S0590521050001 邮箱：zxu@glsc.com.cn 相关报告 1、《汽车：激光雷达性价比提升，关注细分赛道投资机会》2024.01.17 2、《汽车：Q4销量超预期，行业整体盈利亮眼 》2024.01.14 -30%-17%-3%10%2023/12023/52023/92024/1汽车沪深300 请务必阅读报告末页的重要声明 2 行业报告│行业专题研究 正文目录 1. 力传感器有望成为高增长赛道 ........................................ 3 1.1 特斯拉引领人型机器人快速迭代 ................................ 3 1.2 国内企业加速入局，催化市场规模增长........................... 4 2. 技术升级扩展应用场景，国产品牌有望推动降本 ........................ 5 2.1 六维力传感器：柔性控制核心部件 .............................. 5 2.2 政策引领，有望突破六维力传感器高壁垒......................... 8 2.3 国产品牌有望通过性价比逐步打开市场.......................... 10 3. 空间测算及投资建议 ............................................... 12 3.1 六维力传感器将迎来高速增长 ................................. 12 3.2 投资建议 ................................................... 13 4. 风险提示 ........................................................ 13 图表目录 图表1： 特斯拉公布Optimus-Gen 2 ...................................... 3 图表2： Optimus-Gen 2增加颈部自由度 .................................. 3 图表3： Optimus-Gen 2深蹲 ........................................... 3 图表4： Optimus-Gen 2抓取鸡蛋 ........................................ 3 图表5： 车端与人形机器人软硬件实现共用 ............................... 4 图表6： 特斯拉Optimus迭代历史 ....................................... 4 图表7： 特斯拉Optimus持续升级 ....................................... 4 图表8： 主要人形机器人对比 ........................................... 5 图表9： 人形机器人应用场景 ........................................... 5 图表10： 全球机器人市场规模（亿美元） ................................ 5 图表11： 一维力传感器适用场景 ........................................ 6 图表12： 三维力传感器适用场景 ........................................ 6 图表13： 六维力传感器适用场景 ........................................ 6 图表14： 六维力传感器应用于机器人场景 ................................ 6 图表15： 六维力传感器的五种技术路线 .................................. 7 图表16： 六维力传感器不同工作原理对比 ................................ 7 图表17： 应变式力传感器工作原理 ...................................... 8 图表18： 六维力传感器结构示意图 ...................................... 8 图表19： 六维力传感器结构拆分 ........................................ 8 图表20： 力传感器主要制造工艺 ........................................ 9 图表21： 美国六维力传感器标定及检测设备 .............................. 9 图表22： 以色列六维力传感器标定及检测设备 ............................ 9 图表23： 一维力传感器与六维力传感器标定检测对比 ...................... 9 图表24： 工信部人形机器人揭榜挂帅部分任务榜单 ....................... 10 图表25： 《人形机器人创新发展指导意见》主要内容 ..................... 10 图表26： 六维力传感器的应用场景 ..................................... 11 图表27： 六维力传感器主流厂商及准度 ................................. 12 图表28： 2022年中国六维力传感器销量排名 ............................. 12 图表29： 国内企业六维力传感器主要布局领域 ........................... 12 图表30： 中国六维力传感器市场销量预测 ............................... 13 图表31： 中国六维力传感器市场规模预测 ............................... 13 请务必阅读报告末页的重要声明 3 行业报告│行业专题研究 1. 力传感器有望成为高增长赛道 1.1 特斯拉引领人型机器人快速迭代 Optimus-Gen 2性能全面进化，传感器为主要增量。2023年12月，特斯拉官媒发布了Optimus-Gen 2的视频，相比上一代在运动性能、稳定性方面提升显著。新一代Optimus搭载了特斯拉设计的执行器和传感器，在不影响性能的前提下，重量减少了10kg，行走速度提升了30%。硬件方面的主要增量包括：1）颈部增加了两个自由度，脚部增加了六维力矩传感器，整体运动控制更加协调，可以完成90度深蹲；2）灵巧手部分增加了触觉传感器，共有11个自由度，可以抓取鸡蛋。 图表1：特斯拉公布Optimus-Gen 2 图表2：Optimus-Gen 2增加颈部自由度 资料来源：特斯拉官媒，国联证券研究所 资料来源：特斯拉官媒，国联证券研究所 图表3：Optimus-Gen 2深蹲 图表4：Optimus-Gen 2抓取鸡蛋 资料来源：特斯拉官媒，国联证券研究所 资料来源：特斯拉官媒，国联证券研究所 特斯拉有望凭借电动车优势，率先实现人形机器人量产。特斯拉在汽车、清洁能源均有布局，2021年进入人形机器人领域。我们认为特斯拉选择机器人赛道主要有以下几方面的考量：1）人形机器人与电动车在软硬件上有很多通用技术，如自动驾驶算法、训练模型、传感器、电池组等，可以快速迁移；2）特斯拉在汽车领域已经搭建了成熟的供应链体系，可与机器人共享；3）特斯拉拥有强大的规模降本能力，有望将人形机器人的成本控制在合理范围内；4）特斯拉自身拥有大量生产需求，机器人产品可率先在自己工厂进行试用和迭代，进一步降低生产成本。 请务必阅读报告末页的重要声明 4 行业报告│行业专题研究 图表5：车端与人形机器人软硬件实现共用 资料来源：国联证券研究所 产品功能快速迭代，商业落地有望加速。特斯拉在2021年首次提出人形机器人概念，命名为Optimus。2022年2月完成Optimus开发平台搭建，推出原型机，实现了直立行走和手臂转动。在2022年9月的AI日上，Optimus进一步进化，可以完成物品搬运、浇花等简单工作。在特斯拉2023年股东大会上，Optimus的运动更加平滑，实现了物品分类、抓取工具等精密工作。2023年9月，特斯拉发布了Optimus做瑜伽、物品收纳的视频，可以识别颜色，灵巧手可以