物理AI行业深度报告：概况、现状及代表公司 全梳理

物理AI是继感知式AI、生成式AI之后，人工智能产业发展的第三波浪潮，核心突破了传统AI仅能处理数字虚拟信息的局限，构建起感知、决策、执行一体化的闭环能力，实现AI从“理解数字世界”到“交互改造物理世界”的跨越，成为实体经济智能化升级的核心驱动力。其技术体系形成了清晰的层级架构，以空间智能为感知基座、世界模型为认知决策中枢、物理AI为系统落地载体，三者协同破解AI物理场景交互的核心难题。 技术层面，物理AI依托VLA模型与世界模型双主线协同演进。VLA模型打通视觉、语言、动作的模态壁垒，赋予智能体基础作业能力，目前训练环境下性能已趋近技术天花板，但真实场景泛化能力不足仍是核心短板。而世界模型有效弥补了这一缺陷，通过模拟物理世界运行规律、推演环境未来状态，为智能体提供虚拟训练场景与前瞻决策支撑，解决了真实场景数据稀缺、边缘场景覆盖不足的行业痛点，二者深度闭环成为物理AI规模化落地的核心技术趋势。以英伟达Omniverse+Cosmos为代表的技术体系，构建起从虚拟场景搭建、合成数据生成、模型训练到硬件部署的全流程解决方案，引领行业技术迭代。 市场层面，物理AI成长空间极为广阔。全球市场预计2026年达3830亿美元，2040年将攀升至3.26万亿美元，部分机构预判其市场规模有望突破6万亿美元，远超传统数字AI。区域格局上，北美凭借技术龙头集聚、生态完善领跑全球，亚太地区依托制造业优势与政策加持，成为增长最快的市场，未来有望成为全球核心应用市场。 产业链与竞争格局呈现差异化特征，行业覆盖硬件感知、算法模型、数据仿真、终端执行全环节。海外形成英伟达一超、谷歌、特斯拉等多强竞争格局，英伟达凭借全栈技术与生态布局构筑绝对壁垒；国内赛道特色鲜明，人形机器人企业主导基础模型研发，互联网大厂提供大模型技术支撑，智驾仿真领域本土企业集中度极高，五一视界等头部企业占据主导地位。 应用端，物理AI已从技术概念走向商业化落地，数字孪生、智能驾驶、具身智能是核心落地场景，广泛赋能工业制造、智慧城市、医疗、低空经济等领域。整体来看，物理AI正处于产业化加速落地的关键阶段，技术、数据、生态的持续完善，将推动其深度重构制造、物流等万亿级实体经济体系，成为下一代人工智能产业增长的核心引擎。 目录 一、物理AI概述....................................................................................................................................................................................41、Omniverse“软核心”是英伟达物理AI第一步...................................................................................................62、人形机器人是实现物理AI的重要工具........................................................................................................................6二、物理AI技术路线..........................................................................................................................................................................91、VLA模型：从模态孤立到具身智能的统一框架......................................................................................................92、世界模型：为VLA注入想象力....................................................................................................................................14三、物理AI市场规模........................................................................................................................................................................15四、物理AI产业链.............................................................................................................................................................................18五、物理AI竞争格局........................................................................................................................................................................191、海外格局：NVIDIA一超，Google/Figure/Pi多强........................................................................................192、国内格局：人形机器人厂商主导基模，大厂仍在追赶......................................................................................20六、物理AI应用..................................................................................................................................................................................211、数字孪生：物理AI推动智能化，从工厂到全域..................................................................................................212、智能驾驶+具身智能：世界模型推动WA实现......................................................................................................23七、代表公司..........................................................................................................................................................................................261、英伟达：引领物理AI全链路生态建设......................................................................................................................262、谷歌：布局实时可互动模型层面..................................................................................................................................293、索辰科技..................................................................................................................................................................................294、51World（五一视界）.....................................................................................................................................................315、群核科技..................................................................................................................................................................................326、赛意信息..................................................................................................................................................................................347、智微智能..................................................................................................................................................................................34 八、参考研报..........................................................................................................................................................................................34 一、物理AI概述 物理AI（Physical AI）是指具备在真实物理环境中感知、理解、推理与执行能力的智能系统，其典型载体包括人形机器人、自动驾驶平台及工业自动化设备。相较于以图像识别、语音处理为核心的感知式AI，以及以内容生成为代表的生成式AI，物理AI进一步实现从“理解世界”到“改变世界”的跃升。 英伟达CEO黄仁勋在2024年GTC大会上明确提出：“最开始是感知式AI，然后是生成式AI。现在，我们正在进入物理AI的时代。”我们认为，物理AI正成为继感知式与生成式AI之后，人工智能产业演进的关键第三波浪潮。 “最开始是感知式AI，然后是生成式AI。现在，我们正在进入物理AI的时代。” 资料来源：英伟达博客，天风证券研究所，天风证券