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2026人形机器人:新市场的交汇时刻

机械设备 2026-07-24 - 罗兰贝格 周逸
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一个新市场的汇聚时刻 人形机器人2026 一个新市场的汇聚时刻 仿人机器人正从科幻走向工业现实。人工智能与机器人硬件的进步,使得构建能在人类设计环境中运作的机器日益成为可能。与此同时,劳动力短缺正强化对新形式自动化的需求。这标志着技术能力与市场需求交汇的时刻,将使仿人机器人更接近于在工业及其他领域实现实际应用。 此外,还面临传统自动化无法完全解决的结构性劳动力缺口问题。人形机器人具有独特优势:它们可以在为人类工人设计的过程和基础设施中运行,无需进行昂贵的产品和设施改造即可执行多样化任务。 或许,这项发展轨迹最有力的验证便是业已显现的广泛行业参与。早期原型机已被部署到制造设施中,而物流运营商则正在测试仓库应用。结合约100亿美元的股权投资以及与顶尖半导体企业的合作,人形机器人正从炒作走向商业现实。关键问题已不再是人形机器人是否会成为一项可行技术,而是它们将如何快速实现规模化——以及哪些公司能及早布局以抓住机遇。 如果当前趋势持续,其经济影响可能十分重大。作为向物理人工智能发展的更广泛趋势的一部分,人形机器人可能会演变成一个万亿美元级别的产业——根据我们的预测,到2035年市场规模可达7500亿美元,到2050年可达4万亿美元,其规模可与今天的汽车产业相媲美。对于工业、汽车和电子公司而言,人形机器人因此代表着一个重要的增长机会,并且鉴于其预计的每小时运营成本仅为2美元,它还是实现重大效率提升的潜在杠杆。 当前发展浪潮与前几次自动化周期有何不同,关键在于机器人的学习与适应方式。先进执行器、边缘计算以及生成式人工智能/视觉语言模型(VLMs)等关键技术的进步,为理解和应对复杂且不可预测的环境奠定了基础。预计到2050年,在某些地区,劳动年龄人口将减少高达22%,各行业 内容 1/ 一个万亿美元的市场——时机尚不确定市场增长情景与类人机器人经济学 目前,人形机器人市场仍处于原型设计阶段,部署数量以十为单位而非千为单位。然而,预测显示其将呈指数级增长。根据我们的市场模型,在基准情景下,预计到2035年,该行业在原始设备制造商(OEM)层面的市场规模将达到3000亿美元,而在更乐观的轨迹下,将增长至7500亿美元。随着时间的推移,这指向一个万亿美元级别的市场,尽管大规模采用的时机仍不确定。这些估算基于建模的单位经济、预计的需求模式以及与其他行业供应链扩容的类比。 经济基本面正日益支持这一发展轨迹。在预计每台先进人形机器人(包括所有培训成本)成本为2万至3万美元的情况下,运营经济性将发生变革。凭借约每小时2美元的运营费率——仅为发达市场人力成本的几分之一——这些机器人在工业环境中能够带来极具吸引力的回报,同时也能为私人消费者提供家庭任务解决方案。这种双市场潜力既能解决制造业、物流业和服务业的劳动力短缺问题,又能开辟全新的消费市场。 并非所有类人生物生来平等。 高级机器人和入门级机器人在功能、尺寸和价格上有所不同。 新兴人形机器人产业生态系统 组件、能源及充电系统等子系统的贡献超过350亿美元。装配和供应链板块——涵盖装配成本、管理费用、能源及人工——可能达到450亿至1130亿美元之间,为设备制造商B、C和服务提供商创造了巨大的机遇。 该机遇远不止于成品机器人——其周边的价值链也在迅速扩张。到2035年,仅机身执行器就代表一个价值260亿至790亿美元的市场,手部执行器则进一步增加了90亿至260亿美元。计算与连接系统、感知系统、结构 全球拟人化机器人系统/组件市场规模,2035年(十亿美元) 展望2050年之后,其潜力可能达到汽车产业的规模。仅汽车销售一项,全球汽车市场每年就能产生约2.5万亿美元的价值,而在零部件、服务和制造基础设施方面还有巨大的附加价值。随着人形机器人在工业和消费市场实现大规模部署,类似的经济学模式也可能出现。在乐观的情况下,这可能意味着原始设备制造商—— 年营收超过4万亿美元,组件、服务和制造设备市场共同构成了一个接近汽车产业规模的潜在市场。要实现这一潜力,将取决于持续的技术进步,但经济驱动力和市场结构表明,人形机器人可能成为21世纪中叶定义性的关键工业领域之一。 三倍的价格 高级与入门级人形机器人组件成本分解 2/ 技术准备就绪 硬件正在成熟,但软件和生态系统的差距依然存在 近年来,人形机器人取得了长足的进步。目前的原型机已经展示了功能性的移动能力和灵巧性,使机器人能够在受控和半结构化的环境中执行任务。 环境。核心子系统——计算、感知、执行和电源——已处于试点验证阶段。 然而,技术可行性尚未转化为可扩展的产业准备。硬件开发 请注意空隙 当前研发原型硬件成熟度评估 行业共识指向硬件设计初步稳定将在2028-29年左右实现,供应链成熟预计将随后到来。因此,商业化将逐步展开,而非所有子系统同步进行。要弥合今天原型与商业化可行系统之间的差距,必须克服三个反复出现的制约因素。 执行器——核心价值驱动因素 执行器是人形机器人中最为关键的单个子系统。它们决定了扭矩密度、动态性能、能源效率,并最终影响成本结构。当前系统主要依赖电动机与谐波或摆线齿轮箱的组合。行业趋势正朝着将电机、齿轮箱、驱动电子、扭矩传感和热管理集成于一体的全集成执行器模块发展。 成本效益的必然要求 商业部署需要大幅降低成本——关键子系统(如执行器)的成本预计可降低50-90%——同时保持或提升安全与性能特性。 关键技术杠杆包括高扭矩密度电机、低背隙高效减速器,以及集成式力和扭矩传感以及改进的热管理。规模化成本优化制造对于商业化至关重要。 耐久性差距: 一个主要的挑战仍然是复杂系统在严苛生产环境中的耐用性。例如,目前用于量产的高级机械臂手其使用寿命不足一年,这导致需要频繁且昂贵的更换。 软件与生态成熟度 虽然硬件平台正接近功能上的充分性,但更广泛的应用生态——包括软件架构、数据基础设施、供应链工业化和监管框架——在实质上仍远未成熟。根据专家评估以及与行业利益相关者的访谈,当前应用生态的准备情况落后于硬件开发,估计落后三至五年。物理系统在试点环境中运行可靠性不断提高,但实现可重复、大规模E部署所需的使能条件仍在不断演进中。 3持续的技术转型 几个子系统正经历代际更迭,例如向轴向磁通电机和摆线减速器的转变。虽然这些转型可能提升性能,但由于新设计需要经过验证和标准化,它们可能会将采用时间延长大约一至三年。 主要瓶颈已从机械工程转向人工智能架构和数据战略。领先的开发者正转向视觉语言模型和端到端学习系统,这些系统能直接将感知与驱动连接起来。受自动驾驶架构的启发,这些方法减少了手动编程,并支持自适应任务执行。 计算基础设施作为进入壁垒 训练人形基础模型需要大量的AI硬件集群和分布式训练管道,以及优化的推理系统。这增加了资本密集度,并青睐那些能够垂直整合硬件、软件和AI基础设施的参与者。 层级式AI堆叠架构正成为主流设计:高级推理层(视觉语言与基础模型)实现任务规划与情境理解,而低级控制层则将意图转化为与机器人运动学紧密耦合的精确运动指令。这种架构支持从单任务训练逐步扩展至更广泛的泛化能力——这是跨行业部署的先决条件。 除了软件和数据之外,更广泛的产业生态系统也将塑造部署的步伐。供应链的成熟度将决定人形机器人从低容量试点过渡到经济可行的大规模部署的速度。目前的系统很大程度上是由定制开发、高成本、低容量的组件组装而成的。 规模化生产需要从工程驱动型采购转向平台化、汽车风格的供应链生态系统。当前开发者严重依赖专业供应商提供执行器、精密齿轮箱、传感器和控制电子设备。这些供应商规模有限,关键部件(如谐波驱动器和大力矩电机)的交付周期较长,即使在试点项目中也会造成瓶颈。 然而,转向学习型系统引入了若干结构性依赖,这些依赖将塑造生态系统的演变方式: 数据作为核心约束 与生成式人工智能系统不同,人形机器人需要来自真实世界环境的传感器到执行器的同步数据。此类数据专有性强、生成成本高,且在实际运行环境中仍然稀缺。因此,合成数据、远程操作、工业合作和集群学习是具有竞争力的战略的关键组成部分。 监管框架代表了一种额外的部署约束。现有的安全标准是为在固定、封闭区域内运行的传统自动化系统,以及具有定义好的工作空间范围和可预测工具配置的协作机器人(“协作机器人”)开发的。相比之下,人形机器人运行在动态、以人为中心的环境中,可以改变位置、高度和工具,并能操作各种物体。这种可变性使得定义一致的风险状况变得显著更复杂,并导致现有的安全概念不足。 模拟是加速器,而非替代品 基于物理的模拟环境(世界模型)能够实现可扩展的训练,并减少早期阶段的数据需求。然而,模拟到现实的差距依然存在,限制了纯虚拟训练的可行性。因此,现实世界的验证仍然是不可或缺的。 因此,未来的监管框架需要解决运动速度、力限制、物体交互、反应时间和人工智能驱动的决策过程等问题。建立此类标准需要广泛的测试、验证协议和经验性安全数据——特别是在监管密集的市场。目前,尚无协调一致的国际框架:企业必须在机械指令、工作场所安全规则、产品责任制度和新兴的人工智能治理要求所构成的碎片化格局中寻求发展。这种碎片化增加了合规的复杂性,并延长了产品上市时间。 仿人机器人正从科幻走向现实——关键差距在于人工智能模型的软件与数据。 3/ 两个生态系统,两条扩展曲线 中国的部署主导战略与西方的AI驱动方法 人形机器人市场并非作为一个单一的全球竞赛在发展。随着技术准备度的提升,正浮现出两个具有不同规模化逻辑的生态系统:北美和EMEA(欧洲、中东和非洲),它们正推动以AI优先的“通才”型机器人架构;以及中国,其工业化进程更快,拥有制造与部署的飞轮效应。这些对比鲜明的策略塑造了机器人达到实际部署的速度,以及竞争优势可能出现的地点。 此外,在人形机器人领域也引领专利申请,这表明在核心能力——不仅限于组装能力——上的持续投资。 战略影响 这些对比鲜明的策略正在形成两个不同的产业飞轮和三个战略定位。中国目前受益于规模优势,通过快速部署正在构建强大的数据和成本飞轮。相比之下,北美拥有深厚的资本池和强大的AI能力,但需要生产规模的飞跃式变化才能缩小“数据加部署”的差距。EMEA则处于更为受限的境地,初创企业基础较小,资金有限,加上预计2025年的产量微乎其微。这增加了长期依赖中国硬件平台或美国AI堆栈的风险。 西方生态系统:以AI为先,资本丰沛,规模匮乏 西方领导人正日益将自己定位为人工智能和软件公司,押注竞争优势将来自基础模型和视觉语言系统,这些系统由专有数据集支持,从而在非结构化环境中实现强大的自主性。资本基础也支持这一观点:尽管北美拥有比中国生态系统更少的初创原始设备制造商,但其融资额(38亿美元)几乎相同。 地缘政治可能会加剧这些差异。出口管制、采购规则以及“可信供应链”要求正将产业推向平行技术栈和区域锚定的供应链——实际上正在创建具有有限跨境互操作性的分离技术市场。 约束主要体现在机械设计减少,更多是“数据加部署”:即真实世界训练数据、验证周期和安全案例。在当前阶段,西方生产仍主要处于试点阶段,这减缓了迭代速度,并延缓了软件的成熟。 中文生态系统:以部署为先,以扩展为驱动的学习 中国正推行以量取胜的策略:将机器人部署到娱乐和物流等定义明确、受控的工作流程中,通过快速迭代和制造规模来推动成本曲线下降。这种策略的效果可见一斑:到2025年产量将超过15,000台——至少是北美产量的30倍,是欧洲、中东和非洲(EMEA)产量的150倍以上。 政策支持与知识产权领导力强化了工业化进程,并明确了构建生态系统和规模化部署的路线图。中国 不同地区,不同优势 初创企业、融资、生产及区域技术成熟度 4/ 价值将首先出现在哪里 劳动力短缺、生产率提升及首次部署机会 无论这些新兴生态系统差异如何,人形机器人采用的经济初始驱动力在不同地区将非常相似。除了要素成本上升,劳动力短缺正成为发达和发展中经济体都面临的关键挑战。目前目标低成本国家,尤其是在东