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20231019_长江证券_机械行业证券研究报告:国产人形机器人企业巡礼快速发展与变革_25页.pdf

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20231019_长江证券_机械行业证券研究报告:国产人形机器人企业巡礼快速发展与变革_25页.pdf

行业研究 丨深度报告 丨机械 Table_Title 国产人形 机器人企 业巡礼 快速发 展与变革%1 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 2/25 丨证券研 究报告 丨 报告要点 Table_Summary此前人形机器人难以实现规模化发展主要受限于技术、AI 落 地能力及制造成本。当前随着 AI 通用大模型发展,具身智能或已具备应用场景基础且有望实现从专用领域向通用领域跨越。产业链持续降本+通用化属性助力人形创造广阔市场空间。本文梳 理了达闼 机器人、智元机器人、傅利叶智能、小米机器人、宇树 科技、追觅等国产人形机器人厂商发展历程、软硬件方案及具体的人形机器人产品,把握国产人形机器人发展脉络及方向。分析师及 联系人 Table_Author 赵智勇 倪蕤 SAC:S0490517110001 SAC:S0490520030003%2WUAZuNsPoNrQpRsRsPqPnM8ObP9PsQoOtRoNfQnMqQjMsQnN8OoPmRNZsOpOwMmOrQ 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 丨证券研究报告丨 更多研报请访问 长江研究小程序 机械 Table_Title2 国产人形机器人企业巡礼 快速发展与变革 行业研究 丨深度 报告 Table_Rank 投资评 级 看好丨维 持 Table_Summary2 具身智 能 风 起,人形 智能 机器人 有望 成 为 AI 的终极 载体 此前人形机器人难以实现规模化发展主要受限于技术、AI 落 地能力及制造成本。当前随着 AI通用大模型发展,具身智能或已具备应用场景基础且有望实现从专用领域向通用领域跨越。目前成本端,各家主机厂均持续推动人形机器人降本,其中以 Valkyrie、优必选科技 Walker、小米“铁大”、特斯拉 Optimus 等为代表,已开始采用稳定性、性价比更高的电机驱动方案。持续降本结合通用化属性将助力人形机器人走向家家户户,有望创造广阔市场空间。国产人 型机 器人 头部 企业 巡礼 达闼机器人:国产人形机器人 云端大脑解决方案先行者,创新 性提出“云端机器人”架构(“云脑+安全网+机 器人”)并 成功 实现云端机 器人的商 业化。软 件端,云端 大脑通过 人工增强、多模态融合 AI 和数字孪生等先 进技术,实现智能机器人的自我学习、不断进化与成长。硬件端研发集通信、计算、传感于一 体的机器人智能柔性关节 SCA。目前公司智能服务机器人已迭代到第二代,具备 41 个柔性执行 器且在 RobotGPT 赋能下,在 灌篮、跳舞等多个场景展示运用。8 月,公司正式发布双足人形 机器人“七仙女”,拥有 60 多 个智能柔性关节,采用并联驱动结构和高扭矩密度 电机爆发力强且接入云端大脑、RobotGPT 等工具,初步实现具身智能。智元机器人:近期发布第一台 通用具身人形智能机器人远征 A1,总体包含 49+个自由度,包括谐波一体化关节、直线推杆、无刷行星伺服及空心杯电机等,并提出反曲膝设计结构。公 司提出人形机器人具身智能 EI-Brain 框架,通过 AI 大脑、大模型(语言、图像)等推动人形机器人的能力泛化到更通用的场景。傅利叶智能:公司优势业务为康复机器人,基于核心技术积累,拓展人形机器人赛道。目 前公司已发布通用人形机器人 GR-1、GR-Pro、GR-1 Lite 等系列 产品。其中,GR-1 拥有 40 个自由度,最大关节模组峰值扭矩达 300Nm,具备快速行走、敏捷避障、稳健上下坡、抗冲击干扰等运动功能,步速可达 5 公里/时,在工业、康复、居家、科研等多种应用场景均可运用。小米机器人:22 年 8 月小米发布 Cyber One 人形机器人,机 身自由度达 21 个,配置高性 能电机+Mi-Sense 视觉模组及语 义识别引擎,可实现模拟人的 各项动作。今年 8 月,小米正式推出 Cyber Dog 2 四足狗系列,拥有 12 个四肢自由度,实现能 看、能听、能感知。同时,公司推出 CyberGear 微电机,定价 499 元,展现产业链协同控本 优势。宇树科技:公司 为老牌的四足 狗厂商,历年全球销量处于行业前列。2023 年 8 月,公司 发布旗下首款通用人形机器人产品 H1。H1 采用简单架构,全身拥有 19 个自由度,其关节电机实现高扭矩。目前公司搭载激光 雷达+深度相机实现自主避障,后续结合机器视觉+AI,致力于实现全场景通用化应用。追觅:追觅专注于智能生活家 电,在高速数字马达、流体力学、机器人控制机 SLAM 等方面有较好技术储备。立足核心部件及算法技术储备,公司由吸尘器、吹风机等家电产品拓展“广义机器人生态”。2021、2023 年分 别推出四足狗和通用人形机器人产品。目前人形机器人产品全身 44 个自由度,配备深度相机 实现自主避障,今年 7 月已可 脱离实验室环境,保持稳定行走。风险提 示 1、技术发展不及预期的风险;2、规模化降本不及预期的风险 Table_StockData 市场表现 对 比图(近 12 个月)资料来源:Wind 相关研究 Table_Report 微观指标回 暖趋势渐显,重视制 造业周期 修复2023-10-08 机械行业 2023 年中报综述:业绩呈现 弱复苏态势,期待需求持 续修复2023-09-12 油服装备专题:北美压裂 市场星辰大海,电驱压裂设备有望蓬勃 发展2023-08-23-9%-2%4%11%2022/10 2023/2 2023/6 2023/10机械 沪深300指数2023-10-19%3 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 4/25 行业研究|深度报 告 目录 具身智能风起,人形智能机器人有望成为 AI 的终极载体.6 国产人型机器人头部企业巡礼.7 达闼机 器人:国 产人 形机 器人云 端大 脑解 决方 案先 行者.7 智元机 器人:引 入反 曲膝 等新型 结构,硬 件+软 件体 现综合 控制 能力.13 傅利叶 智能:立 足康 复领 域,人 形机 器人 赛道 布局 加速.15 小米机 器人:CyberDog2 推出市 场,人形 机器 人有 望迭代.18 宇树科 技:四足 狗老 牌厂 商进军 人形 机器 人赛 道.20 追觅(Dreame):从 家电 产品拓 展到 人形 机器 人.22 风险提示.24 图表目录 图 1:2023 年 以来各 企业 相继推进 AI+机器 人布局.6 图 2:达闼 机器人 发展历 程.8 图 3:MINTA SCA 1.0 智 能 执行器全 系列产 品.9 图 4:达闼 研发的 全球首 个 支持多 GPT 服 务的通 用人 工智能平 台 海睿 AGI 平台.9 图 5:达闼 多模态 RobotGPT 云端智 能服务.10 图 6:达闼 HARIX OS 海 睿操作系 统核心 技术.10 图 7:达闼 HARIX OS 海 睿操作系 统生态 伙伴.10 图 8:Cloud Ginger 为观 众 表演千 手观音.11 图 9:达闼 人形智 能服务 机 器人 Cloud Ginger 2.0.11 图 10:Cloud Ginger 2.0 采用智能 柔性关 节 2.0,可 柔性控制 全身,实现精 确力 反馈.12 图 11:Cloud Ginger 2.0 具有七自 由度灵 巧手,可更 从容地完 成抓取、操作 工具 等精细动 作.12 图 12:达 闼机器 人发布 双 足机器人“七 仙女”.13 图 13:智 元机器 人反曲 膝 设计.14 图 14:智 元机器 人灵巧 手 集成视觉 传感器.14 图 15:智 元机器 人关节 电 机拆分结 构.14 图 16:智 元机器 人具身 智 能架构.15 图 17:智 元机器 人算法 和 运动优化.15 图 18:傅 利叶智 能发展 沿 革.16 图 19:丰 富的医 疗康复 机 器人产品 体系.16 图 20:GR-1 通 用人形 机器 人关节执 行器数 量拆分.17 图 21:傅 利叶人 形机器 人 具备多种 运动能 力.17 图 22:Cyber One 人 形机 器人.19 图 23:小 米 Cyber Dog 2 四足狗产 品特点.19 图 24:小 米 CyberGear 电 机示意图.20 图 25:宇 树科技 GO2 四 足 狗产品特 点.21 图 26:宇 树科技 人形机 器 人 H1.21 图 27:公 司自研 大扭矩 关 节电机.21%4 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 5/25 行业研究|深度报 告 图 28:追 觅历史 沿革.22 图 29:世 界机器 人大会 公 司展出人 形机器 人产品.23 图 30:公 司仿生 四足机 器 狗产品.23 表 1:人形 机器人 应用案 例.6 表 2:使用 电机驱 动和液 压 驱动方案 的人形 机器人 对比.7 表 3:傅利 叶融资 情况.18 表 4:傅利 叶智能 通用人 形 机器人软 硬件架 构.18 表 5:宇树 科技核 心关节 模 组较市场 同类产 品比较.22%5 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 6/25 行业研究|深度报 告 具身智能 风起,人形智能 机器人 有望成 为 AI 的终极载体 过去,人形机器人难以实现规 模化发展,主要受限于三方面:1)技术上的限制,人形机器人是技术难 度最高的智能机器人,是机械设计、运动控制、人工智能等领域高精尖技术的综合体现;2)AI 落地的能力,即 AI 需要与应用场景共振,以适应不同的应用场景需求;3)制造成本仍然是限制人形机器人推广的关键掣肘。如今,随 着 AI 通 用大模型的发展,具身智 能或已具备应用场景基础。年初以来微软、OpenAl、Engineered Arts、特 斯拉等公司相继推进 AI+机器 人布局,且已有人形机器人投入实际使用,如 1X Technologies 披露其人形机器人 EVE 自今年 4 月以来已在美国和 欧 洲投 入 实际 工作(担任 保安)。英伟 达 创始 人黄 仁 勋表 示具 身 智能 有 望成 为下 一 波人工智能浪潮,具身智能机器人则有望成为 AI 的终极载体。谷歌发布机器人控制技术的新模型 RT-2,泛化和推理能 力进一步提升。图 1:2023 年以来 各企业 相继推 进 AI+机器 人布局 资料来源:财经 网,科 创板日 报,财 联 社,量子 位,每 日经济 新闻,公司官 网,长江证 券研究 所 在应用场景方面,结合过去已开发的各款人形机器人使用情况来看,基本都集中在某些专用领域。我们认为,在 AI 赋 能下,人形机器人技术路线融合及产业化有望迎来加速,从而助力人形机器人从专用领域到通用领域,最终走向家用大市场。表 1:人形机 器人应 用案例 机 器 人 名 称 开发 者 应用场 景 RoboThespian 英国 Engineered Arts 娱乐、表 演 Ameca 英国 Engineered Arts 展览、教 育、实 验室、博物馆、旅 游景点等 Petman 波士顿动 力 军用(化 学和生 物测试)Atlas 波士顿动 力 可应用于 工业领 域 NAO 法国 Aldebaran 科研、教 学和展 示 Sophia 香港汉森 机器人 社交、教 育 EVE 挪威 1X Technologies 工厂安保 宣布 正在 探索 如何 将 ChatGPT 扩展到机器人领域,旨在 让人类 用自然 语言 控制机器人等硬件平台。微软2 月 OpenAl 领 投 挪 威 人 形 机 器 人 公 司 1XTechnologies;EngineeredArts 展示接入GPT-3 的Ameca。OpenAl、Engineered Arts3 月 腾讯Robotics X 实验 室 推 出 自 研 机 器人 灵 巧手(TRX-Hand)和机械臂(TRX-Arm);北京小米机器人技术有限公司成立。腾讯、小米4 月 2023 特 斯 拉 股 东 大 会 上 展 示 了 接 通 FSD 算法的人形机器人Optimus 最新进展;黄仁勋表示人工智能的 下一个浪潮将是 具身智能;1X Technologies 人形机器人已在美国和欧洲担任保安;优必选发布Walker X 在 智 慧 工 厂 中 工作 的 演 示视频特斯拉、英伟达、1X、优必选5 月 英 伟 达开 发 IndustReal 用 于帮 助机 器 人解 决仿 真中的装配任务;谷歌DeepMind 推出用于机器人的AI 智能 体。英伟达、谷歌6 月 达 闼展示接入大模型的类人形机器人;李飞飞团队将大模型接入机器人实现零训练行动规划;谷歌发布机器人研究新进展RT-2达 闼、谷歌7 月%6 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 7/25 行业研究|深度报 告 Digit 美国 Agility Robotics 工厂环境 搬运 T-HR3 丰田 远程手术 NEON 三星 情感表达、智能 对话 Kime 西班牙 Macco Robotics 调酒师、加油站 Valkyrie 美国宇航 局 航天、海 上能源 设施管 理 Vyommitra 印度 未来的载 人航天 任务 Fedor 俄罗斯 太空站维 护 Pepper 日本 SoftBank Robotics 社交、接 待员、零售人 员或保 姆等 NEXTAGE 日本 Kawada Robotics 协作机器 人 ARMAR 德国卡尔 斯鲁厄 理工学 院 协作机器 人 Walker 优必选 家务、智 能家居 控制 资料来源:ASME,NASA,Codecondo,长江 证券研 究所 当前产业链 持续 推动降本,国产供应链有望充分受益。在 成本端,各家主机厂均持续推动人形机器人 降 本,其中以 特斯拉为代表,或 将引领 人形机器人商业化进 程。过去高昂的成本是制约人形机器人大规模量产的关键因素,降本将是人形机器人商业化推广的必由之路。过去一台 Atlas 造价 高达 200 万美金,这也导致其 至今难以走出实验室、走向商业化。后续的 Valkyrie、优必 选科技 Walker、小米“铁大”、特斯拉 Optimus、智元机器人远征 A1、傅利叶智能 GR1 等人形机器人均采用稳定性、性价比更高的电机驱动方案。在电机驱动方案中,伺服驱动器将位置、速度、扭矩传输给伺服电机,伺服电机将接收到的电压信号转换为扭矩、转速,虽然扭矩密度远低于液压驱动,但电机驱动可以通过搭配减速器来加以补足,其现有技术已能满足机器人的多数运动需求,同时拥有能量转化效率、易维护、低成本、零件规整等优势。马斯克表示,特斯拉人形机器人 Optimus最终量产化 的定价将在 2 万美 元/台,我们认为,持续降本结合通用化属性 将助力人形机器人 走向家家户户,有望 创造广阔 市场空间。表 2:使用电 机驱动 和液压 驱动方 案的人形 机器人 对比 比 较 项 特 斯 拉 Optimus 优 必选 Walker X 小米 CyberOne 波士顿动 力 Atlas 成本 2 万美元 以下(目标)10 万美元以 下 10 万美元左 右 200 万美元 驱动方式 电机驱动 电机驱动 电机驱动 液压驱动 动力扭矩 峰值-200Nm 300Nm 890Nm(旧版)资料来源:特斯 拉,高 工移动 机器人,优必选研 究院,中国电 子报,长江证 券 研究所 国产人型 机器人 头部企业 巡礼 达闼 机器 人:国 产 人形机器 人云端 大 脑解决方 案先行 者 达闼机器人成立于 2015 年,创新性地提出“云端机器人”架构(“云脑+安全网+机器人”)并成功实现云端机器人的商业化。软件方面,云端大脑通 过人工增强、多模态融合AI 和数字孪生等先进技术,实现智能机器人的自我学习、不断进化与成长。各种类型的服务机器人通过移动内联网(MCS)和标准化机器人控制器(RCU)安全连接到云端大脑,获得智能语音、智能图像、智能行动等能力。硬件方面,达闼开创性地研发了集通信、计算、传感于一体的机器 人智能柔性关节 SCA,解决了机器人硬件在标准化、集成化及产业化方面的局限,降低了机器人准入门槛、加速产业生态形成。2022 年 7 月,%7 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 8/25 行业研究|深度报 告 国 家 科技 部 正式 批复 支 持达 闼建 设“云 端 机器 人国 家 新一 代人 工 智能 开 放创 新平 台”,这 标 志 着 达 闼 成 为 国 内 第 一 家 围 绕 人 工 智 能 和 云 端 机 器 人 建 设 新 一 代 人 工 智 能 开 放 创新平台的“国家队”企业。此前,已有百度、阿里、腾讯、科大讯飞等 15 家企业先后获批建设国家新一代人工智能开放创新平台。截至2022 年12 月,达闼已经拥有超1600+项专利申请,在云端机器人领 域专利数全球第一。图 2:达闼机 器人发 展历程 资料来源:公司 官网,公司官 方公众 号,长江证 券研究 所 具体来看,MINTA SCA(Smart Compliant Actuator)智能柔 性关节是达闼自主研发的一种高集成化、高性能的智能柔性关节。SCA 集成新型伺服 电机、底层伺服驱动、高精度 编 码器、高精 度减 速 器于 一体,体积 仅 为传 统伺 服 系统 的十 分 之一;具备 高度 集 成、总线控制、大扭矩输出、低成本及易使用性等特点,是大多数机器人最核心的运动关节。其硬件组成具有以下优势:1)高 性能驱动 器:采用高集成 芯片,拥有过压、过流、过温、短路、堵转、欠压等多重保护;采取总线控制,通过 一根综合线缆完成机器人多自由度运动控制的动力和信号传输;三闭环控制+优化算法,低成本实现阻抗控制,达到柔性控制功能。2)高 扭矩 密度 外转 子电 机:优化外 转子 无刷 伺服 电机,优 化后的 电机 扭矩 密度 更高,在体积小的情况下可以输出更大的扭矩,同时进行了优良的散热设计。3)高精度减 速 器:新型法兰式 输出,可以抗侧向力,传递大 扭矩,具有扁平化结构。优化后的减速器既保证了传动精度和承载力,也满足了低噪音及轻量化的要求。在运动的过程中,运动更平稳、抗冲击和振动的能力也更强。4)高精度编码 器:执行器采 用 14 位高精度磁性编码器,具 有防尘、防油、抗振动等特点,低功耗多圈编码器,结构简单、低成本、集成度高,功耗 低至 0.046mW,线性补偿算法使低成本编码器性能可媲美昂贵的高端编码器。云 端 机 器 人的 创 造 者、制 造 商 和 运营商 达闼 科技创 立 云 端 智 能 机 器 人 运 营 平 台发布 入选 CB Insights 发 布 的2018AI100 荣获 CrunchBase“全球AI 初创 公 司 前5 强”荣获 中 国 最 具 竞 争 力AI 企业Top25 成为“中国移动5G联合创新合作伙伴”正式获牌首批“中关村前沿技术企业”CEO 黄 晓 庆 成 为 首 位 荣 获“IEEE CQR 主席大奖”的中国企业技 术领袖 Cloud Ginger 全 球 首 发,可 商 用 最 灵 巧 的 人 形 机 器人 达 闼 机 器 人 落 地 上 海,产品线全面 商用 荣膺“2018 中国人工智能创 新 成 长 企 业50 强 榜 单”荣登机器之心“AI100”榜单 荣获5 G“绽 放杯”一 等奖 云 端 机 器 人 操 作 系 统HARIX OS 发布 全球总部正式设立在上海,深耕长三 角,辐 射 全球 荣获“AI 中国机器之心2021 年度榜单AI 技 术实践 先 锋”奖项 在抗疫期间,积极参与建设多家智能方舱医院,“智 能 方舱 医院 平台”获2020 金坛茅山峰会创新大奖 Cloud Ginger 荣 获 中国设计红星奖 科技抗疫,与AI 同行。驰援上海、泉州、合肥、厦门 等超10 个 城市抗疫 工作 2022 达 闼 全 球 开 发 者 大 会(HARIX GDC)成功举办 1600+专 利申 请,云 端机器人 专利全 球 第一 获科技部批复建设“云 端 机 器 人 国 家 新 一 代人工智能开放创新 平台”,达 闼 成 为国 家 级第一个“人工智 能+机器人”国家队 公 司 发布云端机器人操作系统海睿OS 5.0、人形智 能 机 器 人Cloud Ginger2.0、智 能 柔 性 执行器SCA2.0 上榜2022 年 财富 中国最具社会影响力的84 家创业 公司 在2023 年 世 界 人 工智 能 大 会 上 发 布 了 首个机器人大模型 RobotGPT,迎 接 通 用 人 工 智 能(AGI)时代2015 2016-2017 2018-2019 2020-2021 2022-2023%8 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 9/25 行业研究|深度报 告 图 3:MINTA SCA 1.0 智能 执行器 全系列产 品 资料来源:公司 官网,长江证 券研究 所 软件方面,海睿 AGI 平台是达闼研发的全球 首个支持多 GPT 服务的通用人 工智能平台,也是未来有望 实 现具身 智能的优秀方案。海睿 AGI 支持多种 GPT 产品,实现机器人由单 任 务向 多 任务、从 单 模态 向多 模 态,让 机器 人完 成 非常 复杂 的 各种 操 作运 行。此 外,海睿 AGI 支持用户私有化部署、支持定制调优大模型、支持训练自己的大模型。图 4:达闼研 发的全 球首个 支持 多 GPT 服务的 通用人 工智能 平台 海睿 AGI 平台 资料来源:公司 官方公 众号,长江证 券 研究所 同时,达闼推出 了机器 人 多模态人工智能大 模型 RobotGPT,有效支持了机器人 发展 通用性 人 工智能。现在国际或国 内的 GPT 模型无法有效支持 机器人的多模态行为控制,其核心原因是缺乏有效数据。RobotGPT 是为实现机器人在复 杂应用场景下的多模态行%9 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 10/25 行业研究|深度报 告 为而提供的交互生成型 AI 模型。它以多模态 Transformer 为基础,在海睿数字孪生世界中进行机器人行为训练,让机器人拥有自主认知、智能决策 等行为表现,同时它能基于人工反馈的强化学习不断进行提示学习并快速智能跃进,使得接入云端大脑的机器人除了可以像人一样对话交流,还可以像人一样工作,如迎宾接待、导览引领、物品递送、自动巡逻、互动交流、陪护照看、人机协作等,甚至艺术创作(如编写歌曲、诗词、舞蹈动作等),有望助力智慧城市、智慧农业、智慧康养、高端智 能制造、智慧教育等行业应用的发展。在 RobotGPT 的支持下,云端机器人有望成为通用人工智能的优秀载体。图 5:达闼多 模态 RobotGPT 云端 智能服务 资料来源:公司 官网,长江证 券研究 所 RobotGPT 赋能 下,公 司人形机器人已在多种 场景开展运用,包括“咖啡大师”、“灌篮高手”、“舞蹈演 员”等等。目前海睿 操作系 统已与国内 上百家机器人公司、实验室、高等院校、机器人厂商、智能设备商等合作,如中国移动、百 度、科大讯飞、阿里、鹏城实验室、北京大学、清华大学、同济大学、优艾机器人、智 行者等,覆盖医疗健康、物流、能源巡检、农业等应用领域,初步建立机器人产业生态。图 6:达闼 HARIX OS 海 睿操作 系 统核心技 术 图 7:达闼 HARIX OS 海 睿操作 系 统生态伙 伴 资料来源:公司 官网,长江证 券研究 所 资料来源:公司 官网,长江证 券研究 所%10 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 11/25 行业研究|深度报 告 图 8:Cloud Ginger 为观 众表演 千手观音 资料来源:公司 官方公 众号,长江证 券 研究所 目前公司智能服务机器人已迭代到第二代,Cloud Ginger 2.0 在 1.0 基础上,实现了七大核心能力的提升:采用了智能柔性关节 2.0、灵巧手与灵 活抓取、硬件可扩展接口、多模态融合交互、千变脸、多角 色情感人机交互、自主学习。Cloud Ginger 2.0 身高 158cm,体重 89kg,续航超过 12 小时,可加载第二块电池,具备 41 个柔性执行器,抓取能力达 5kg,可广泛应用于迎宾导 览、教育科研、清洁打扫、康养陪护、直播卖货、卖场促销等场景。图 9:达闼人 形智能 服务机 器人 Cloud Ginger 2.0 资料来源:公司 官网,长江证 券研究 所%11 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 12/25 行业研究|深度报 告 图 10:Cloud Ginger 2.0 采用智 能柔性关 节 2.0,可柔 性控制 全身,实现精 确力反 馈 资料来源:公司 官网,长江证 券研究 所 图 11:Cloud Ginger 2.0 具有七 自 由度灵巧 手,可 更从容 地完成 抓取、操作工 具等精 细动作 资料来源:公司 官网,长江证 券研究 所 8 月,公司正式 发布 双足人形机器人“七仙女”。七仙女身 高 165cm,体重 65kg,是一款达闼云端大脑赋能、面相全场景应用的全尺寸、全功能通用人形双足机器人。自由度目前处于行业领先水平。其全身大量采用了轻质高强度的碳纤维复合材料,拥有 60 多个智能柔性关节,在 行业处于领先水平。腿部驱动方案 具 有 特 色。七 仙女 腿 部 目 前 采用 并 联 驱动 结 构和 高 扭 矩 密 度电 机,单腿峰值扭矩高达 600Nm,爆发力强,可高灵敏、高动态运动。接 入 云 端 大 脑、RobotGPT 等 工 具,初 步 实 现 具 身 智 能。通 过 多 模 态 大 模 型RobotGPT 赋能,具备多模态 融合感知、认知、决策和行为生成能力,可以以解决人 类 智 慧 的 能力 开 展 工作。基于 数 字 孪 生 的深 度 强 化学 习 完成 自 主 智 能 训练,生成机器人多种步态和动作,实现平衡站立等动作。%12 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 13/25 行业研究|深度报 告 图 12:达 闼机器 人发布 双足机 器 人“七仙 女”资料来源:达闼 机器人 公众号,长江 证 券研究所 总体来看,达 闼 机器人作为国内 人形 机器人 领先企业之一,其集成了 RobotGPT 云端大脑架构的人 形 机器人 是国产人形机器人发 展道路上的 重要探索。未来随着硬件架构和软件技术不断 取 得突破,公司国产人形机器 人有望持续 取得突破。智元机器 人:引 入 反曲膝等 新型结 构,硬件+软件 体现综合控制 能力 近期智元机器人发布第 一台通 用具身人形智能机器人 远征 A1。硬件与形态方面,远征A1 身高 175cm、体重 5kg,步速可达 7km/h,单臂最大负载 达 5kg。同时,A1 总体包含 49+个自由度,包括谐波一 体化关节、直线推杆、无刷行星伺服及空心杯电机等,并提出反曲膝设计结构。关节电机:自研 PowerFlow 关 节电机,采用径向磁通外转子 无刷电机方案,且添加液冷循环系统+矢量控制驱动,峰值扭矩达 350Nm,重量达 1.6kg。膝盖:采取了反曲膝设计,以实现更大的操作空间,防止环境干涉。灵巧手:包含 12 个主动自由度 及 5 个被动自由度,除了使用 空心杯电机,指尖集成视觉传感器,通过视觉闭环设计 降低电机精度要求,可进一步分辨操作物颜色、形状、材质等。灵巧手可以支持 人形机器人自主更换,成本有望降至 1 万元以下。此外,远征 A1 搭载一系列的感 知元件(RGBD 相机、激光雷达、IMU 及麦克风阵列等)及 AI 算力(约 200 teraflops)。%13 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 14/25 行业研究|深度报 告 图 13:智 元机器 人反曲 膝设计 图 14:智 元机器 人灵巧 手集成 视 觉传感器 资料来源:智元 机器人 发布会,长江 证 券研究所 资料来源:智元 机器人 发布会,长江 证 券研究所 图 15:智 元机器 人关节 电机拆 分 结构 资料来源:智元 机器人 官网,长江证 券 研究所 公司提出人形 机 器人的 具身智能架构。运控使用强化学习,算法经过多次迭代,运控算法能力处于行业前列。公司致力于实现人形机器人低成本量产运用,通过 AI 大脑、大模型(语言、图像)等实现机 器人自主感知、语义理解、图像识别、逻辑推理、编排任务等能力,从而推动人形机器人的能力泛化到更通用的场景,而不用针对性地对每个任务调制部署。基于此,公司提出具身智能 EI-Brain 框架,分为云端超脑、大脑、小脑和脑干分别对应机器人任务级、技能级、指令级、伺服级的技能。云端超脑、大脑与小脑、脑干互相解耦,上层大模型聚焦具体感知决策和计划生成而不依赖于具体机器人载体硬件。下层视控模型和运控算法聚焦底层特定动作执行而无需统筹整体任务。在大模型综合运用下,远征 A1 将拥有庞大的先验知识 库、强大的通识理解能力和复杂语义多级推理能力,将原有能力泛化到更通用的场景。%14 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 15/25 行业研究|深度报 告 图 16:智 元机器 人具身 智能架 构 资料来源:智元 机器人 发布会,长江 证 券研究所 图 17:智 元机器 人算法 和运动 优 化 资料来源:智元 机器人 官网,长江证 券 研究所 傅利叶智 能:立 足 康复领域,人形 机 器人赛道 布局加 速 傅利叶智能成立于 2015 年,致力于攻克高性能机器人的核心技术。公司基于 力反馈技术、柔性控制技术、5G 远程康复技术等全栈自研的核心技术,打造覆盖康复全周期、全 系 列、全 功能 的智 能 产品。目 前 康复 机 器人 产品 体 系相 对丰 富,包 括 上肢(腕 关 节、手功能等)康复机器人、下肢康复机器人、运动与平衡解决方案等。目前公司康复机器人已经在康复行业形成规模化应用,在新加坡、马来西亚、墨尔本等地设立全球区域总部和研发中心,并在北京、上 海、广州、长沙、合肥、珠海、苏黎世、芝加哥等 8 个城市形成研发、生产、销售生态网络,将产品出口销售到全球 40 多个国家和地区,实现业务的全球覆盖。%15 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 16/25 行业研究|深度报 告 图 18:傅 利叶智 能发展 沿革 资料来源:傅利 叶智能 官网,傅利叶 智 能公众号,长江 证券研 究所 图 19:丰 富的医 疗康复 机器人 产 品 体系 资料来源:傅利 叶智能 官网,长江证 券 研究所 在康复机器人赛道的积淀,公司积累了一体化执行器、模块化设计、机械仿生结构等底层技术,在智能康复场景的创新和应用,为人形机器人的发展奠定基础。2019 年,公司开启人形机器人立项。目前公司已发布 通用人形机器人 GR-1、GR-Pro、GR-1 Lite 等系列 产品并于 2023 年 9 月开 启预售。GR-1 身高 1.65 米,体重 55 公 斤,全身有 44 个关节执行器,实现扭腰、跑步、跳跃、转头、抓取等拟人化动作。对 关节执行器拆分看,头部执行器有 3 个,腰部执行器有 3个,手臂 执行器数量 14 个(7x2),腿部 执行器 12 个(包含 大腿+小腿+脚踝,6x2),手部执行器 12 个(6x2)。最大关节模组峰值扭矩达 300NM,具备快速行走、敏捷避障、稳健上下坡、抗冲击干扰等运动功能,步速可达 5 公里/时,在工业、康复、居家、科研等多种应用场景均可运用。由此,傅利叶智能也从专用康复机器人公司升级为通用机器人技术平台公司。%16 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 17/25 行业研究|深度报 告 图 20:GR-1 通用人 形机器人 关节 执行器数 量拆分 资料来源:傅利 叶智能 产品 说 明书,长 江证券研 究所 图 21:傅 利叶人 形机器 人具备 多 种运动能 力 资料来源:傅利 叶智能 产品说 明书,长 江证券研 究所 除关节执行器,GR-1 硬件体 系包括力传感反馈、运动传感器、Realsense 视觉传感器系统及 Jetson、Xilinx 等系统 处理器&解决方案和采用脑机接口(OpenBCI)、自研伽利略系统等。软件平台开发性高,支持二次开发及功能扩展。傅利叶智能 成为国内率先开启人形机器人产品商业化落地 的第一批企业 之一,产业化进展相对迅速。目前公司已完成多轮融资,每轮融资数千万到数亿元不等。%17 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 18/25 行业研究|深度报 告 表 3:傅利叶 融资情 况 时 间 轮次 金额 参投 2018 年 2 月 A 轮 3000 万元 景旭创投 领投,前海母 基金、IDG 资本、火 山石资 本跟投 2020 年 5 月 B+轮 数千万元 前海母基 金(注:B 轮和 B+轮 融 资累计近 亿元)2020 年 10 月 C 轮 1 亿元 元璟资本 领投,前海母 基金跟 投 2021 年 4 月 C+轮 数千万美 元 沙特阿美 旗下 Prosperity7 Ventures 基 金领投 2022 年 1 月 D 轮 4 亿元 软银愿景 基金 2 期领 投,沙 特阿美 旗下 Prosperity7 Ventures 基 金、元 璟资本 跟投 资料来源:傅利 叶智能 公众号,长江 证 券研究所 表 4:傅利叶 智能通 用人形 机器人 软硬件架 构 应用场 景(具身 智 能/科研,娱 乐/展 出,接 待,巡检,康 养照护 等)SDK 步态轨迹 速度/加 速度 辅助力矩 控制 运动控制:PID 控制,阻抗 控制,自适应控 制 开发平台 LabVIEW、Visual Studio、Unity、MATLAB、Eclipse 通讯 CAN Bus、Ethernet、PCI/RS485 硬件 Open BCI,伽利 略系统,PXI/cRI0 NUC/Jetson Nano/Xilinx Realsense 深度视 觉 执行器系 统 力传感反 馈 运动传感 器 资料来源:傅利 叶智能 产品说 明书,长 江证券研 究所 小米机器 人:CyberDog2 推出市场,人 形机器人 有望迭代 2022 年 8 月,小米发 布 Cyber One 人形机器人,智能化及机 械能力由小米机器人实验室全栈自研完成。Cyber One 身高 177cm、体重 52kg,机身 自由度达 21 个,配置高性能电机能实现实时响应,模拟人的各项动作。电机:上肢关节电机自研高效电机,峰值功率密度可达 96Nm/kg,可以实现手握1.5kg 重物、反向拖动上肢复现运动等功能。在行走方面,髋关节主要电机瞬时峰值扭矩可达 300Nm,配合复杂人形机器人双足控制算法,步态更加平稳。具身智能:1)视觉方面,搭载自研 Mi-Sense 深度视觉模组,结合 AI,具备三维空间感知能力且能够识别人物身份、手势识别、表情识别等;2)在语义识别方面,搭载自研 MiAI 环境语义识别引擎和 MiAI 语音情绪识别引擎,能够实现 85 种环境音识别和 6 大类 45 种人类情 绪识别。%18 请阅读最 后评级 说明和 重要声 明 19/25 行业研究|深度报 告 图 22:Cyber One 人 形机器 人 资料来源:小米 Cyber One 官网,长江 证券研究 所 目前 Cyber One 的研发涉及仿 生感知认知技术、生机电融合技术、人工智能技术、大数据云计算技术、视觉导航技术等各领域尖端技术。未来应用场景落地或包括工业机器人、家庭陪伴机器人、公共服务机器人等多个方向。目前公司处于起步第一阶段,积极推动人形机器人技能学习优化。2023 年 8 月,小米正式推出 Cyber Dog 2 四足狗系列。从形态上,对比上代,体积缩小 16%,重量减轻近 40%,但 大小、体重均接近真实小型犬。运控方面,小米四足狗拥有 1 个大脑(NX 芯片、21 TOPS 超高算力)及两个小脑(双 协处理器),拥有 12 个四肢自由度,奔跑速度 可达 1.6m/s。Cyber Dog 2 实现能看、能 听、能感知,支持手势互动、语音控制、人脸识别及跟随 避障。其中图像识别主要有深度摄像头、AI 交互摄像头、RGB 摄像头、鱼眼摄像头等多 个摄像头配合。距离感知应用 TOF、激光、超声波传感器。触觉感知应用触摸传感器。整体上看,Cyber Dog 2 传

注意事项

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