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01人形机器人概述与具身智能
02人形机器人产业链与核心部件
03人形机器人应用场景梳理
04人形机器人代表性公司
05人形机器人发展洞察;
PART01
人形机器人概述与具身智能
①定义与发展阶段③具身智能
②发展驱动力④任务级交互;
·人形机器人是具备人类外形特征和行动能力的智能机器人,以双腿行走的方式,通过手臂和身体的协调完成功能,基于通用型算法和
生成式AI,具备语义理解、人机交互、自主决策等能力,并利用人机交互实现任务理解与反馈,需要强大的感知计算与运动控制能力。
·人形机器人是机器人行业从专用到通用场景的升级。人形机器人具备大脑、小脑、机械臂、灵巧手等关键部件,实现对环境的感知交互、运动控制、任务执行等,且执行关节的不断优化,使其负载能力、???准度不断提升,商用性能进一步提高。;
硬件推动的技术突破阶段
(2000-2020)
·2000年,我国独立研发出“先行者”机
器人
·2003年,日本发布可以音乐演奏的机器
人
·2009年,本田发布奔跑速度达7km/h
的人形机器人
·2011年,丰田发布ALL-NewASIMO,·2014年,初代Atlas机器人正式发布
·2017年,本田发布第三代人形机器人T-
HR3
·2020年,美国Agility推出第一台商业化
机器人Digit;
·当前,人形机器人行业迎来新一轮发展与变革,除了最关键的技术因素驱动外,政策鼓励与市场需求也成为推动人形机器人快速发展
的重要因素。
·技术方面的推动力主要得益于大模型技术发展,核心零部件的国产替代加速,也降低了人形机器人的硬件研发壁垒与成本门槛,老龄
化、人口红利减弱等因素成为驱动行业发展的关键需求变量,国家同时出台了相关的扶持政策,进一步助推人形机器人行业的发展。;
政策驱动:逐渐聚焦人形机器人,从五个维度全力推动产业发展
·2023年以来,中央和地方纷纷出台政策鼓励机器人行业发展,涉及算法、场景、产业等维度,推动机器人在医疗、协作、特种、物流等行业的应用。同时,政策逐渐向“人形机器人”的范畴聚拢,国家在2023年10月更是发布《人形机器人创新发展指导意见》。
·《意见》提出,人形机器人已成为科技竞争的新高地、未来产业的新赛道、经济发展的新引擎,发展潜力大、应用前景广,并从关键技术、重点产品、场景应用、产业生态、支撑能力五个方面全面推动人形机器人行业的创新发展。;
技术驱动:大模型进一步提高了人形机器人的智能化与自主性
·大模型采用Transformer架构,以预训练+微调的形式有效摆脱对基于场景数据训练的依赖,解决了长距离信息关联的问题,其在人形机器人上的应用,大幅提升了机器人的环境感知、人机交互、上层规划的能力,其在感知、决策、运控方面的智能、自主进一步提高。
·在探索将大模型应用于机器人方面,谷歌推出视觉-语言模型PaLM-E,既可理解图像,也能理解并生成语言、执行各种复杂的机器人
指令而无需重新训练,微软研究团队也展示利用ChatGPT解决机器人难题的示例,推动人形机器人成为“具身智能”的最佳载体。;
老龄化与人口红利减弱成为人形机器人行业发展的主要需求因素工业机器人和服务机器人市场规模仍在快速增长,市场对机器人需求旺盛
2017-2024年中国工业机器人市场规模及预测
16%
14.20%
13.50%
14%
12.60%
11.90%
11.40%
-5%
-15%
2017201820192020202120222023
全国规模以上企业就业人员年平均工资(万元)
9.8096
8.81159.2492
7.9854
7.5229
6.838
6.1578
5.7394
0%
2024E
2017201820192020202120222023
数据来源:国家统计局、GGII、中国电子学会、创业邦研究中心
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具身智能是“本体”和“智能体”的耦合;
感知模块的功能
外部环境感知:多模态视觉感知技术成为主流
①纯视觉技术路线:仅依靠摄像头采集环境数据信息,加上三维重建算法实现环境感知;
②雷视融合技术路线:雷达传感器与视觉摄像头相结合,多采用3D视觉传感器+激光雷达实现环境感知。
处
内部状态感知:力矩、位置传感器检测与反馈运行状态
①一是力矩传感器,在拿取、搬运物品时提供触
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