有色金属行业人形机器人材料需求系列报告之一：人形机器人轻量化迈向“镁”好.docx

目录

人形机器人快速迭代，轻量化大势所趋 3

人形机器人进入快速发展期 3

轻量化大势所趋，对机器人性能及商业化落地至关重要 6

镁是轻量化理想材料，机器人领域前景广阔 9

镁：轻量化首选材料，优势凸显 9

机器人壳体等部件可以使用AZ91D牌号镁合金 13

工业机器人开始推广使用镁合金 16

机器人应用有望拉动镁用量大幅提升 18

重点标的 22

宝武镁业：镁产业链龙头，星辰大海 22

星源卓镁：专注镁合金压铸，放量在即 26

风险提示 31

插图目录 32

表格目录 32

人形机器人快速迭代，轻量化大势所趋

人形机器人进入快速发展期

AI助力智能化速度快速提升，人形机器人进入快速发展期。根据国际标准化定义，机器人是一种能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务的机器。1967年日本召开的第一届机器人学术会议上，人们针对机器人提出了两个具有代表性的定义，一是森政弘与合田周平提出的：机器人是一种具有自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性10个特征的柔性机器。二是加藤一郎提出的，具有如下三个条件的机器可称为机器人：

①具有脑、手、脚等三要素的个体；②具有非接触传感器（用眼、耳接受远方信息）和接触传感器；③具有平衡觉和固有觉的传感器。从广义上来看，机器人也并非都具备类似人的外貌和形态特征，事实上早期的机器人大多是以机械臂等形式存在，经过了百年的发展历史，才出现了现阶段的人形机器人。人形机器人的发展历程主要分为几个阶段，初始阶段是1960-90年代，主要重点是实现双足行走功能和建立基本的控制水平，其次是高度集成系统阶段（21世纪初），机器人通过整合感知和智能控制技术具备了基本的感知系统，并且能够根据感知输入做出简单判断并调整动作，实现更流畅和连续的运动，接着就是突破性进展阶段（2010年至今），控制理论和技术的进步提升了机器人的认知能力，使其能够独立、稳定地执行复杂动作，近几年AI的快速发展，人形机器人搭载生成式AI，机器人大脑智能化程度大幅提升。

图1：机器人发展历史

中国科学报》，中国机器人网，中国科学院沈阳自动化研究所，中科院半导体所，移动机器人产业联盟，机器人大讲堂等，

人形机器人由感知、决策、控制、执行四大模块构成。感知模块是人形机器人的信息采集中心，负责采集外部信息并将其处理成可被机器学习的内容，关键组件为视觉、触觉、听觉等传感器；决策模块是人形机器人的大脑，承担对所得信息进行运算并做出决策的核心任务，关键组件为芯片与人工智能算法；控制模块是人形机器人运动的指挥中心，类似于人的小脑，从决策模块获取数据并控制驱动器的动作，关键组件为控制器；执行模块在控制器的指挥下驱动机器人的肢体运动，类似于人的肌肉，关键组件为伺服电机、减速器、丝杠等。人形机器人硬件结构除了四大模块核心零部件之外，还有外骨骼躯干和能源电池等结构。

图2：人形机器人结构

特斯拉AIDay2022，

人形机器人成本结构中三大核心零部件包括减速器、伺服系统和控制器，成本合计占比超70%。拆分人形机器人成本结构，精密减速器在一定程度上决定人形机器人的精度和负载，是人形机器人核心零部件之一，占人形机器人成本约36%，伺服系统是人形机器人在执行中对机器人的位置、速度和加速度控制的核心功能部件，占人形机器人成本约24%，控制系统主要负责对机器人的运动轨迹进行规划，从而给各个部位下达相应的动作指令，占人形机器人成本约12%，机器人本体及其他包括传感器、躯干、电池等成本合计占比约28%。

图3：人形机器人成本结构

，

特斯拉人形机器人OptimusGen2重量减轻10千克，机动性更强，呈现轻量化趋势。在2021年8月的TeslaAIDay活动中，埃隆·马斯克首次正式宣布了Tesla人形机器人——Optimus的概念；2022年9月，在TeslaAIDay2022上，特斯拉展示了人形机器人Optimus的首个实际工作原型，其身高

173cm，体重73千克。2023年12月，Tesla发布了人形机器人Optimus的第二代产品，其较Gen1体重轻了约10公斤，步行速度提升30%，并配备了更先进的电机和传感器系统，使其在精确运动和环境感知方面表现更优。

图4：Tesla人形机器人Optimus迭代历程

人形机器人洞察研究，

轻量化大势所趋，对机器人性能及商业化落地至关重要

人形机器人快速迭代，轻量化大势所趋。从机器人发展历程看，呈现出追求灵活敏捷的特征，因此必然要求机器人超轻量化、自由度增加趋势发展。不仅特斯拉的产品如此，其他龙头公司的机器人在迭代过程