战国时期的《列子•汤问》记载了这样一则故事：一位叫偃师的工匠，为周穆王敬献“歌舞表演者”——倡者。倡者低头就歌唱，抬手就舞蹈。穆王误以为倡者是真人。偃师拆开给穆王看，原来是用皮革、木头、树脂、漆做的“歌舞机器人”。穆王感叹道：“人之巧乃可与造化者同功乎？”。
无论这是夸张的描述，还是虚构的寓言故事，都代表着古人对人形机器人的想象力。而千年后的今天，产业龙头纷纷入驻，人形机器人迎来市场上的高关注度，“人之巧乃可与造化者同功乎”？我们如何定义人形机器人的昨天、今天与明天？又是通过什么技术实现的？人形机器人是否可以走进千家万户？专精特新企业在产业链中起到了什么样的关键作用？在本篇文章中，让我们一起探索这些问题的答案。
1. 我们如何定义人形机器人？
目前，世界范围内对于人形机器人并没有标准定义，常常将其模糊定义为外表和行为都接近人的机器人。从全球先锋探索者来看，无论已经遗憾谢幕的本田“ASIMO”，抑或是新生力量特斯拉“Optimus”，全球人形机器人赛道参与者的愿景都较为一致，即：希望可以实现人机互动，走进家家户户，与人类共同社会化分工。
根据中金公司研究报告中的观点，对比工业机器人和协作机器人，人形机器人的绝对优势或体现在人机情感交互和非结构场景的适应能力。一方面，人类很容易与人形机器人产生情感联系。彭博社指出，人形机器人的设计目标是激发信任，并鼓励人类与他们建立联系。另一方面，在非结构场景作业中，人形机器人也可以有很多用途。例如2011年日本福岛发生核泄漏，由于高辐射影响，抢险救援者无法进入灾区内部，同时轮式或履带式机器人行动能力有限，无法适应核电站的复杂环境，于是人形机器人的研发也成为学术界讨论的热点。
图表1 人形机器人与工业机器人、协作机器人区别对比
资料来源：优必选官网，《2021年协作机器人行业白皮书》，中金公司研究部
2. 人形机器人的昨天、今天与明天
中金研究部表示，人形机器人的发展可以分为3个阶段：1）1928年-1973年，初期探索阶段，由欧美及日本主导，研究主要聚焦于人形的结构和驱动，机器人不具备感知和决策功能；2）1973-2013年，系统感知阶段，在“视觉”和“触觉”方面有了较大突破；3）2013年-至今，决策阶段，人形机器人拥有了更强的自主学习和决策能力。
图表2 全球人形机器人发展历程
资料来源：公司官网，通信世界，中金公司研究部
这一市场的长期空间充满想象。根据Stratistics Market Research Consulting的研究, 2021年全球人形机器人市场规模达15.1亿美元，到2028年或将到达264.3亿美元，年化复合增长率为50.5%。其中亚太地区的复合增长率将达到全球最高，日本和中国等区域将成为人形机器人制造的重点区域。
图表3 2021年全球人形机器人市场规模15.1亿美元
资料来源：Stratistics Market Research Consulting，中金公司研究部
3. 人形机器人的产业链如何？
机器人的产业链纷繁复杂，可以简单概括为“零部件-本体-应用”三个部分。而对于人形机器人来说，中金公司研究部认为产业链分工还未明晰。从供给侧来说，各家技术路线不一，且不倾向于开源；从需求侧来说，暂时还无量产明确场景，导致人形机器人供应链鸿蒙未开。本文以一般意义上的机器人产业链图谱来做介绍：
1)上游：核心零部件
多数科学家认为，人体共有78个器官，其中大脑、心脏、肝脏、一个肾脏和一个肺脏是必不可少的，是人类的“核心零部件”。1 作为模仿人类的仿生机器人，人形机器人也是由多个零部件组成的，其中核心零部件包括控制器、伺服电机和减速器。
控制器类似于人形机器人的“大脑”，负责处理用户指令，并发出相应的动作信号。控制器可以控制人形机器人在工作时的姿态、轨迹、速度、动作顺序，驱动伺服电机完成相应动作。控制器包括硬件及软件两个部分。伺服电机和减速器在收到控制器指令后，负责执行指令，使人形机器人精确的完成指令要求的动作。
2)中游：人形机器人本体
除控制器、伺服电机、减速器外，人形机器人还拥有多个零部件，例如高能量密度电池、语音识别、定位导航系统、复合材料等。将全部零部件（硬件及软件）组装起来，便形成了人形机器人本体。
2022年是人形机器人的大年。5月，戴森在ICAR宣布将在10年内推出可以做家务的人形机器人；8月，小米在新品发布会上展示人形机器人“铁大”，实现了人机交互、扎马步、三维模拟重建功能；10月，特斯拉在AI Day中发布人形机器人“Optimus”，展示了行走、浇花、取物的能力。
除此之外，谷歌旗下的波士顿动力公司的“Atlas”可以完成小跑、三级跳、后空翻的操作；本田公司推出的多系列机器人，也实现了小跑、单脚跳、上下楼梯等动作；优必选的国产“Walker X”拥有了行走、自平衡调节、避障的能力。
图表4 全球人形机器人主要参与企业
资料来源：公司官网、中金公司研究部
3)下游：人形机器人的应用
“邓丽君”为你歌唱、“爱因斯坦”向你挥手、“法拉第”讲授电磁学的知识，2这些奇妙的场景都在2022世界机器人大会的人形机器人展厅中实现了。然而经常出现在展厅里的人形机器人，还可以为人们带来什么样的体验呢？
人形机器人的应用主要可以分为两类，普通服务类和特种服务类。普通服务方面，由于人形机器人具有移动性、交互性、智能性的特点，可以为人类承担简单且重复的工作，例如导览、教学、娱乐；特种服务方面，人形机器人可替代人类做更为危险的工作，例如救援及太空探索。
中金研究部认为，人形机器人的应用仍处于探索阶段。由于人形机器人的机械结构相对复杂且应用场景多样，最终是否能够从展厅走进千家万户，市场仍具备远期的想象空间，但速度仍取决于人形机器人产业化落地的技术进步速度。
图表5 人形机器人应用领域广阔
资料来源：Stratistics Market Research Consulting, ASME, 中金公司研究部
4. 机器人行业的专精特新之路
国务院关于金融工作情况的报告（2022年10月28日）中明确指出，强化经济转型升级金融支持。引导更多资金投向先进制造业、战略性新兴产业，更好服务关键核心技术攻关企业和“专精特新”企业。3在各项政策的积极引导下，专精特新企业将会得到更多支持。
中金研究部表示，机器人是专精特新企业的理想赛道。从机器人核心零部件的角度来看，根据高工机器人数据，截止2020年，控制器、伺服电机、减速器的成本占比分别为15%、20%、35%，核心零部件对机器人的性能和利润率影响较大。而控制器、伺服电机、减速器的国产化率分别为31.2%、24.1%、32.5%，国产化率仍有较大的提升空间，更需要中小企业积极参与。
期待未来有更多企业走专精特新之路，共同布局机器人产业生态建设，为我国机器人产业的加速发展做出积极贡献。
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