機器“換”人即將實現，工業、家庭和商業，“智能助手”走進千行百業
跨過年，一款名為“ChatGPT”的人工智能聊天機器人橫空出世，它可以回答如何運營公司、如何管理孩子、人口規模預測等復雜問題，引發廣泛關注。2月，工信部等十七部門聯合印發《“機器人+”應用行動實施方案》(下稱《方案》)，提出到2025年，制造業機器人密度較2020年實現翻番，突破100種以上機器人創新應用技術及解決方案，推廣200個以上具有較高技術水平、創新應用模式和顯著應用成效的機器人典型應用場景。
“在機器人應用方面，中國已經連續數年成為世界工業機器人的最大市場，受益于政府的鼓勵和扶植，中國機器人產業的發展與市場需求呈現出令世人矚目的快速增長趨勢。”多位專家在接受人民網財經采訪時稱，“機器換人”是當下許多制造工廠的首選策略，醫療養老機器人、特種機器人等市場規模日益增長，“政產學研”的強力支持和貫通連接，人工智能發展迎來了良好機遇。
“智能助手”走進千行百業
當前，全球機器人市場規模在500億美元左右。工信部數據顯示， 2021年，我國機器人全行業營業收入超過1300億元。工業機器人產量達36.6萬臺，比2015年增長了10倍，穩居全球第一大工業機器人市場。
《方案》中提到了“機器人密度”，專家表示，這是衡量機器人規模化應用程度的指標。我國機器人產業營收已突破千億，國內制造業機器人密度達246臺/萬人，是全球平均水平的近兩倍。
在千行百業數字化轉型的巨大需求牽引之下，工業是機器人應用最廣泛的領域之一，汽車、電子、金屬制品、塑料及化工產品等行業的機器人應用程度已經達到較高水平。《方案》也指出，要在汽車、機械、輕工等已形成機器人較大規模應用的行業，研制焊接、裝配、噴涂等機器人新產品，開發專業化、定制化的解決方案和軟硬件產品。
過去幾年，紫外線消毒機器人、無接觸配送機器人等專業服務應用推動了服務機器人的市場規模增長。《中國機器人產業發展報告(2022年)》顯示，預計到2024年，全球服務機器人市場規模增長到290億美元。
上海交通大學醫療機器人研究院院長楊廣中的團隊在外科手術機器人學、康復和輔助機器人以及醫院和實驗室自動化領域不斷探索，他們目前還在研究自動重癥監護病房，一些任務由醫務人員遠程執行，其他任務則完全自動化。
能夠在太空探測、深海探索、應急救援等極端和危險場景下作業的特種機器人也進入了研究者們的視野。例如，中國礦業大學研發掘進工作面機器人研究項目，實現無人化操作，掘支總效率能提高約25倍以上。
孕育新機遇 打開通用場景大門
制造車間最常見的機械臂、AGV無人運輸車；物流倉庫智能分揀機器人；酒店電梯里上下運送客人所需物品的派送機器人……在系統里設定好代碼，目前廣泛應用的各種行業機器人便可以完成人的一個或者數個基本動作，隨后用這些基本動作重復完成基本任務，達到比人類完成任務更精確、更具持續性的效果。
對比工業機器人和協作機器人，人形機器人有其獨特優勢。業內分析認為，機器人正在按照這樣的邏輯不停地“進化”：從固定到移動，從僵硬到靈活，從機械到智能，從獨立到協作，從單一到通用。而人形機器人執行任務時最能適應人類世界所處的物理環境，包括參考人類形態設計的各項社會生活及生產環境，比如樓梯高度、門框大小等。機器人正在變得日益移動、自由、智能、與人類的協作程度更高。
“與功能單一的工業機器人等相比，人形機器人能力廣泛，環境適應性能力強，并具有直接交互對話能力，在一些場景內可以很好地替代繁重勞動力。”清華大學新聞學院教授，元宇宙文化實驗室主任沈陽對人民網記者表示，人形機器人在一些危險、特種工作場景更具有不可替代性，其擬人化的形態更具有遠程操作性。
“人形機器人的優勢在于具有較高的行動靈活性和較強的環境適應能力。相比結構化的工業場景，人類生活場景更加復雜，與人體結構相似度較高的人形機器人能夠在人類生活環境中自如運動，不需要為人形機器人特別改造環境。”熊友軍表示，人形機器人的外形與人類相似，更容易在心理上為人所接受，除了讓人的生活方式變得更加便捷化和智能化之外，還能提供更加人性化的服務，讓人機之間的互動變得更加溫情、更有人情味。
此外，根據民生證券研報觀點，人形機器人可作為天然的商業入口，被賦予更多商業價值。人形機器人的應用場景更加通用，因其人形造型更易于接受，有可能打破工廠、商用和家用壁壘，成為一個真正通用的產品。只需調整一下工作模式，或者下載不同的軟件，便可以在不同的工作場所完成不同的任務。
政策牽引 凝聚技術突破難點痛點
有行業分析師表示，人形機器人包含感知系統、智能AI系統、運動控制系統三大核心技術模塊，而類ChatGPT人工智能模型有望更好地對各行業場景進行數據價值挖掘，加速帶動人形機器人更多使用場景的商業化落地。
“人形機器人是一個多任務、通用型機器人平臺，未來它在工業生產、社會服務等領域將有非常多的應用場景。”熊友軍表示，以ChatGPT為代表的語言大模型形成了對人形機器人的第一個主要應用，代表AI賦能通用服務機器人的開始。
同時，業內分析認為，人形機器人目前在全球范圍內還沒有真正成熟落地的產品。多家風險投資機構表示，人形機器人的進步取決于人工智能水平的整體發展。就當下投資而言，更多關注聚焦下游的真實應用場景，尤其是對于B端企業來說，成本和投資回報率都是最大的考慮因素。
沈陽認為，在應用技術上，人形機器人真正實現商業化落地還需要解決包括行動、靈活度、機械力量、軟硬件協同等多方面的問題。此外，ChatGPT類產品背后的語言模型較好地推進了人機交互能力的發展。
“人形機器人未來發展主要的阻礙可能來自成本、技術、資金和人才。在成本端，過去人形機器人動輒就要百萬美元的售價，因為要在人類生活的非結構性環境中實現自如運動并完成復雜任務，對人形機器人的靈活性要求更高，這需要更復雜的結構等來實現，例如伺服驅動器就會占據一半以上的整機成本。”熊友軍介紹，人形機器人是一系列長期投入的復雜技術的系統集成，研發支出巨大，并且需要人工智能和機器人的專業人才，以及兩者融合的復合型系統性人才。
創新是機器人產業發展的關鍵驅動力。日前，工信部等17部門聯合印發《“機器人+”應用行動實施方案》(以下簡稱方案)，為中國機器人產業發展按下“加速鍵”。方案提出增強“機器人+”應用基礎支撐能力，包括：構建機器人產用協同創新體系、建設“機器人+”應用體驗和試驗驗證中心、加快機器人應用標準研制與推廣、開展行業和區域“機器人+”應用創新實踐、搭建“機器人+”應用供需對接平臺。
下一步，如何加快人形機器人商業化落地，推動人形機器人產業高質量發展，沈陽表示，要建立一批高容忍度的標桿應用，盡快建立產業標準、明確發展方向，加大算法、算力、數據的開源力度，做好人形機器人產業鏈布局、配套建設。
產業鏈成本是商業化關鍵
人形機器人產業鏈主要分為上中下游三部分。上游包括伺服電機、減速器、控制器、傳感器、機器視覺、人機交互、機器學習、系統控制等；中游則是人形機器人本體制造商，國內有優必選、北京鋼鐵科技、國外有波士頓動力、美國敏捷機器人、日本豐田、本田、特斯拉等。下游可能的應用場景包括迎賓接待、展廳引導、高校科研等。
減速器
減速器是一種精密的動力傳達機構，其利用齒輪的速度轉換器，使伺服電機在一個合適的速度下運轉，并精確地將轉速降到工業機器人各部位需要的速度，提高機械體剛性的同時輸出更大的力矩。
RV減速器和諧波減速器是工業機器人最主流的精密減速器。
RV減速器由于具有更高的剛度和回轉精度，一般放置在機座、大臂、肩部等重負載的位置，而諧波減速器一般放置于放置在小臂、腕部或手部。
根據GGII，2021年諧波減速機市占率方面，綠的諧波和來福諧波市場占有率提升明顯，哈默納科份額進一步略有收縮。2021年RV減速機的市場格局方面，環動科技的市場份額提升明顯，納博特斯克略有收縮，國產份額持續提升。
國產諧波減速器替代趨勢相對明顯，國產RV減速器接受度正在提高。從產品類型來看，國產諧波減速器替代相對明顯，目前已涌現如綠的、來福等優質廠商，2021年，僅綠的諧波已達到25%的市場份額。
相較之下，RV減速器有較高的技術和投資門檻，減速器龍頭廠商納博特斯克占據一半以上市場份額，剩余競爭格局較為分散，如雙環傳動、南通振康、中大力德等開始出現，其中雙環傳動2021年RV減速器市占率達14%。
控制器
控制器包括硬件和軟件兩部分，國內企業對硬件部分領域技術已經掌握；軟件部分主要包括控制算法、二次開發等，國內企業產品在其開發平臺的穩定性、響應速度與易用性等方面與國際先進水平相比還存在一定差距。
國內知名的工業機器人生廠商均自主研發了自家的控制系統，包括新松機器人、埃斯頓、華中數控、新時達、廣州數控、匯川技術等公司，也誕生了一批專業的控制系統服務商如固高科技、英威騰、卡諾普等；因而控制器的市場份額基本和機器人本體保持一致。
中游則是機器人本體，即機座和執行機構，包括手臂、腕部等，按照結構形式，本體可以劃分為直角坐標、球坐標、圓柱坐標、關節坐標等類型。
根據IFR數據，2021年外資工業機器人（含外資品牌在中國生產的機器人）在我國的安裝量高達123,000臺，市占率達73%。從供應商來看，超三分之一的市場份額集中于發那科（占10%）、愛普生（占9%）、ABB（占7%）、安川（占6%）。
伴隨內資品牌技術提升，內資品牌在機器人本體市場上的市場份額逐漸擴大。
根據MIR睿工業統計，國產工業機器人市場排名中埃斯頓出貨量進入全球前10，匯川技術、眾為興、卡普諾、遨博等共6家內資品牌出貨量也進入全球前20。
東方證券表示，AI 決定機器人智能化上限，人形機器人作為機器人領域的集大成者，需要更強的AI算法、算力以滿足復雜多變的應用需求。在人機交互方面，機器視覺和智能語音是兩大關鍵領域，也是目前機器人智能化程度的“標簽”。
在智能語音領域，科大訊飛的智能語音交互技術全球領先；拓爾思是語義智能技術（NLP）的領導者。在機器視覺領域，中科創達具有全棧式操作系統及人工智能技術，是全球領先的智能操作系統產品和AI視覺技術提供商；凌云光是中國大陸主要機器視覺供應商之一；奧普特是機器視覺核心零部件供應商；奧比中光是少數能夠提供核心自主知識產權3D視覺感知產品的企業；舜宇光學在掃地機器人視覺等市占率領先；韋爾股份為是圖像傳感器領域龍頭企業；思特威機器視覺產品已廣泛運用于無人機、智慧交通、人臉識別等領域；晶晨股份的SoC芯片已廣泛應用于掃地機器人、無人機、機器視覺等相關場景；瑞芯微、虹軟科技等在機器視覺領域也均有布局。在整機方面，東方證券還建議關注小米集團、海康威視、大華股份、拓斯達、機器人、華中數控。
不過，有分析人士指出，目前人形機器人相關的技術及產品仍在發展當中，且制造成本很高，還未達到大規模落地使用的階段。若人形機器人相關的技術研發以及成本降低不及預期，將會直接影響到其商業化落地，進而對整體產業造成不利影響。
