2024年具身智能行业专题报告：突破人机边界-AI产业的下一站

2024年具身智能行业专题报告：突破人机边界_AI产业的下一站具身智能人形机器人介绍人形机器人介绍人形机器人最基本的特征是具有人类的外形特征和行动能力，除具备人形和模拟人类动作外还兼具智慧化和可交互性等特点，拥有更好的通用性。人形机器人主要包含三大核心技术模块：环境感知模块、运动控制模块和人机交互模块。机器人分类机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。国际机器人联合会（IFR）从应用环境出发将机器人也分为两类:制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务机器人。人形机器人发展阶段进入21世纪，随着第三次工业革命，以原子能技术、航天技术、电子计算机技术的应用为代表，还包括人工合成材料、分子生物学和遗传工程等高新技术的突破和发展，人形机器人的行业迎来飞速发展。业内认为，人形机器人的发展历程主要分为三个阶段：第一阶段，是以早稻田大学仿人机器人为代表的早期发展阶段；第二阶段，是以本田仿人机器人为代表的系统高度集成发展阶段；第三阶段，是以波士顿动力仿人机器人为代表的高动态运动发展阶段。具身智能所谓具身，Embodied，指的是依附于真实世界的物理实体，类似于人或者动物需要一个肉体，去认识世界、探索世界，并通过与环境的交互去影响世界；所谓智能，指的是需要具备感知、认知、推理、决策、持续迭代的能力。但事实上，人形机器人只是具身智能的一种形态，也可能是终极形态，但除此之外，比如能在家庭中行驶并与人简单交互的宠物机器人、比如L4自动驾驶，本质上都同时具备具身和智能两种属性。具身智能最大的特质是自主感知物理世界，用拟人化的思维路径去学习，从而做出人类期待的行为反馈，而不是被动的执行。简单来说，具身智能即AI能够跟我们生活的环境进行交互，从而展现出智能行为，一次次迭代成长，自主学习并发现最优的行动策略。英伟达CEO黄仁勋2023年5月提出“人工智能的下一个浪潮是具身智能”。根据黄仁勋的描述，新型人工智能--“具身人工智能”，即能够理解、推理并与物理世界互动的智能系统。相比传统的工业机器人、协作机器人等，具身智能机器人有着智能化程度高、工作场景限制小、能够自主规划复杂工作的特点，成为国内外科技巨头和科研机构的兵家必争之地。政策持续加码，市场空间广阔政策梳理中国政府敏锐地捕捉到人形机器人的发展机遇，从政策层面全力支持未来产业的创新发展。国家层面频繁发布关于机器人的相关政策，特别关注人形机器人这一未来产业的关键领域。相关政府部门调整战略方向，出台一系列政策推动和引领中国人形机器人产业向高质量方向发展。在政策的引导和头部企业的积极参与下，机器人技术的更新和产业发展正迎来热潮。市场空间广阔人口结构老龄化趋势加剧，使人形机器人发展紧迫感加剧。在中国等发展中国家，机器人可有效提高生产效率，促进经济的发展和产业结构的升级及转型。因此未来而机器人发展空间巨大。2023年，全球人工智能（AI）机器人市场规模达到143.0亿美元，预计到2032年将达到824.7亿美元左右，2023年至2032年复合年增长率为21.50%。软件市场规模高于硬件具身智能机器人市场分为软件、硬件和服务。软件部分细分为人工智能解决方案和人工智能平台。硬件部分细分为存储设备、处理器和网络设备。根据PrecedenceResearch预测，软件市场规模高于硬件。我国人形机器人发展整体水平处全球前列，但在核心数据、底层技术等方面与国际一流水平仍有差距。我们有自己的优势：首先，我国数字经济发展迅速，产业链供应链完备齐全；其次，我国人形机器人消费市场潜力巨大，可供开拓；最后，我国人形机器人可应用场景较多，包括养老、居家服务、衣食住行等。中国未来一定会深度参与人形机器人市场。机器学习市场规模将大幅增长根据技术的不同，具身智能机器人市场分为计算机视觉、机器学习、上下文感知和自然语言处理(NLP)。根据PrecedenceResearch，预计未来具身智能机器人市场中的机器学习部分将大幅增长。机器学习程序中包含大量信息，以确保AI算法可以准确执行。目前应用案例根据优必选官方微信，工业版人形机器人WalkerS实训视频中WalkerS在蔚来工厂参与了门锁质检、车灯盖板检测、安全带检测、贴标等工作。以在汽车前后门锁的质检为例，WalkerS搭载了定制化AI质检管理系统，可以对汽车门锁进行实时图像采集与传输，门锁状态无误，WalkerS则会在系统上标注“OK"。2024年3月16消息，德国车企梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)宣布与通用仿人机器人开发商Apptronik达成重要协议，将引入Apollo人形机器人到其工厂，主要从事搬运、装配零部件等繁重的低技能劳动。2023年10月，亚马逊宣布在其位于西雅图南部的物流中心中尝试性引入Digit人形机器人进行应用测试，期待利用机器人来提高仓库内部的操作效率，进而推动配送服务的加速与提升Digit是亚马逊投资的新创公司AgilityRobotics开发的人形机器人产品。海内外初代产品相继推出目前发展存在的问题人形机器人的制造，是一个艰巨的工程问题，不仅涉及到编写机器人的程序(大脑)，更涉及到如何让它的身体掌握运动的两个基本原则：平衡(明确身体各部位的位置)和动作控制(掌握各部位间移动的关系)。因此，人形机器人代表了机器人技术的终极目标之一，需要跨越多个学科：运动控制、生物力学、人工智能、机器视觉、感知、学习与认知发展，以及行为研究等。产业链相关公司机器人产业链概览机器人产业链由系统研发、零配件生产、机器人本体制造、系统集成、售后服务五个部分组成，以本体企业为核心，连接上下游系统研发商、零部件生产商系统集成商、投资商、服务商，形成巨大投资前景的生态圈。其中上游主要包括零部件和原材料供应商，为人形机器人提供核心部件和基础材料；中游主要包括人形机器人整机制造商，负责将上游提供的零部件和原材料组装成完整的人形机器；下游主要包括人形机器人的应用领域，如工业制造、服务业、医疗康复、教育娱乐等。具体来说，人形机器人可以分为3大部分6个子系统。3大部分是机械部分、传感部分和控制部分；6个子系统是机械系统、控制系统、驱动系统、感知系统、人机交互系统和环境交互系统。控制系统是机器人的神经系统控制系统是机器人的神经系统，用于控制其运动。目前人形机器人生产规模较小，进入量产后，各家控制器采用自产或外购模式尚不明朗。控制系统主要参与者包括两类:1.主流的大型机器人厂商，自主研发控制器和控制算法，包括ABB、KUKA、发那科国内的埃斯顿等。2.专业的控制系统厂商，单独售卖控制器，提供可扩展和二次开发的硬件和软件平台，包括KEBA、贝加莱、倍福。感知层+机器视觉——机器人的“眼睛”机器视觉的本质是为机器植入“眼睛”，利用环境和物体对光的反射来获取及感知信息，需要具备对外界环境的识别能力，实现导航、避障、交互等功能，需要使用传感器识别物体、测距等。机器视觉是AI深度学习的一种应用与技术方向，无论是人形机器人还是智能驾驶都是机器视觉的落地方向。交互系统——多模态大模型大模型和具身智能已成为了推动人工智能未来发展的关键力量。大模型，依托于大规模数据和强大算力，已经开启了人工智能的新纪元，为理解复杂数据提供了前所未有的能力。而具身智能，强调智能体在真实物理环境中的身体存在，通过与环境的直接交互学习，显著提高了机器对物理世界的理解和适应能力。这两大技术领域的结合，预示着一个更加智能化、互动化的未来。具身智能作为人工智能重要应用，需要多复合型的模型能力。除了诸如