【财通证券】智能机器人行业深度报告：NVIDIA加码机器人赛道引领具身智能浪潮

机械设备机械设备/行业深度分析报告/2024.04.18投资评级投资评级:看好(维持)分析师佘炜超联系人孙瀚栋1.《电子皮肤行业深度研究报告》2024-02-062.《工控自动化行业专题》2024-01-243.《机械军工行业2024年投资策略》2023-12-18NVIDIA是全球AI算力龙头，前瞻布局智能机器人领域。英伟达能机器人领域的布局主要围绕着大模型/数据/开发平台三大核心领域展开，其终极目标是打造机器人底层开发生态。英伟达从2018年开启布局智能机器人领域，2019-2022年从底层芯片、到计算平台、到训练与验证，开启智能机器人领域的全方位布局。2023年，“生成式AI+机器人”成为NVIDIA机器人全线产品技术演进和重塑的核心方向。NVIDIA正式成立GEAR实验室，引领具身智能浪潮。NVIDIA在具身智能领域不断进行深度布局，同时也积极对外投资FigureAI等具身智能机器人本体厂商，AI+机器人进展顺利。2024年2月，英伟达成立通用具身智能体研究GEAR团队，旨在推动大模型等AI技术由虚拟世界向现实世界发展，未来该团队的研究工作将主要围绕多模态基础模型/通用型机器人研究/虚拟世界中的基础智能体/模拟与合成数据技术四个关键领域开展。2024大会上，英伟达CEO黄仁勋重磅推出人形机器人通用基础模型ProjectGR00T，并发布配套的新型人形机器人计算机JetsonThor，以及对IsaacLab进行了重大更新。GR00T项目旨在进一步推动其在机器人和具身智能方面的突破，JetsonThor平台的设计基于NVIDIAThor系统级芯片和最新BlackwellGPU架构，可提供每秒800万亿次8位浮点运算AI性能。另外，波士顿动力宣布和英伟达强强联手，加速构建机器人底层开发生态。投资建议：具身智能是人工智能的下一波浪潮，英伟达作为全球AI算力龙头，近期成立GEAR具身智能实验室，以及在GTC2024大会重磅推出GR00T人形机器人通用模型，持续加码智能机器人赛道，将引领先进AI技术对人形机器人的深度赋能。建议关注国内可能受益于英伟达具身智能进展突破的相关优质公司，包括天准科技、步科股份、东方精工、九号公司等。风险提示：特斯拉人形机器人量产不及预期，机器人泛化能力升级不及预期，国内厂商产品研发进度不及预期等。68.8035.750.7945.2332.7625.02增持37.7044.880.8341.4053.8638.87增持78.166.300.360.350.5014.2012.63未覆盖213.0329.806.358.3710.3248.0235.4426.64增持谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准2 4 4 6 8 8 4 5 5 5 5 6 6 8 8 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准3 7 8 9 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准41全球AI算力龙头，前瞻布局智能机器人领域并于2006年推出GPU计算的革命性架构CUDA，正“GPU+CPU+DPU”的三芯战略。2023年，英伟达市值位列全球前三。数据来源：NVIDIA官网，"NVIDIA英伟达中国"官方知乎号，36氪官网，上海市人工智能与社会发展研究会公众号，新智元公众号，腾讯科技公众AI三大要素包括算法/算力/大数据，AI深度学习需要很高的并行计算、浮点计算以及矩阵运算能力，基于CPU的传统计算架构无法充分满足人工智能高性能并技术路线可以分为GPU/FPGA/ASIC三类。其中，谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准5图图3.全球数据中心GPU市场份额估测图2023年英伟达成为全球最大芯片公司，AI芯片市占率高达98%。根据Wells二名的AMD市场份额仅为1.2%，第三名的英特尔不足1%。英伟达/英特尔尔/AMD分别实现营业收入609亿美元/542亿美元/227亿模首次超过英特尔，正式成为全球最大芯片公司。7006005004003002001000140%120%100%80%60%40%20%0%-20%FY18FY19FY20FY21FY22FY23FY24营业收入(亿美元)营业利润(亿美元)营收增速营业利润率数据来源：NVIDIA财报，《财经十一人》杂志8006004002000FY17FY18FY19FY20FY21FY22FY233503002502001501000英伟达-营业收入英特尔-营业收入AMD-营业收入英伟达-营业利润英特尔-营业利润AMD-营业利润数据来源：NVIDIA财报，《财经十一人》杂志+126%，营业利润329.7亿美元，同比+681%，营业利润率高达54.1%，净利润297.6亿美元，同比+581%，全年公司营收/营业利润/净利润均创历史幅提升，FY24公司数据中心领域实现营收475亿美元，同比+217%，其中第四季谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准6领域的布局主要围绕着大模型、数据、开发平台三大核心领域展开，其终极目标是借助芯片等核心产品，为打造机器人底层开发生态，抢占产业链价值制高点并赋能其他主机厂、加速产业落地。数据来源：中国电子报公众号,财通证券研究所开发工具”三件套的方式进入新兴市场，其对于机器人领域的布局也采用类似方法。2018年，英伟达推出全新硬件、软件、虚拟世界机器人模拟器的NVIDIAIsaac，同时还推出专为机器人设计的计算机平台Je件工具包，正式布局智能机器人领域。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准72019-2022年，英伟达从底层芯片、到计算平台、到训练与验证，开启智能机器器参考平台旨在帮助AMR(自主移动机器人)制造商缩短开发时间并降低成(GMSL)和大量IO端口采用ArmCortex-A78AEC使其在由高动态障碍成的大型环境中运行，3D理解确保更高的正常超声波组合用于近距离视觉的广角鱼眼相机，搭配用于检测更远距离的高保真深度相机，包含2个深度感知立体(RGB)摄像头，4个远程操作的广数据来源：NVIDIA英伟达企业解决方案公劣的环境下可以提供更高的服务器性能级别的计算能力，“服务器性能级别”劣的环境”意味着智能机器人在农业/建筑/能源/航空抗体/卫星等极端环境领史以来规模最大的软件扩展，用以来满足边缘AI的快速英伟达还宣布创建Jetson生成式AI实验室，供开发者学习和利用开源生成式版本，对感知和仿真功能进行了重大改进，这次改进同样还谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准8表2.NVIDIA在智能机器人的芯片技术通过提升性能，让嵌入式端、机器人本体能够合理高校运用通过不同特点的模块灵活覆盖细分市场。在发布Je机器人开发工具和平台。边缘环境复杂多变，生产线需求迭代较快，需反复对机器人和AI系统进行编程，整过程不仅耗时，还要求开发者具备足室为Jetson开发者提供优化的工具和教程，可降低使用AI工具的门槛。2正式成立GEAR实验室，引领具身智能浪潮于物理身体进行感知和行动的智能系统，其通过理解问题、做出决策并实现行动，从而产生智能行为和适应性。在ITFWorld2023大会上，英伟达创始人黄仁勋表示，人工智能的下一个浪潮是具身智能数据来源：具身智能机器人公众号，财通证券研具身智能有感知、理解和交互三个主要特征。(1)感知：指具身智能设备可以通过各种传感器感知周围环境中的物体/声音/光线等信息，并将其转化为数字信号进行处理；(2)理解：是指具身智能设备可以通过各种算法对感知到的信息进行分析和解释，并生成相应的语义表示或知识图谱；(3)交互：是指具身智能设备谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准9可以通过语音/图像/动作等方式与人类或其他设备进行沟通和协作，并根据反馈具身智能的目标是让具有感知和行动能力的智能体（如人形机器人），在与环境的交互中持续演进，逐渐产生认知能力，能够理解、推理、学习、规划和决策，甚至具备常识和情感，从而实现更复杂的功能。具身智能的“头脑”通常由深度神经网络模型驱动，结合LLM/VLM/VLA等模型，赋予了强大的泛化能力，使得机器人从程序执行导向转向任务目标导向，不再受限于特定的程序执行，而能够根据任务目标智能地采取行动，从丰富的数据和任务中学习决策和控制，它们表3.实现具身智能的四大核心要素实际的执行者，是在物理或者虚拟世界进行感知和任务执行的机构；通常是具有物理实体的机器人，可以有多种形态具备环境感知能力、运动能力和操作执行能力，是连接数字世界和物理世界的载体使得机器人从程序执行导向转向任务目标导向解环境所包含的语义信息，能够和环境进行交互；可以理解具体任务，并且根据环境的变化和目标状态做出决策，进而控制本体完成任务是具身智能本体泛化的关键，为适应复杂环境和任具身智能的场景通常需要围绕着复杂任务链的规划决策控制数据，针对行业场景的高质量数据，将是未来具身智能成功应用智能体通过和物理世界（虚拟的或真实的）的交适应新环境、学习新知识并强化出新的解决问题方法（比如英伟达的元宇宙开发平台Omniverse，就是构建了物理仿世界将仿真和真实世界进行耦合是架构设计的而且输入可以是多模态的（文本、图像、视频或它们的混合），然后输出动作，完成指定任务。该项目为研究自然语言理解任务传达给智能体提供了一种便捷灵活的接口，并提出了一种新的多模态pr戏之上的新框架，用于具身代理研究。该模型构建了具身智能体最关键的三谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准10三是灵活且可扩展的智能体架构。驱动探索，掌握广泛的技能，并在没有人类干预的情况下不断地做现。其可以最大限度地探索自动化项目，并拥有可以不断存储和检索复杂本质是一种由大模型驱动的算法生成工具。借助GPT-4写代码的能力，Eureka拥有了出色的奖励函数设计能力谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准11司成立于2022年，公司团队包括来自IHMC、波士顿动力和特斯拉的机器人专家。2024年2月29日(北美时间)，Fi/OpenAI/微软/亚马逊等巨头筹集合计约6.75亿美元，公司估值达26亿美元。同还将使用微软的Azure云服务搭建人工智能基础需10小时的端到端训练，通过观看人类的示范视频就能学会并完全自主搞定煮数据来源：机器人大讲堂公众号，财通证券研推理能力/命令执行等方面均有明显进展。(1)视觉识别：在陈述周边环境时，理能力：在接受人类想吃东西的指令后，Figure01从面前诸多并送出，并做出合理解释，可自主思考后并整齐放置餐具；(3)命令执行：在收谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准12拾物品过程中，Figure01灵巧手可快速抓取并整理苹果/餐碟杯等不同形状的物品，动作轻巧灵敏。另外，视频为1.0x倍速拍摄动作等方面已做到高度类人化。此视频为Figure公布程度的赋能。数据来源：机器人大讲堂公众号，财通证券研2024年2月，英伟达成立通用具身智能体研究GEAR(GeneralistEmbodied础模型，致力于实现跨多模态、多场景的智能应用。GEAR有足够的旨在推动大模型等人工智能技术进一步由虚拟世界向现实世界发展，通过机器人等载体实现人工智能与物理世界的交互，加速感知智能时代的到来。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准13型），用于规划与推理，视觉-语言模型以及世界模型，旨在打通不同模态n通用型机器人研究：研发能够适应复杂环境、实现稳健移动与灵巧操作的机器人模型与系统，以提升其在各类实际场景下的普适性与效n虚拟世界中的基础智能体：创建能够在多种游戏与模拟环境中自主探索并持续自我提升能力的大型动作模型，为虚拟世界的智能交互设定新标n模拟与合成数据技术：构建大规模学习所需的仿真基础设施及合成数据流3.GTC推出GR00T模型，构筑机器人底层开发生态士顿动力首席技术官、斯坦福李飞飞博士、xAI联合创始人等机器人行业先进企谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准14业的领导人悉数出席。(2)从展示产品来看，众多全球机器人领先公司将展示最机器人和具身智能方面的突破。GR00T驱动的机器人将能够理解自然语言，并通过观察人类行为来模仿动作，以便导航、适应现实世界并与之互动。同时英伟达也宣布，正为领先的人形机器人公司开发综合AI模型，海外公司包括FigureAI/1XTechnologies/AgilityRobotics/Apptronik/SanctuaryAI/波士顿动力等，国内图19.多模态人形机器人通用基础模型ProjectGR00T谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准15英伟达正在构建IAI/Omniverse/字孪生的计算系统;ISAAC搭载AGX系列，用于驱动人工智能机器人。此次GTC生成人工智能模型等人形外形而设计的新型计算机。该平台的设计基于行重大更新，用于为在任何环境中的任何机器人创建新的基础模型，平台工谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准16器人学习的并行仿真。为了扩展异构计算的机器人开发工作负载，OSMO在能力软件库)等一系列机器人预训练模型、库和参考硬图24.GR00T模型的核心是全新的IsaacLab机器人平台工具伟达软硬件平台开发的9款人形机器人共同登台，并且黄仁勋还亲自介绍了迪士并现场进行快速行走/蹲下起身/语音交互等。在黄仁勋的总结材料中，机器人事业部被放在了与BlackwellGPU/AIFoundry/NIM等并列的位置，体现机器人业务在英伟达未来商业版图中十分重要的战略地位。图25.GTC2024大会演讲收尾阶段，黄仁勋将Robotic谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准17主题聚焦“如何有效地将AI技术与现实世界中的机器人相结合”，展广泛的机器人研究需求。这一局限性源于波士顿动力公司尚未向开发者社区开放会上，波士顿动力和英伟达宣布联手推出SPOTRLResearcherKit产品，该IsaacLab构建的仿真环境，预数据来源：机器人大讲堂公众号，财通证券研究所谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准184.国内相关公司梳理括视觉测量装备、视觉检测装备、视觉制程装备和智能驾驶方案等。根据中国机器视觉产业联盟2023年度市场研究报告公司核心技术涵盖五大领域。经过10余年的持续研发和深度挖掘，公司在机器视觉核心技术的关键领域获得多项技术突破，具备了开发机器视觉底层算法、平台软件，以及设计精密光学、机械、电控等核心组件的能力。公司核心技术包括工业视觉算法平台、工业软件平台、精密驱控技术、先进光学器件与光路设计、的触发逻辑，可对外提供差异化的触发信号，从而满足客户偏移触发的需求。天谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准19用英伟达Jetson平台开发的GEAC系列产品，2022年实现营业收入约5700万元。支持多传感器融合感知、规划、预测、决策等功能，提高自动驾驶车辆执行车辆规控和系统状态管理等关键任务，确保自动驾驶车辆的安全和等多种传感器的接入，能够实现多传感器融合感知，提高自动驾驶车辆提高了系统的可靠性和稳定性，大幅度减少自动驾驶车辆的硬件成本和数据来源：天准科技公众号，财通证券研究所伺服系统、步进系统、低压变频器等完整的工业自动化核心部件产品线，可为客户提供设备自动化控制、机器人动力产品及解决方案。2023年，公司机器人领域实现营业收入1.89亿元，同比增长30.60%。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准20英伟达深耕自主移动机器人(AMR)领域。2022年3月，英伟达推出IsaacNovaOrin加速自主移动机器人(AMR)开发，它基于功能强大的全新NVIDIAJetson模拟、验证、部署、优化和管理AMR车队的平台，包含了边缘到云的软件服务、计算以及一套参考传感器和机器人硬件，可加快AMR的开发和部署速度，减少成本和缩短产品上市时间。根据ABIResearch预测，移动机器人的出货量将从步科贯彻以机器人为核心的“1+N”战略，国内移动机器人产品市占率领先。根据步科股份官网，公司最早从事自主研发人机界面研发，成功实现人机界面领域第一个国产替代，从医疗切入到工业移动机器人等新兴领域，公司持续推动产品升级迭代，向更多应用场景迈进。目前国产移动机器人在全球市场中占有重要的份额，公司在国内移动机器人核心动力部件的市场占有率超过40%，并占据国内低压伺服领域市场份额第一。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准21东方精工是全球瓦楞纸包装智能装备龙头、国内数码印刷设动力设备头部企业。公司以“智能装备制造”为战略核心，聚焦高端智能装备制造，主营布局智能包装装备和水上动力设备两大领域。其中“智能包装装备”板块包括智能瓦楞纸包装装备、数码印刷设备以及工业互联网行业解决方案等三个商、中国工业机器人十大品牌商之一。基于多年的长期合作与智能应用领域的深度共识，英伟达对嘉腾机器人领先推出的生成式AI高度认可，并在智能创新项目云集的美国CES展会对该应用进行了多场景多模态展示，特别是嘉腾生成式AI在激光叉车上成功应用的案例，为具备思考力的移动机器人在工业界推广普及描绘出生动而壮阔的远景，成为英伟达在CES上面向全球的人工智能企业重磅推出的典型案例。奥比中光是行业领先的3D视觉感知整体技术方案提供商。公司主营业务是3D视觉感知产品的设计、研发、生产和销售，主要产品包括级应用设备和工业级应用设备。公司凭借出色的产品研发能力、百万级的产品量产保障及快速的服务响应能力，已在下游客户资源方面积累了一批行业龙头客户并形成了较强的客户粘性，且在一些细分行业逐步成为行业客户的标配产品。近年来，公司持续不断孵化和拓展新的3D视觉感知产品系列，在生物识别/机器人谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准22/3D打印/AIoT/工业三维测量等市场上实现了多项具有代表性的商业应用，已成图38.奥比中光搭建的机器人与AI视觉产业中台奥比中光深耕机器人领域3D视觉技术发展。2015年以来，公司凭借“的一站式产品和服务，围绕服务机器人、工业机器人、ROS教育机器人等各类型机器人，推出了丰富且全面的机器人视觉感知产品方案，提供单目结构光、双导航定位、避障、路径规划等功能。公司正在搭建的“机器人与AI视觉产业中台”，将持续开展机器人视觉传感器、AI视觉感知和多模态交互大模型、机器人OS与云端数字孪生软件平台、量产测试与数字工厂等课题研发和技术攻关，进一步深化3D视觉感知技术发展，紧抓具身智能历史发数据来源：奥比中光官方微信公众号，奥比中光官方微信视频号，财通证券研究所谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准23比中光带来了多个基于3D相机与英伟达平台开发的拣选方案、机器人多相机融合视觉系统、高精度三维扫描系统方案等。例如基于FemtoBolt和UR5机械臂的智能拣选方案，该方案UR5机械臂，能够以高准确度检测、拣选和放置物品，轻松处理涉及则甚至透明或反光物体的复杂任务，为料仓拣选打造行业新标杆。此前，奥比中九号公司的主营业务为智能短交通和服务类机器人产品的设计、研发、生产、销售及服务。经过多年的发展，依托自身在技术创新、工业设计、供应链管牌推广等多方面积累的竞争优势，已经形成包括电动平衡车、电动滑板车、电动九号机器人移动平台(RMP)为英伟达、英特尔等第三方开发者提供底层智慧移动能力支撑。RMP平台可以针对室内外配送/巡检/服务/清扫/仓储种应用机器人等机器人领域企业提供规模化的移动机器人底盘产品，硬件配备供Gazebo、Rviz仿真模型和典型教学案例，可搭载导航模块，提供室外终端配送解决方案和定制化服务。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准24在自主移动机器人(AMR)领域，九号机器人与NVIDIA持续展开深度合作。的机器人底盘是基于九号机器人移动平台RMPLiten2023年11月，由英伟达和九号机器人共同研发的自主机器人平台Nova数据来源：九号机器人公众号，财通证券研博杰股份成立于2005年，在多年非标设备研发及行业应用经验积淀中，总结并形成了运动控制、人工智能、机器人软件算法等平电学、光学等各项功能技术模块。公司基于技术同心圆战略，开发了自动化测试设备、自动化组装设备、工业机器人和整线自动化设备，以及高技术高附加值的智能制造解决方案等多类型、多型号产品系列。同时通过外延并购方式推进落实公司在半导体晶圆与封测设备领域的布局。司业绩说明会、路演活动信息(更新)》，公司一直在测试检测领域做技术的深耕和布局，未来公司会沿着机器人软件算法、运控能力、AOI视