一文了解人形機器人産業鏈-新華網
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2025 11/21 15:16:03
來源:新華網

一文了解人形機器人産業鏈

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  人形機器人産業是集成了人工智能、高端製造與新材料等前沿技術的融合産業,産業鏈可大致分為三個環節:上游負責核心零部件和基礎軟體,中游聚焦機器人本體的設計、製造和系統集成,下游則對應具體應用場景。

  人形機器人産業鏈示意圖

  上游:核心零部件和基礎軟體

  人形機器人上游是産業關鍵環節,也最受投資者關注。它不僅技術壁壘最高、是支撐産業技術水平的核心,更是當前整個産業最具有業績彈性的部分。

  在上篇介紹人形機器人是什麼的文章中【請供應商插入鏈結】,我們有提到人形機器人工作需要經過“感知à決策à執行”的流程,對應這一流程的感知系統、決策控制系統、執行系統,正是組成人形機器人的三大核心系統。人形機器人的上游産業鏈涉及到繁多的軟硬體,若要理清,從這三大系統切入會較為清晰。

  一、感知系統:機器人的“感官”

  機器人的感知系統類似於人類的眼睛、耳朵、皮膚等感官,主要負責收集自身運行狀態與外部環境信息。

  在感知系統裏,各類傳感器是重要組成部分,可分為外部傳感器和內部傳感器。

  外部傳感器負責收集外部信息,幫助機器人“讀懂環境”,

  例如通過攝像頭、雷達等方式“看見”外界的視覺傳感器;

  讓機器人識別語音指令的聽覺傳感器;

  模仿人類皮膚感知機制、感知溫度、濕度、接觸力等信息的電子皮膚。

  電子皮膚示意圖

  資料來源:兆威機電公眾號,興業證券經濟與金融研究院整理

  內部傳感器負責監測機器人自身狀態,

  例如感知機器人自身加速度和角速度、幫助機器人保持平衡的慣性測量單位(IMU);

  感知抓取力度、避免損壞物體的力傳感器;

  記錄關節位置和旋轉角度的位置傳感器。

  二、決策控制系統:機器人的“大腦”和“小腦”

  人形機器人的感知系統接收到信息後,需要完成信息處理、制定應對方案、發出動作控制指令,這些工作正是由決策控制系統來完成。要實現這些功能,需要芯片、軟體、算法等模塊的支持,其中芯片提供強大的算力支持,算法軟體模塊幫助機器人實現“大腦”和“小腦”功能。

  機器人的“大腦”主要是起到認知決策的作用,通過深度學習、自然語言處理等算法技術處理系統接收到的複雜數據,再結合場景做出決策。而“小腦”則是起到運動規劃和控制的作用,通過控制算法、機器人操作系統等技術精準執行動作。

  比如,當機器人接收到“想要一碗雞蛋液”的語音,並看到“雞蛋”、“碗”、“打蛋器”等物品,“大腦”會解析語義並處理場景信息,制定取一個雞蛋à打開雞蛋到碗裏à攪拌均勻的決策方案;然後“小腦”會去執行這個方案,用多大的力氣取雞蛋、關節旋轉多少度、用什麼樣的傾斜動作打開雞蛋、如何用打蛋器打散雞蛋,這都需要“小腦”的控制。

  三、執行系統:機器人的“肢體”

  人形機器人的決策控制系統發出指令後,需要執行系統把指令落地成精準、穩定的物理動作,例如關節運動速度、最大輸出力量等,因此執行系統的技術水平也決定了機器人的整體性能上限。

  執行系統基本由硬體組成,其技術實現深度依賴先進製造業的支撐,例如,

  幫助人形機器人關節實現精準調節角度、平穩運動的減速器,技術壁壘較高;

  為機器人做動作提供動力來源和實現運動精準調節的電機;

  將電機的旋轉運動轉化為直線運動的絲桿。

  中游:本體製造和系統集成

  中游聚焦人形機器人本體的設計、製造與系統集成,需要將上游的傳感器、減速器、算法模型等軟硬體集成為具備完整功能的人形機器人,同時完成産品的規模化生産。

  中游涉及到的廠商我們會較為熟知,包含了專業的機器人企業如優必選、波士頓動力、宇樹科技等,從成立起就聚焦機器人研發,積累了豐富的技術經驗;跨界廠商則以特斯拉、小鵬、小米等車企為主,因為智能駕駛與人形機器人技術有諸多共通點,如感知到外部環境再做出應對,不少新能源車企借這一優勢切入此領域。

  下游:應用場景

  下游對應人形機器人的具體應用場景,兼具類人形態與智能交互能力的人形機器人,能較好地融入各類場景,因此在不少行業中展現出廣闊的應用前景。比如,工業製造場景(汽車製造、物料搬運)、家庭服務場景(安全看護、整理家務)和高危作業場景(輻射事故、複雜環境援助)等等。

  目前,人形機器人已在部分工業製造場景實現初步落地應用,隨着技術迭代,未來有望向技術複雜度更高的家庭服務領域延伸,為更多人提供生活助力。

【糾錯】 【責任編輯:馬渭淞】