机器人行业专题报告：人形机器人的场景、技术和产业化趋势

（报告出品方/作者：广发证券，孙柏阳、代川）特斯拉引领技术想象，人形机器人的发展史复盘特斯拉高调宣布人形机器人，原型机预计 2022 年 9 月问世今年，马斯克将公众的目光引向了9月份即将发布的人形机器人。今年1月，马斯克 在财报电话会上表示，开发人形机器人将是今年最重要的工作。

6月，马斯克宣布发 布推特称，特斯拉的“AI Day”将推迟到9月30日举行，为了能够届时推出人形机器 人Optimus（擎天柱）原型机。

早在2021年8月的特斯拉“AI Day”，马斯克就宣布 了制造人形机器人的计划。会上通过PPT介绍了机器人的外形、软硬件配置等情况， 并由真人演员扮成该机器人进行亮相舞蹈。特斯拉的原型机，拥有40个自由度，试图接近人类的灵活水平。

根据2021年特斯拉 “AI Day”所公布的参数，原型机“擎天柱”身高约173cm，体重约56kg，身体设 定和运动模式与普通人一致，借助40个运动执行单元，尤其是手部的12个机电执行 器，手部能够达到接近人类灵活水平，这意味着特斯拉机器人可以执行一些精密的 人类手工作业，从而替代更为复杂的人类劳动。

马斯克表示，“擎天柱”将有希望被 用于替代普通人完成危险或者无聊的重复工作。马斯克称“特斯拉是全球最大的机器人公司”，“擎天柱”的算法能力与生俱来。 马斯克表示：“特斯拉可以算是全球最大的机器人公司，我们的汽车差不多算是有 轮子的半感知机器人”。

“擎天柱”在计算芯片（使用 FSD 芯片）、传感器（使用 特斯拉 Autopilot 摄像头）、感知算法以及云端训练上，都将与特斯拉的自动驾驶汽 车同源，有助于帮助机器人实现 “自动驾驶”。“眼睛”感知方面，“擎天柱”采 用 Autopilot 的摄像头作为视觉感知传感器，采集图像数据形成数据库，共八个摄像 头，和特斯拉电动车相同。

大脑处理方面，“擎天柱”采用特斯拉的超级计算机系统 Dojo，通过AI大数据进行神经网络训练。

其核心是算力极强、带宽超高的“D1”芯 片，通过Dojo接口处理器进行互连，25个芯片组成一个训练单元，算力可达9千万亿 次。人形机器人发展史: 商业化关键在于场景垂直性和运动自主性纵观人形机器人发展史，人形机器人产业从日本起步，逐渐由美国主导。起初，人 形机器人在本田和软银的研发投入下得到起步，以供展览的机型为主，在日本获得 快速的发展，21世纪之后逐渐由美国公司主导，包括波士顿动力、Agility Robotics和 特斯拉等一系列科技公司，进行了大量的科研投入，开始训练人形机器人在更复杂 的现实环境中进行作业。

已经成型的人形机器人产品中，能够产业化的机型仍然屈指可数。历史长河中，比 较知名的机器人，包括样貌可爱、肢体活动拟人化的本田Asimo、软硬的Pepper，还 有以弹跳能力著称的波士顿动力的Atlas，他们基本上都没有实现产业化。当前能够 产业化的机器人，主要是以下两款：软银的NAO，用于儿童教学；以及波士顿动力 的Spot，用于户内外搬运和拍摄。在人形机器人发展过程中，使用场景也在不断演变。

日本的机器人外表亲人，多用 于教学和展览，最有名的是Asimo；美国波士顿动力公司推动了仿生机器人的实际用 途，例如室内外搬运和摄像，太空环境采样，以及搜索和救援行动。这一部分，我们将典型机器人中较有名的本田Asimo和波士顿动力系列进行对比： （1）本田Asimo发展历程：轻量化、灵活度增加，但始终没有实际用途。 使用场景：主要用于人机交互、展览，比如表演倒水。本田起初制造Asimo的目的是 为老年人和其他需要帮助的社区提供帮助，但由于价格昂贵，主要用于展览。

2018 年已经停止了研发。本田表示将使用Asimo的技术来开发用于更实际应用的机器人， 包括护理和公路运输。 技术实力：轻量化，灵活度持续增加，但自主性较差，需要根据已编写的程序运动。销售价格：Asimo的造价是300-400万美金。

只租不卖，每天租金高达12万人民币。（2）波士顿动力产品发展历程：追求实际作业能力，已推出量产机型Spot 使用场景：场景更垂直，例如卸货、山地搬运、搜索和救援行动。波士顿动力公司注 重实际作业能力，以开发一系列动态高机动机器人而闻名。

自 2019 年以来，Spot 已实现商业化，公司有意将其他机器人商业化，包括Handle，轮式机器人，可用于 替代卸货搬运工。 技术实力：动态运动能力强，能够在野外环境行驶，API功能改善自主性。 销售价格：Spot价格为7.5万美元，主要购买者为有野外作业需求的企业。

（3）对比总结一款人形机器人产品能够商业化的两个重要特点 对比本田Asimo和波士顿动力产品，不难发现，波士顿动力的机器人在实现产业化和 商业化方面走得更远，我们归纳了如下两个重要特点： 商业化的关键之一，在于提高应用场景/功能的垂直度。场景和功能的垂直化，能够 较好地找到市场，而非停留在展品的阶段。例如，Asimo拥有57个自由度，能够模仿 人类的行为（比如倒水），但做到这么高的自由度需要高昂的代价。相比之下，Spot 只有12个自由度，切入搬运的垂直功能，也维持了价格的合理性，更容易找到市场。

也因此，本田在停止了Asimo的研发后，表示并不会终止对于机器人的研究，而是会 使用Asimo的技术来开发用于更实际应用的机器人，例如他们正在开发的灾难响应 机器人。商业化的关键之二，在于提高自主性，降低使用者的门槛。波士顿动力的Spot 2.0， 已经可以实现自主规划路线，API功能可以更加自主，能够执行高级导航命令，比如 “去这个航路点”，进行一些基本避障和重新规划，而不必遵循预定的路径。

相比而 言，当年的Asimo则需要遵循编程的既定路线，自主能力弱于Spot 2.0更弱。总体上， 对于操作者的后期使用阶段所要求的编程能力越少，操作者的使用门槛则越低，则 产品能够触达的使用人群和市场空间就越大，商业化和产业化的可能性则越高。服务机器人应用场景展望人形机器人本质上是服务机器人，需求场景可以分为三类，分为原有需求升级、现 有需求满足和未知需求探索这三类。其中，原有需求升级已经基本实现产业化，现 有需求满足正在进行产业化，未知需求探索距离产业化还有一段距离。

原有需求升级：应用场景更加垂直和具体，容易实现产业化扫地机器人和教育机器人为何会迅速落地？重要的原因是他们可以在现实中找到与 之匹配的成熟产品，原有的成熟产品的弊端恰好是新产品的契机。例如，扫地这项 核心需求，具有一天一次的较高使用频次，需求场景切实存在，但过去的吸尘器需 要人的参与，占用了大量人的精力和时间，而扫地机器人大量减少人的参与，实现 对于吸尘器的完美替代。 此外，扫地和儿童教育两个领域功能相对单一，服务机器人更容易进行深耕并提供 衍生服务。

例如，扫地机器人通过环境感知这一项技术的提升，就可以实现对于扫 地的自动化，教育机器人通过语言交互这一项技术的改进，就可以实现和学习机全 然不同的交流效果。单一的功能和场景中，对于技术的要求相对没有特别复杂，更 容易在发展早期以亲民的价格实现产业化。 因此，这类来自原有需求升级的服务机器人产品，是需求场景最为。