节前,机器人板块持续活跃,从市场角度来看,机器人炒作的核心围绕着外骨骼机器人、减速器、电机、peek 材料等细分方向展开。可以注意到近期的催化不断。
栏目追踪到,4 月 24 日,首届具身智能机器人运动会开赛,活动分为竞技赛和应用赛,竞技赛主要考验机器人的智能性、运动规划、本体设计等能力,包括越野跑、足球、篮球、舞蹈等;应用赛重点展示机器人的环境识别、抓取、规划设计等完成复杂任务的能力,包括搬运、智能抓取、室内救援、创新场景展示等。
对此,财联社 VIP 特邀行业专家全面解读具身智能机器人产业进展,4 月 24 日携手蜂网专家为您带来 "具身智能" 主题的【风口专家会议】。
分享内容:
1、具身智能机器人运动会开赛!国内人形机器人技术方案及性能对比;
2、关税政策对人形机器人上游零部件产业链进出口影响分析;
3、机器狗等较成熟机器人产品订单落地情况介绍;
4、机器人大脑及智能化零部件研发企业产品介绍。
专家:今年国内机器人产业链在进出口方面受关税政策影响。加征关税后,机器人出海受到影响,价格过高导致竞争力下降。进口方面,供应链受影响不大,目前国内大部分核心部件有平替供应商和品牌。虽然部分核心部件不如国外,但能找到平替。
GPU 芯片国内选择较少,主要依赖英特尔和英伟达。不过目前英伟达产品很多暂未受制裁,仍可按原价购买。相机方面,英特尔 Realsense 系列(D435、D415)广泛应用,国内有厂且有其他品牌可选,比如奥比中光、舜宇光学科技。
其他核心部件如做灵巧手需要使用的腱绳、做驱动模组需要的丝杠等核心部件,国内虽与国外品牌有性能差异,但平替选择多,整体供应链压力不大,所以在硬件层面国内优势明显。丝杠方面国内新剑传动、五洲新春等企业表现不错。
问题二:特斯拉擎天柱机器人是业内非常关心的头部机器人产品,近期它的人形机器人在零部件方案上是否有比较大的改动,国内对特斯拉供应的企业是否有新导入或退出?
专家:特斯拉擎天柱机器人第二代使用的是蜗轮蜗杆传动,第三代则颠覆了原来的技术路线,改用了混合的方式。大拇指用推杆和齿轮,四指大量应用腱绳,因为考虑到电机和手的尺寸问题,所以采取了驱动单元外置。它把手部的驱动电机做成环套在手腕部分,在实现驱动单元和手分离的同时保证了手的自由度。
供应链方面,有触觉传感器厂商新加入,这对于具身智能很关键。特斯拉在开发国内外新供应商,国内有厂商在接洽送样。电机等其他方面变化不大。国内触觉传感器龙头企业方面,领先的是帕西尼,相对技术领先,磁电性能有优势,但价格偏贵。此外,北京他山的电容电阻出货多;目前视触觉没有被大规模应用,主流还是霍尔效应磁电、电容电阻类。
问题三:近期的机器人马拉松比赛暴露出哪些问题,需要从哪些方面去解决?
专家:近期机器人马拉松暴露出硬件方面电池续航短、散热差、关节抗冲击性弱等问题。首先是硬件问题,第一方面是续航,续航是目前限制人形机器人大规模应用的瓶颈。大多数机器人在额定功耗下续航在 1-2 小时,需频繁更换电池包,大大影响工作效率。比赛第一名天工也在整个半马过程中换了五六次电池。
而解决续航问题有很多不同的维度和途径,最直观的是做电池的厂商需要解决电池的能量密度问题。目前机器人使用锂电的比较多,锂电池虽然容易起火,存在不安全的因素,但是它的能量密度比较高,在相同的电磁包体积下,锂电的电池容量相对来说比较大。未来的电池供应商可以做电池技术的升级迭代,比如开发出固态和半固态电池,大幅提升和改善能量密度。或是降低硬件功耗,在电机的驱动器层面做优化,比如把传统的 MOS 管换成碳化硅或碳化钾。此外,驱动的传动单元可以由传统的旋转关节换成带丝杠的直线模组,这也同时可以降低在站立时电机带来的损耗。
第二个问题是散热,部分机器人在过程中因胸腔或关节模组过热猝死,有的厂商采用喷酒精、拿风扇吹等物理降温方式。所以这是接下来整个行业需要重点发力解决的问题。
第三个是关节抗冲击,一些机器人膝关节和腰部关节出现断裂,解决方向是改进关节模组。
其次是软件算法方面,机器人的双足步态算法可靠性是难题,需要确保它长时间运行不摔倒。在整个比赛过程中很多机器人身后都有伴跑人员,甚至有搀扶情况,暴露出鲁棒性不足的问题。如果要做落地应用,至少一天要十多个小时的长时间运行。
问题四:提升机器人智能化(大脑)有哪些路径,主要依赖哪些核心零部件?
专家:提升机器人大脑的智能性有多种方式。首先,大脑的具身模型是关键,行业普遍采用快思考和慢思考加一个分层结构,如 VLM 加 VLA 再加底层小模型的技术架构。不同团队在 VLA 模型、具身模型和物理智能方面的能力差异较大,国内的穹彻、星海图等在具身大脑模型方面表现出色。
由于具身模型是数据驱动,所以大量获得高质量数据是提升路径之一。获取高质量数据的途径相当于数据金字塔的不同层次。最底层是大量人类视频,基数最大,但缺乏基础物理参数,比如一些重量、逻辑关系,铰链关系;第二层是通过 3D 重建还原物理世界信息的 SEAM 数据,但因为三维重建过程的昂贵,其还原度有限,能做到四五十已经算不错了;中间层是质量相对于互联网数据有所提升的 SIM 数据,但是也并没有那么高且比较贵;最顶层是稀缺的机器人遥操数据,获取成本高,半个小时可能获得一两条高质量的摇操数据。所以提升机器人智能性的重要部件是获得遥操数据的设备,但目前行业内真正好用的遥操设备非常稀缺。
问题五:哪些汽车零部件公司从技术、生产制造能力和供应链方面适合转型成为人形机器人供应商?目前哪些企业切入得较好?
专家:第一类是传动结构企业,如轴和丝杠制造商,丝杠在机器人泵里面比较关键且物料价值比较高,在机器人的大臂小臂、灵巧手里面都有大型、微型丝杠的大量应用。比如灵巧手的微型丝杠,行星滚珠的单价基本都要一千多,便宜一点的也要七八百。并且其在手部的用量也非常大,以一个 16 自由度的灵巧手举例,单手的用量就要十六七个。相关企业具备积累和经验,容易切入赛道。
第二类是电机企业,特别是新能源电机厂商,在驱控一体化方面有积累,有机会转型。
第三类是材料企业,如高分子材料厂商,未来如果机器人大规模落地应用,需要应用到大量的高温材料,比如说机器人的外壳和骨架结构,碳纤维、合成碳纤维和 PEEK 材料(强度和刚度可以媲美铝合金,同时具备自润滑的特性)等在机器人中应用广泛到结构件、轴和轴承的传动。
此外,做制造和模具的企业,如机架件、塑料件和铸件制造商,也容易切换到机器人方向。
问题六:机器狗这两年的订单情况如何?主要由哪些企业卖得比较好?机器狗是否是除了机器人之外,现在落地最快的一个应用场景的机器人品种?
专家:机器狗经过技术沉淀,产品形态成熟稳定,处于快速应用和落地阶段。主要应用于狗的集群表演、化工和电力的机房巡检和科研机构发论文时。国内宇树科技、云深处和逐际动力等企业表现出色,出货量较大。
问题七:国内的几家人形机器人生产企业,目前您认为哪一家的研发实力,或者说产品力现在是最强的?
专家:国内几家人形机器人生产企业中,不同厂商有不同侧重点。注重下肢运动能力的厂商中,宇树和众擎表现出色;注重双臂操作能力的厂商中,帕西尼和智元表现出色。
问题八:机器人的皮肤是否具有比较高的技术壁垒,主要采用怎样的材料,以及国内在机器人皮肤这一块,哪些企业实力更强?
专家:电子皮肤是一个比较泛的概念,机器人上用的这个电子皮肤有两类,不同位置的电子皮肤,需求是不同的。第一类是在手部,在灵巧手上的皮肤,也叫机器人的触觉传感器。手部触觉传感器要求灵敏、高量程、可靠稳定,最好能感知物体的糙度、摩擦力、温度、甚至识别不同的材质。国内帕西尼和千珏等表现出色
另一类电子皮肤,就是机器人身体部位,包括身体和手臂,它主要用来做安全的防护保证,因为人形机器人未来的使用一定会有大量的人机协作场景,会密切地和人类接触,在接触时保证人类的安全是非常重要的一个课题。其中很重要的一个方法和途径就是在机器人身体部位和手臂部位加装电子皮肤,要求是第一要足够轻薄,同时可以折弯,然后方便在身体的机械上做布置和安装。
第二个是在性能方面,其实对测量的精确度要求并不是特别高,只需要做定性的判断,比如说是不是有物理接触,有还是无做一个判断。比如说机械手臂还没有碰到人的时候,距离三五厘米就可以感知到,然后停下来,或者重新规划他的运动轨迹和路径,避开人类,保证人类的安全。
在产品的可靠性和稳定性方面,不能出现误报。除此之外,在成本方面,因为在身体部位是大面积铺设的,用量很大,那就要求价格是可控的,不能像国外的一些电子皮肤包一个机械臂的价格就要十几二十万,这个是不可接受的。国内现在主要做电子皮肤,是以压电和压组的薄膜式的触觉传感器比较合适,做的比较好有泰森、墨线科技。
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