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  前沿技术缩短人形机器人开发周期  
   
  发布时间: 24-07-26 04:24:45pm    文章来源: 企业家杂志  
         
 

 文丨赛迪顾问

01

问题和挑战

多项基础部件亟待优化,产品成熟度较低。一是基础部组件性能不足。受伺服电机、减速器、空心杯电机等零部件限制,现有电驱动执行器的总体性能和轻量化水平无法满足人形机器人的更高需求,同时,结构组件和动力能源总成产品也需进一步优化。二是感知系统和控制算法深度开发不足。目前,新一代传感器、高算力智能控制器、智能控制算法和人工智能大模型等产品和技术尚不成熟,且用于训练迭代的实际场景数据积累不足。三是整机性能和稳定性问题突出。现有人形机器人征集产品大多存在结构设计不完善、自由度不足、智能化程度不足、可执行任务有限、人机交互体验不佳等问题,难以达到设计目标。

生产制造与维护成本高,距离产业化较远。一是制造投入成本高。人形机器人需具有较高自由度、感知和思考能力,对伺服电机、减速器、轻量化结构件、先进传感器和高算力芯片需求较高,造成人形机器人的单个制造成本高达数十万元甚至超百万元,远超一般用户承受范围。二是维修保养难度大。人形机器人结构复杂、部件众多、工作的场景环境多样,现有产品成熟度较低,易出现故障,且维修周期长,后期保障不足。三是使用过程安全水平有待提高。如何加强抗干扰能力,避免对人类和财产造成伤害、重要数据信息泄露,也是人形机器人需要攻克的重要方向。
高价值应用场景有局限,商业化落地较难。一是在多数工业场景中,人形机器人效率不高。工业场景下的任务需求多具有重复度高、负载大、精度要求高、节拍紧凑连续等特点,人形机器人在上述方面难以与传统工业机器人媲美。二是在多数特种场景中,人形机器人适应能力不足。特种机器人需要使用有限的能源,长时间且高强度的在水下、管道、野外、火场、灾区等特殊环境中服役,人形机器人的结构特征导致能量利用效率不高、运能能力有限,难以替代传统特种机器人。三是在多数服务场景中,人形机器人获取用户认可较难。与新能源汽车替代传统燃油汽车的发展路径不同,目前市面上并没有可以与人形机器人对标的已融入人类生活的产品,用户对其使用体验和安全性等方面存在疑虑,使用习惯尚需逐步培育,市场进入快速增长期需要一定过程。

02

主要趋势

以产业化思维整合现有资源快速推出样机。有别于过往学术界出于追求极致性能步步为营打造试验样机的思路,2022年前后,由产业界带来的产业化思维开始主导人形机器人产品开发,其特征为在设计之初就将控制成本作为优先目标之一,并优先在短时间内打造出一款“基本及格”的初代样机再逐步迭代优化。该趋势一是有利于加快软件算法开发和硬件结构优化进程,二是有利于提速人形机器人批量化生产进程,三是有利于企业进一步吸引资金、人才等资源要素加快发展。

积极融合前沿先进技术打开想象空间。2023年,人形机器人领域积极探索与人工智能、新材料、元宇宙、脑机接口等前沿技术融合发展,大大提速了人形机器人“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术创新进程。该趋势一是有力提升了人形机器人功能的想象空间,改变了公众对人形机器人“华而不实”的认知,转而赋予了人形机器人更多应用设想和期待。二是大大缩短了人形机器人开发时间周期,将其由遥远的未来想象转变为近年即可开启量产和示范应用的实际期待,并由此吸引了更多资源要素投入产业发展。
主动出击力争尽快打通商业逻辑。当前,打通从产品和服务设计到销售或持续经营的商业逻辑闭环、形成可复制扩张的商业模式已成为各家人形机器人企业竞争的关键之一,能获取实际订单、形成可持续的营收乃至实现盈利的企业将在下一轮资源要素和成长空间争夺战中取得巨大优势。该趋势将引领产业加速提升市场竞争力、更快迈入更健康的成长模式,也将推动人形机器人产品在实践中加速迭代优化。

03

发展建议

对企业而言,关键在于提升创新能力,聚焦攻关优势应用。一方面持续增强创新能力、突破关键瓶颈。一是持续加大创新力度,从企业战略方向出发,布局重点研发项目,大力建设创新人才梯队,注重分析和积累生产工艺经验,加强与高校院所的研发合作。二是重视布局上游基础部组件及软件环节,针对制约企业业务发展的瓶颈技术和产品,加强与上游企业协同创新,打通两个不同行业领域之间的信息壁垒。

另一方面,聚焦攻关优势应用、跑通商业逻辑。建议企业一是结合自身研发积累、技术特色和渠道优势,加强技术开发与场景应用的融合,设计差异化人形机器人整机产品并快速迭代优化。二是紧抓客户需求主动出击,围绕人形机器人整机产品选配周边设备,打造功能完善、稳定可靠的整套人形机器人集成系统,丰富服务种类,并着力强化本地维修保障能力,形成基础模式、业态后复制扩张,促进自身人形机器人产品规划化应用。
对投资机构而言,紧跟市场应用需求。首先,建议关注高精度型人形机器人和基础版全尺寸人形机器人。前者可应用于制造等场景,有望实现小规模示范应用,后者将首先被人形机器人生态企业用于个性化功能开发,同时有望在较长时期内充当商业产品的底层基础。
其次,建议关注旋转型电驱动关节、直线型电驱动关节和空心杯电驱动关节。由于人形机器人的“仿人”特征,人形机器人结构中拥有远多于传统机器人的关节,因此电驱动执行器在人形机器人成本中占据较高比例,同时人形机器人对电驱动执行器的性能要求更高,且在传统机器人中应用较少的直线型电驱动关节和空心杯电驱动关节,更将享有一段时间的“红利期”,投资价值较高。

 

 
   
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