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消毒机器人看人形机器人开启新长征

颂通生物 发布时间:2022-07-29 20:20:45

在 2021 年的 Tesla AI Day 上,马斯克公布了人形机器人 Tesla Bot(Optimus)的概念。 近期,马斯克又将原计划 8 月 19 日举办的特斯拉 AI 日,改为 9 月 30 日举办,因为届时将发 布 Optimus(“擎天柱”)原型机。 据官方描述,特斯拉 Optimus 机器人身高约 172CM、体重约 56KG,能够硬拉 68KG 左右,它的诞生是为了消除危险、重复和无聊的任务,以便人类可以专注于更加愉快的工作。 长期以来,马斯克对人工智能发展的危险性和缺乏监管的状态直言不讳,但他向外界保证 Optimus 是友好无害的,特斯拉机器人的速度被特意设计得很慢,最高时速约为 2 米/秒,并 且比人类更弱。

据称,该款人形机器人结合了特斯拉的 AI 技术,即基于视觉神经网络神经系统预测能力的 自动驾驶技术,具有极强算力的 DOJO D1 超级计算机芯片,Dojo 架构拥有一个大规模计算 平面,极高宽带和低延迟。作为 Dojo 架构的重要组成部分,D1 芯片采用 7 纳米制造工艺, 处理能力为每秒 1024 亿次。由于每个 D1 芯片之间都是无缝连接在一起,相邻芯片之间的延 迟极低,训练模块最大程度上实现了带宽的保留,配合特斯拉自创的高带宽、低延迟的连接器, 算力高达9PFLOPs(9000万亿次)。

中国电子工业学会将机器人划分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。 其中,1)工业机器人指面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人,在工业生产加工 过程中通过自动控制来代替人类执行某些单调、频繁和重复长时间作业;2)服务机器人是指在 非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的先进机器人;3)特种机器人指代替人类 从事高危环境和特殊工况的机器人。 目前,全球机器人发展已有超过半个世纪,但据 IFR 数据,2019 年全球工业机器人保有量 仅 272 万台,按照世界人口网数据 2019 年全球 230 个国家 75 亿人口计算,工业机器人的人 均保有量仅为 3.63 台/万人。2019 年,工业机器人受全球贸易摩擦升级影响,新安装量出现下 滑,据 IFR 预计,到 2022-2023 年才可能恢复至疫情前水平。相比之下,服务机器人、特种机器人因疫情催化“非接触”使用场景增加,发展势头迅猛。

回顾过去几十年发展历史,工业机器人发展速度迟缓,除了受宏观经济影响外,还与其初 级的智能水平、难以迁移的应用环境有关。传统工业机器人主要是解决传统制造业的效率问题, 在静态、结构化、确定性的无人环境中完成重复性作业,其工作特点在于空间相对隔离、与人 非接触、预编程或示教再现控制、需要外部安全保障。伴随制造业本身的升级和转型,小批量、 多品种、短周期、个性化将成为新兴制造业的显著特点,因此工业机器人的趋势也将是可融入 人类生产与生活环境、与人优势互补、合作互助,进而成为具备可变作业能力的人类助手型机器人。

机器人最终需要在人类所处的现实环境中工作。开发人形机器人比修改整个环境显得更经 济合理。现代社会的环境是为人类自身设计的,例如,走廊的宽度、阶梯的高度、扶手的位置 和门把的位置等数不胜数的事物都要适合人的尺寸和运动,这些是社会建造过程中的沉没成本。 因此,当机器人具有人的形状并能像人一样活动时,就不需要为机器人而改变人的环境。常见 的轮式机器人使用条件苛刻,需要在一个非常平的地面上来使用,没有任何的越障能力,这种 理想的工作环境其实是非常少的。如果要想满足它丰富功能的话,还是要做成一个有自主越障能力,所以人形是一个好的选择。

对人形机器人销量的假设:关于人形机器人市场规模,我们认为可以参考特斯拉电动车的 放量节奏。回溯历史,Model-S 在 2012 年推出,2013 年特斯拉电动车销量达到 2.2 万辆, 2014 年达到 3.2 万辆,2015 年实现 5.1 万辆。随着 2017 年推出 Model-3 达到大规模生产, 同时达到平价水平,销量快速增长,从 2017 年的 10 万辆快速增长到 2021 年的近 100 万辆。 我们认为,特斯拉汽车销量的绝对额增长是从 Model-3 的推出开始加速,起初走的是高端概念 型路线,往往是忠实粉丝开始应用,同时搜集各种数据进行改进,然后逐步起量。我们认为人 形机器人的发展过程可能也与此有相似之处。 不同的是,其他科技企业跟进地会更快,国内与国外科技企业都纷纷注意到这个赛道,在 做前瞻布局。一些领先企业在做准备,明年也将推出,因而真正放量时不仅要考虑特斯拉,其 他国内外企业也会放量。

这里,我们假设 2023-2024 年人形机器人对应特斯拉 2013-2014 年的销量,随着其他厂 商原型机推出后也逐步起量,2025 年开始人形机器人对标 2015 年全球纯电动车销量。由于 2015 年全球纯电动车销量数据的确实,这里我们假设 2025 人形机器人的销量为 30 万台, 2026-2030 年对应 2016 年全球纯电动车销量。

对各个零部件市场规模的测算:按照前文提到的,减速器、伺服系统、控制器在人性机器 人中的占比计算,可以分别测算出三个对应的市场规模,预计到 2025 年人形机器人减速器、 伺服系统、控制器市场规模分别达到 126 亿元、95 亿元、63 亿元,到 2030 年,市场空间分 别达到 744 亿元、558 亿元、372 亿元。 对人形机器人电池市场规模的测算:根据我们的产业链调研,一般 1kWh 对应锂离子电池 成本约为 1800-2500 元,根据前文我们测算,预计在三元锂电池解决方案下,特斯拉机器人的 带电量约为 3.41kWh,假设以成本加成定价,起初毛利率在 100%,则预计 2023 年擎天柱对 应电池单价约为 1.47 万元,假设此后每年价格下降 10%。预计到 2025 年,人形机器人电池市场规模约为 36 亿元,到 2030 年约为 153 亿元。

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