目前人形机器人本体玩家中，竟然既不包括远近闻名的工业机器人四大家族（发那科、ABB、安川、库卡），也少见国内排名靠前的几大机器人巨头（埃斯顿、埃夫特、广数、新松、汇川、新时达、钱江）的身影。

　　当下人形机器人本体处于领跑位置的玩家，是汽车行业大佬，如特斯拉、本田、丰田。或是科技企业，如小米、谷歌、亚马逊。

　　但另一方面，当人形机器人概念股迎来井喷时，率先引爆的却还是工业机器人老三样——、伺服电机、精密减速机。比如生产线性关节的拓普集团；旋转关节的三花智控；空心杯电机的鸣志电器；滑动丝杠、行星滚柱丝杠、空心杯电机的江苏雷利；伺服电机的汇川科技；谐波减速机的绿的谐波等等，均在人形机器人概念的助力下，有不俗表现。

　　要解答这个反直觉现象，星船知造还得从人形机器人既传统硬核（工业机器人老三样）、又酷炫前沿（人工智能）的产业链角度进行分析——

　　如果你要管理一座农场，你有两个选择。一是在拖拉机、收割机、翻土机、汽车、挤奶器这些机械上都装上一部“电子脑”，让它们成为智能机械。二是让收割机、翻土机、汽车、挤奶器都维持原样，但使用一个拥有“电子脑”的机器人去操作它们。聪明人会怎么选？

　　与其把所有工具全部重新设计，不如生产出能模仿人类外形和行为方式的机器人。TA完美接入人类现有生活、进入所有人类已经存在的场景、使用所有人类正在使用的工具。

　　作为一门集机、电、材料、计算机、传感器、控制技术等多门学科于一体的产业，人形机器人是国家高科技实力和发展水平的重要标志。全球发达国家都不惜投入巨资进行开发研究。

　　今年5月的特斯拉股东大会上，马斯克通过视频向全世界的投资者展示了Tesla人形机器人的最新进展：

　　Optimus（擎天柱）已经可以完成分类物品的复杂任务，如捡起物品、环境发现和记忆等。较之去年9月底的亮相，其运动控制能力持续进化，AI能力提升。马斯克认为特斯拉的未来长期价值可能都是Optimus给予的。

　　日本本田公司最新开发的新型机器人ASIMO(阿西莫)，身高120厘米，体重43公斤，它的走路方式更加接近于人。

　　美国波士顿动力研发的代表产品 Atlas 身高 1.8m，体重 80kg，具有 28 个关节，可完成原地起跳转身一周等高难度动作。

　　硬件结构上，Atlas 拥有轻量级结构件皮肤和足部力控传感器，雷达与深度相机形成视觉感知，28 个液压关节驱动完成一系列敏捷动作，本体搭载 3 台 NUC/工控机负责整体控制系统的运算。

　　软件方面，波士顿动力运用行为库、实时感知和模型预测控制（MPC）技术将相机、雷达等传感器接收的数据进行分析并对决策制定和动作规划提供支持。

　　我国人形机器人在科研领域，有国科大研发的“先行者”机器人，可完成静态和动态步行动作；哈工大推出的“HIT-III”机器人能完成上、下斜坡等动作；清华大学开发的“THBIP-II”具有 24 个自由度等。

　　在产业领域，深圳优必选推出的“Walker”机器人能完成上、下台阶等动作；小米于 2022 年 8 月公布的人形机器人 Cyber One（铁大），升级后的运动控制算法支配这机器人全身 13 个关节和 21 个自由度，实现双足运动姿态平衡；电机性能增强10 倍，髋关节主要电机的动力扭矩峰值可达 300Nm，峰值扭矩密度 96Nm/kg；之江实验室展示的人形机器人能借助高精度视觉感知系统，定位琴键进行高精度手指运动。

　　马斯克对于机器人市场的判断并非“空穴来风”。IFR数据，2022年全球机器人市场规模已经达到了513亿元的高点，2017-2022 年CAGR 达 14%。

　　其中工业机器人市场规模195亿美元，服务机器人市场规模达217亿美元，特种机器人市场规模超100亿美元。到2024年，全球机器人市场规模有望超650亿美元。

　　另据Markets and markets预测，全球人形机器人市场规模（仅考虑单机）将从2022年15亿美元提升至2027年的173亿美元（约合人民币1038亿元），千亿市场的容量指日可待。

　　从零售端的价格来看，此前美国波士顿动力推出的四足机器人Spot Mini定价约为74500美元，上线台，人形机器人Atlas并未上市。面对高昂的价格，马斯克曾公开表示，他的人形机器人将以低于2万美元的价格销售，并实现大规模生产。

　　做一个最为简单的推算：即使未来Optimus的销量只有马斯克所说100亿台的1/100，那么其市场规模就有2万*1亿=2万亿（美元），这是何其壮观的数字。

　　从广义范畴来看，人形机器人在本质上并没有脱离机器的束缚，即便拥有了的形状，但仍然是机器人的一种。只不过，在装备了感知系统、驱动系统、末端执行系统、能源供应系统，运算系统及软件这五大系统之后，在人工智能度上，人形机器人较之我们更为熟悉的工业机器人有了长足的进步。

　　传统工业机器人更像一台机器而并非“人”。由于其所运行的轨迹都是被事先编程好，只可以在固定区域，特定场所，做规定而重复的动作，不具备独立处置突发（非程序内）问题的能力，只能被归类为非智能机器人。

　　需要与环境（包括人）发生交互，做出反应，就要求人形机器人拥有相当程度的人工智能。用更为规范的学术语言描述，这样一种人工智能就叫做具身智能。

　　具身智能（Embodied Intelligence），指的是智能体通过与环境产生交互后，通过自身的学习，产生对于客观世界的理解和改造能力。

　　能够产生具身智能的假设前提是：智能行为可以被具有对应形态的智能体，通过适应环境的方式学习到。有鉴于此，地球上所有的生物，都可以说是具身智能。

　　黄仁勋在2023年ITF世界大会上说：“人工智能和加速计算正在共同改变技术行业。下一波人工智能浪潮将是一种被称为具身AI的新型人工智能，即能够理解、推理并与物理世界互动的智能系统，即具身智能。”

　　具身智能是能够提升当前“弱人工智能”认知能力的重要方式。亦是产生超级人工智能的一条可能路径。

　　具身智能可以理解为人工智能发展的高阶形态，也有可能成为AI的终极形态。说得更加透彻一点，人形机器人的未来，就是赋能了具身智能的真正智能机器人。

　　首先，机器人的感知系统把机器人的各种“内部状态信息”和“环境信息”从“信号”转变为机器人自身或者机器人之间能够理解和应用的“数据”和“信息”。也即是说，让机器人理解周围的环境。

　　科学家（厂家）在机器人身上安装各类传感器，包括光、声音、温度、距离、压力、定位、接触等等，让机器人能通过“五官”来接近人类，收集感知外界的信息。

　　传感器精度和可靠性的不断提高是当前亟待解决的难题之一。举例来说，在进水，进到粉尘或者颠簸之后，相机的校准就容易失效，长期使用之后像素点就容易坏死等硬件问题都会直接导致机器识别率在准确性上的丢失。

　　其次，机器人的驱动系统和末端执行系统需要协同工作，各司其职，就如同人类依靠身体各部位上的78个关节来行动。

　　用在机器人上的每一个关节的技术门槛和成本都很高，不仅要求体积小、精度高、重量轻，还同时要求抗摔耐撞。当机器人快速运动时，驱动力输出功率很高，要保证不会因为发热问题而烧坏，同时具备缓冲能力，保护“机器人关节”不怕撞击。

　　末端执行系统中的“手”，是技术难度非常高的部分。在实际抓、举、拿、捏等动作的操作过程中，机器人手指柔软度与抓握力度的协同性非常重要：抓轻了东西容易掉，抓得重了则直接破碎。

　　Optimus拥有11个精细的自由度，结合控制软件，能完成像人手一样复杂的操作，承担约9公斤负重。最新的demo视频中，我们也能看到特斯拉机器人在硬件上的一定优势，包括能控制力度的抓握很多物品，并且不会打碎鸡蛋。

　　再次，机器人的驱动系统和能源供应系统用于保障其动作的完成。按照波士顿动力官网的描述：Atlas机器人，虽然各种炫技动作很酷，但必须配置功率很大的液压驱动。实际上，Atlas配置了28个液压驱动器才能让机器人完成各种爆发力超强的动作，而这样的代价也是波士顿动力的老问题了——

　　马斯克在Optimus身上选用了稳定性、性价比更高的电机驱动方案，就是出于成本考虑。也正是因为这样，才有底气把Optimus的目标售价定在2万美元，以此来满足巨大的潜在市场需求。

　　这一层的难点在于：人工智能输出时的不稳定性。因为在人工智能拆解任务的时候，每一次的解法可能都不相同，可能导致任务拆解的不一致，产生意想不到的结果。

　　第三，命令驱动硬件执行任务。需要把运动规划转变成机械指令发到机器人的驱动系统上，确定能量、动量、速度等合适后，开始执行任务。

　　这一层的难度在于：目前的人工智能还做不到100%的准确率，同时速度较慢，耗时耗力，但是硬件执行任务的驱动需要精准控制，要以100%的准确率作为基础，因此业内还是会采用传统的控制论方式来发号施令，执行任务。

　　由此可知，要让人形机器人身上的这四大硬件，一大软件系统有机地整合在一起，协同工作，相互配合，同时还要让合适的部位有合适的力量、速度和准确性来完成所需的任务，绝非易事。

　　仍以特斯拉的Optimus来说。2021 年 8 月，马斯克在特斯拉年度 AI 开放日上首次公开展示了Optimus的想法。仅过一年时间，“擎天柱”原型机就于 9 月30 日特斯拉 AI Day 发布，硬件方面，“擎天柱”身高 172CM，整体重量 73KG；行走功率500W，坐下功率 100W，整体参数与 2021 年概念机略有出入（概念机参数：身高172CM，体重 57KG，负载 20KG，行走速度最高可达每小时 8 公里）。

　　电机驱动上，Optimus拥有 2.3KWH、52V 电压的电池组，内置电子电器元件的一体单位，支持人形机器人工作一整天；选用 28 个定制关节驱动器，复用汽车动力总成设计经验，设计 6 种关节驱动器，包括 3 种不同规格的舵机（采用谐波减速器）和 3 种不同规格的直线执行器（采用永磁电机，可抬动 1.5 吨三角钢琴的），找到成本与效率的最佳组合。

　　目前特斯拉已把汽车的一些技术运用到了Optimus上，例如电池组、冷却系统等，还使用与汽车测试类似的技术来进行机器人的运动和对外部碰撞模拟。

　　特斯拉的全自动驾驶系统FSD也直接被应用在Optimus上，机器人采用了与汽车一样的视觉感知，使用摄像头输入数据，以神经网络进行计算。

　　特斯拉在新材料、电子技术上的研发能力较强，可能会用到特斯拉在火箭上的技术积累；给特斯拉带来持续爆款线 人形机器人的产业链各环节分析

　　先说结论。未来人形机器人产品之间的竞争，归根到底是一场各个本体厂家在人工智能（AI）赛道上的竞争。

　　首先比的是人工智能水平的高低：能否像人一样，理解外部环境和内部中枢发出的信息和指令，理解，判断并做出正确反应。

　　其次比的是各个软硬件之间的协同工作能力：哪怕每一个部件都是同类中最好的，但总成不好，搭配不当，同样发挥不了最佳实用效果。

　　再次就是量产后的成本比拼了：人形机器人终究是一种商品，如果其最终成本达不到市场能接受的程度，那做的再好充其量也只是一种没有商用价值的实验室产品。

　　上游为核心软硬件，硬件包括伺服电机、减速器、、传感器等；软件方面主要包括机器视觉、人机交互、机器学习、系统控制等。

　　中游则是人形机器人本体制造。