全球人形机器人行业格局 - 人形机器人赛道由中美两国主导，摩根士丹利研报显示人形机器人价值链TOP100企业中，中国企业占37家（含中国台湾），美国占35家，日韩占18家，欧洲和中东共12家[70] - 中美之外的其他国家产品性能存在明显差距，俄罗斯、伊朗、印度、越南等国的产品在灵活性、载重能力等技术指标上落后[31][33][37][39] - 行业存在无形的"技术铁幕"，阻挡其他国家的追赶[67] 中美两国竞争优势分析 - 美国企业拥有强大的开发能力和深厚资本，能够调动全球产业链，在机器人"大脑"领域优势明显，英特尔、高通、英伟达等芯片企业以及微软、谷歌、Meta等算法企业均进入TOP100[76] - 中国工业体系完整，人形机器人所需大部分技术和零件可自研自产，进入TOP100的中国企业均匀分布在"大脑"、"身体"、"整机集成"三个领域，包括百度、地平线、宁德时代、三花智控、兆威机电、小鹏、小米、比亚迪等[76] - 全球一半以上AI专利掌握在中美两国手中，包括语言大模型和智驾模型，这些训练成果可应用于机器人[82] 技术难点与突破方向 - 人形机器人三大难点包括前臂和手的机械设计、规模化制造能力、现实世界人工智能[69] - 人形机器人本质是用传感器和电机、液压装置模拟人体，需要高精度、低延迟零件和高性能处理器在几毫秒内完成数据接收、识别决策和指令传递[72] - 特斯拉Optimus和小鹏IRON采用以视觉为主的方案，与智驾模型策略一脉相承，在跑步、搬运等常见场景已实现半自主操作[82][84] 各国产品性能对比 - 俄罗斯AIDdol机器人行走速度仅6km/h，载重能力10公斤，发布会现场摔倒[20]；伊朗Surena IV步行速度0.7km/h，抓取水瓶需20秒[35][37] - 印度Spaceo机器人采用轮式底盘，机械臂载重20公斤，规划中的Spaceo Prime版本计划用于太空探索[39][44][46] - 日本本田asimo早在2000年推出，行走速度达6-9km/h，但依赖预先编写程序，未能成功商业化[57][78] 行业发展驱动因素 - 人形机器人未来在家庭服务和生产需求方面有广阔前景，泛用性无可取代[87] - 降低成本是实现大规模量产的关键，早期产品制造成本超百万，需要通过简化设计和提高零件效率来降低价格[74] - 将语言大模型融入机器人可使用户通过自然语言对话控制机器人[85]

人形机器人发展现状与核心理念 - 人形机器人的设计理念是采用与人类相同的身体结构，在人类环境中像人类一样工作，旨在打造一种通用机器人以替代数百万种执行特定任务的不同类型机器人 [5] - 行业参与者对人形机器人的经济潜力抱有极高预期，例如特斯拉首席执行官预测其Optimus机器人可能创造30万亿美元的收入，并将其称为"或许是全球最大的产品" [6] - 尽管存在狂热宣传，但人形机器人目前仍处于发展初期，远未达到宣传热度的峰值，其核心价值主张的实现依赖于达到人类水平的灵巧操控能力 [3][6][7] 灵巧性挑战与技术瓶颈 - 机器人灵巧操控的研究已持续65年以上，但至今尚无任何一款多关节手指机器人手部能达到足够的耐用性、力度和使用寿命以满足实际工业应用需求 [2][13][16] - 工业环境中主流的机器人末端执行器仍是平行夹爪抓取器和吸盘式抓取器，而非模仿人类手部的复杂设计 [13][16] - 当前主流的研究方法是通过让机器人"观看"人类完成任务的第一视角视频来进行端到端学习，但这种方法完全忽略了触觉和力反馈等对人类灵巧性至关重要的数据 [22][25][26] 端到端学习的成功案例与局限性 - 端到端学习在语音转文字、图像标注和大型语言模型三个领域取得革命性突破的关键，不仅依赖于大规模数据集，更依赖于针对特定领域精心设计的前端数据预处理工程 [27][31][34][39] - 这些成功案例的前端预处理技术最初都是为了实现人类感官信息的远程或异步传输而研发的，例如语音压缩技术是为了电话通信，图像序列化是为了图像传输 [32][34][38] - 在触觉领域，目前尚无类似的技术积累来捕捉、存储和回放触觉信号，这使得单纯依靠视觉数据来训练灵巧性面临根本性挑战 [43] 实现灵巧性的关键要素 - 人类的灵巧性极度依赖于丰富复杂的触觉感知系统，例如人类手部无毛皮肤中约有1.7万个低阈值机械感受器，仅每个指尖就有约1000个，目前已发现15种不同类型的神经元参与人类手部的触觉感知 [45][48][49] - 学术界的探索性研究显示，更先进的数据收集方法需将人类的手指动作与人类在控制机器人手时所感知的触觉信号关联起来，这超越了仅收集视觉数据的局限 [52][55] - 实现真正的灵巧性不仅需要学习动作策略，更需要学习如何根据触觉层面的感知来调整任务目标规划，这仍需要大量研究 [56] 人形机器人行走的安全性问题 - 当前与人类等大的双足行走人形机器人对人类而言并不安全，其行走主要依靠基于零力矩点算法和大功率电机来维持平衡，一旦摔倒，其刚性结构和高能量腿部会对附近人类造成严重伤害 [57][59][61] - 物理系统的缩放定律使得安全性问题随尺寸放大而急剧恶化，将机器人放大到人类尺寸（比例系数2）时，其能量需求会变为8倍，潜在伤害级别完全不同 [62][63] - 要实现与人类安全共享空间的大规模部署，必须研发出更安全、可近距离接触的双足行走机器人，但目前尚未解决此问题 [57][63] 人形机器人未来形态演变 - "人形机器人"的定义将随时间演变，未来其"脚"可能被轮子取代，出现"单臂、双臂、三臂"等不同版本，并配备非被动摄像头传感器，但仍会被称为"人形机器人" [64][65] - 未来将出现大量为特定人类任务设计的专用机器人，形态各异，但都会被称为"人形机器人"，而当前为榨取现有设计性能投入的巨额资金可能付诸东流 [66] - 行业预测在未来15年，虽然会拥有大量人形机器人，但它们的外观既不会像如今的人形机器人，也不会像人类 [2][66]

摩根士丹利科技产业报告 - 摩根士丹利发布《人形机器人100：绘制人形机器人价值链图谱》报告 通过拆分产业链梳理投资机会 [1] - 报告将产业链分为"大脑"(AI芯片与软件 27家)、"身体"(传感器/执行器/电池等 53家)、"集成商"(20家)三大层级 [3] - 集成商包括苹果、阿里巴巴、美的(库卡)等跨行业企业 库卡因减速器技术被重点提及 美的增持其股份至30%以上 [3][5] 日本机器人产业发展历程 - 索尼2004年推出QRIO机器人 拥有38个关节和5指机械手 采用镁合金结构和自主操作系统Aperios [6][7] - 本田ASIMO项目始于1986年 2000年推出初代 2011年第三代拥有57个关节 时速达9km 具备避障能力 [12][14][24][25] - 日本机器人造价高昂 ASIMO单台成本250万美元 索尼QRIO于2006年停产 本田ASIMO于2022年退役 [29][36] 中国机器人技术演进 - 2000年国防科大推出"先行者"机器人 因外观设计简陋遭舆论嘲讽 但实现仿生步行等关键技术突破 [17][18][22] - 2022年后中国厂商集中发力 特斯拉Optimus造价7万美元 宇树科技G1售价9.9万元 小米推出CyberOne [29][32][42] - 2024年WAIC展会展示十余款国产人形机器人 包括傅利叶GR-2、星动纪元STAR1等系列化产品 [32][34] 行业技术发展趋势 - 传统日本机器人依赖非标手搓件 缺乏产业链支持 而新兴企业通过标准化降低成本至1.5-3万美元区间 [36][42] - 2024年CMG机器人大赛展示宇树G1实战能力 实现回旋踢等复杂动作 反映运动控制技术突破 [44][46] - 液压驱动的波士顿动力Atlas造价200万美元 与电机驱动的主流方案形成技术路线差异 [34][42]