机器人界的iPhone,人形机器人概念再爆发!政策利好+市场需求双引擎驱动!一文梳理人形(多模态)机器人的国产供应链机会

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Datayes

6月28日,北京市人民政府办公厅印发《北京市机器人产业创新发展行动方案(2023—2025年)》的通知,对标国际领先人形机器人产品,支持企业和高校院所开展人形机器人整机产品、关键零部件攻关和工程化,加快建设北京市人形机器人产业创新中心,争创国家制造业创新中心。

以人形机器人小批量生产和应用为目标,打造通用智能底层软件及接口、通用硬件开发配套设施等基础条件,集中突破人形机器人通用原型机和通用人工智能大模型等关键技术,大力推动开源控制系统、开源芯片、开源仿真软件等研制和应用。以3C电子制造、新能源汽车生产、安防应急等典型场景应用示范为牵引,通过“揭榜挂帅”等方式支持产业链上下游企业联合开展产品攻关和产线建设,加速全产业链自主化进程。

机构点评,极强通用性的人形机器人将是机器人界的iPhone,类比自动驾驶,通用机器人不需要完全通用才有商业价值。

为什么要发展人形机器人?

中国劳动力人口数量持续下滑,美、德、日等多国具有同样趋势。根据国家统计局发布的数据显示,2022 年我国人口从年龄构成看,16~59 岁的劳动年龄人口8.76 亿人,占全国人口的比重为 62.0%;60 岁及以上人口 2.8 亿人,占全国人口的 19.8%,其中65 岁及以上人口2.1亿人,占全国人口的 14.9%。劳动年龄人口在 2011 年前后已经达到峰值9.4 亿人,之后开始负增长。十多年间,劳动年龄人口减少超过 6000 万。世界银行发布的数据显示,美国的劳动年龄人口自2010 年开始就加速减少,日本、德国和英法意拥有同样的人口结构变化趋势。

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中国 65 岁以上人口比例持续增加,全球 2050 年 65 岁以上人口比例将达16%。根据《中国发展报告 2020:中国人口老龄化的发展趋势和政策》预测,2025 年“十四五”规划完成时,中国 65 岁及以上的老年人将超过 2.1 亿,占总人口数的约15%;2035 年和2050年时,中国65 岁及以上的老年人将达到 3.1 亿和接近 3.8 亿,占总人口比例则分别达到22.3%和27.9%。联合国数据显示,2021 年全球 65 岁及以上人口为 7.61 亿,到2050 年这一数字将增加到16亿,80 岁及以上的人口增长速度更快。根据《世界人口展望 2022》的数据显示,2022年65岁以上人口占总人口比例为 10%,到 2050 年将升至 16%。

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中国制造业劳动力总量下降,且年轻劳动力占比快速下降。根据国家统计局数据,2015-2020年,制造企业平均用工人数由 8711 万人下滑至 6550 万人,远高于同期营业收入3%水平的降幅。从年龄结构看,2015 年制造业劳动力 30 岁以下占比 28.2%,30-45 岁占比45.7%,45岁以上占比 26.2%,到了 2019 年,制造业劳动力 30 岁以下占比 21.4%,30-45 岁占比46.1%,45岁以上占比 32.4%,制造业劳动力年龄老化速度过快。

美国制造业人数下降,比例已降至历史最低水平。根据中央财经大学国际金融研究中心客座研究员张启迪《重新审视美国制造业的“衰落”》,自 1939 年以来美国制造业就业人数持续增长,至 1978 年达到顶峰(1933 万人)。2022 年美国制造业就业人数为1298 万人,占全部就业的比重仅为 8%,处于历史最低水平。

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人力成本持续上升,机器替代人是一大趋势。根据中国政府网,从2022 年第三季度全国“最缺工”的 100 个职业排行看,其中有 39 个属于生产制造及有关人员,有19 个属于专业技术人员。从缺工岗位看,主要缺的是劳动密集型行业低技能一线员工和部分专业技术人员。“在劳动年龄人口下降、劳动力供给趋紧、人工成本上升的背景下,用机器替代流水线上的简单重复劳动是一大趋势。”中国人民大学中国就业研究所所长曾湘泉说。根据ReshoringInstitute报告,全球 13 个国家制造业基层员工薪资中,德、美、英人均年薪超过3 万美元,中国在人力方面已不再是低成本国家。

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中国是全球最大的机器人市场,21 年全球机器人增速创新高。根据国际机器人联合会(IFR)发布的《2022 年全球机器人报告》,2021 年全球工厂新安装51.7 万台机器人,同比增长31%,创下历史新高。全球运行中的机器人存量约为 350 万台,亦创下了新的纪录。作为全球第一大工业机器人市场,中国 2021 年安装量增长 51%,新安装 26.82 万台。运行存量突破100万台大关,增长 27%。

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为什么要是“人形”?

原因一:“人形”是最适合人类社会所有场景的形态,无需改变场景来适应机器,一旦技术成熟可直接用于所有社会场景。

根据中新网,在 2019 年的特斯拉AI Day,马斯克曾表示,“TeslaBot可以执行一些危险、重复、枯燥的任务”。他希望今后人类不想干的事统统交给特斯拉机器人来干,并推测人们可能会发掘出连他都预料不到的用途。根据证券时报,2023 年特斯拉股东大会上马斯克表示,“未来每个人都会拥有一个人形机器人,这个市场将会超过电动车的需求,可能是百亿美元级别的。如果人形机器人和人的比例是 2 比 1 左右,那么人们对机器人的需求量可能是100亿乃至200亿个,会远超电动车的数量。”

根据高工机器人网,马斯克的思路是第一批机器人主要在B 端应用,服务于危险、无聊、重复的工作或人们不想做的工作;第二批大规模使用的机器人,让机器人在现实世界中导航,无需指令也能做有用的事;第三批是预计不到 10 年后,人们可以在家里使用的机器人。

原因二:恐怖谷理论下,“人形”的好感度上限远高于非人形,一旦产生移情效应将颠覆作为“物”的属性,即便作为“工具人”性能欠缺也具备商业化价值。

根据百度百科,“恐怖谷理论”是 1970 年被日本机器人专家森昌弘提出,森昌弘的假设指出:由于机器人与人类在外表、动作上相似,所以人类亦会对机器人产生正面的情感;而当机器人与人类的相似程度达到一个特定程度的时候,人类对他们的反应便会突然变得极其负面和反感,哪怕机器人与人类只有一点点的差别,都会显得非常显眼刺目,从而整个机器人有非常僵硬恐怖的感觉,犹如面对行尸走肉;当机器人和人类的相似度继续上升,相当于普通人之间的相似度的时候,人类对他们的情感反应会再度回到正面,产生人类与人类之间的移情作用。

人形机器人具备满足马斯洛前四级需求的可能,移情效应下ToC 端“人形”将极大提高用户粘性。根据维基百科,马斯洛需求层次理论构建了人类需求的五级模型,从层次结构的底部向上,需求分别为:生理(食物和衣服),安全(工作保障),社交需要(友谊),尊重和自我实现。我们认为人形机器人至少具备满足前四级需求的可能,这是非人形机器人所无法突破的。人类会借助一些物品来满足各层级需求,而非物品本身满足人类需求,但人形机器人具备本身满足其需求的可能性。一旦与人形机器人产生了移情作用,率先进入 ToC 端的意义将不仅仅是产品力和品牌层面的先发优势,还有其特定的“形象”,这将大大提高用户粘性。

ChatGPT 成熟技术加持下,只“说”不“做”也可满足交流、尊重等需求。根据AI 技术聚合网,ChatGPT 的原理是基于自回归语言模型,它是一种基于深度学习的自然语言处理技术,可以用来生成自然语言文本。根据世界首位机器人公民、联合国创新大使机器人索菲亚官方账号,英国 Engineered Arts 公司人形机器人 Ameca 在安装了 GPT-3 后,Ameca 变成了一个“专家”,能够与人们聊天说地,也能快速对答各种提问。在接入 GPT-4 后,Ameca 获得了通过表情来表达含义的能力,已具备语言、表情、动作等能力。

原因三:73855 定律下视觉传达信息作用大,“人形”的肢体语言最符合人类认知。我们认为“人形”的肢体语言、神态语言最符合人类思维方式和认知,人类无需适应机器人,便能轻松理解机器人的动作。

根据百度百科,美国心理学家 Mehrabian 研究发现,55%的信息通过视觉传达的,如手势、表情、外表、妆扮、肢体语言,38%的信息通过听觉传达,如说话的语调、声音的抑扬顿挫等,而语言本身只能传递出 7%的信息,因此“人形”在实现人机交互中意义重大。例如英国Engineered Arts 公司的人形机器人 Ameca,仅通过看其表情和肢体动作,就能理解其“表达”的意思。

什么是具身智能?

ChatGPT本质是文字接龙,RobotGPT可看作是文字/语言/各类传感器接收的信号-动作接龙,拐点或是适用于机器人运动控制的生成式大模型。

斯坦福大学2023年最新论文《RobotGPT:FromChatGPTtoRobotIntelligence》基于和ChatGPT类似的工作原理构建了RobotGPT的框架。以特斯拉Optimus机器人为例,当前最核心的问题是在算法层面的运动控制,一套适用于机器人运动控制的生成式大模型将对人形机器人有质的提升。

人形机器人商业化前景几何?

极强通用性的人形机器人将是机器人界的iPhone,类比自动驾驶,通用机器人不需要完全通用才有商业价值。

根据第一财经报道,美国当前最低时薪7.25美元,即便只替代最基础的岗位,人力成本也将大幅下降。根据莱特定律,产量从一到十的过程中,生产成本会有三次15%左右的降低,最终生产成本会降到原来的60%左右。过去大多数时间里科技进步是线性的,摩尔定律将其变为了指数级。从1958年半导体的发明到2022年已到达古印度舍罕王故事中“棋盘的后一半”。

软硬件持续突破 机器人有望成为大模型终极载体

人形机器人发展需“硬件”“软件”两手抓,未来人形机器人的发展将很大程度上取决于精密减速器,机器视觉,多模态大模型接入三方面的技术性突破。精密减速器作为人形机器人的核心零件,对其执行和运动的稳定性和完整度具有重要影响;而机器视觉是人形机器人“看见世界”的重要突破口;多模态大模型赋予机器人对于多形态输入的“学习理解”能力。

前两个方向在 2023Q1 的资本市场得到初步印证。据高工机器人研究所数据显示,2023 年第一季度,中国工业机器人领域融资 16 例,涉及资金近 9.5 亿元人民币;按融资案例分布来看,2023 年一季度融资案例数量最多的是机器视觉领域(38%),其次是零部件领域(31%);融资金额最大的领域是机器视觉(35.5%)。日前,DeepMind 展示智能体“RoboCat”,后续多模态机器人需要持续跟踪。

机器人快速迭代 国产供应链迎来新机遇

特斯拉机器人为例,经过我们的测算,目前特斯拉机器人关节的总成本为41万元左右,从高到低价值量占比前四的零部件分别为:力矩传感器、滚柱丝杠、无框电机、谐波减速器。

特斯拉机器人关节 BOM 表成本

产业链相关公司一览

华金证券《从ChatGPT到RobotGPT,回答人形机器人八个问题》

招商证券《全球产业趋势跟踪周报:机器人有望成为大模型终极载体,顶层设计推动医保数据共享》

华泰证券《人形机器人迭代下供应链的新机遇》

来源:Datayes

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