2023年人形机器人行业产业链全景分析及未来市场发展趋势研究预测
报告发布方：中金企信国际咨询《2024-2029年全球及中国人形机器人市场监测调查及投资战略评估预测报告》
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随着全球工业机器人行业逐渐成熟，以及AI技术快速发展，人形机器人行业进入萌芽期。相比于工业机器人，人形机器人更能适应于各类现实生活的场景，使得机器人能从专用转向通用，增大规模效应降低成本;此外，人形机器人也是实现具身智能的最佳物理形态之一。
人形机器人具有更智能的大脑：工业机器人的行为通常是被事先编码设定的;人形机器人在全方位AI感知技术以及GPT大语言模型加持下呈现出较高的主动性具体表现为具有自主学习、决策以及推理的能力。
人形机器人具有更灵活的身体：通用型工业机器人因为其主要替代的是重复性劳动，根据事先设定完成重复工作，所以其自由度一般为4-6;而人形机器人的行为更类人，其自由度一般在20以上，使其能够完成更加复杂、多样的动作。
人形机器人的应用场景更加多元化：由于被事先设定，工业机器人的应用场景相对固定;人形机器人一方面在大脑层面具备自主学习、决策以及推理的能力，另一方面在身体层面具备更高自由度，能够完成更加多样的动作，因而其应用场景更加多元化。
一、人形机器人发展的三阶段
人形机器人的“萌芽阶段”（1960-1990）。这一阶段的人形机器人特征为初具“人形态”，研发重点着重在机器人的“下肢运动”。1968年，美国的通用电气公司（R．Smosher）试制了一台名为“Rig”的操纵型双足步行机器人机械，同年，日本早稻田大学加藤一郎教授在日本首先展开了双足机器人的研制工作，并先后推出了WAP-1、WAP-3、WL-5等持续迭代的双足机器人版本，自此人形机器人产业步入萌芽阶段。此外，除了日本在人形机器人研制上做出较大贡献外，包括英国、苏联等国家也纷纷加入机器人的研制上，例如，英国于1970年研制成功的“Witt”型双足机器人，苏联则研制出两轮双足行走机器人。
而我国在人形机器人的研发起步相对较慢，自1985年始，国内几所科研院校才陆续开始人形机器人的研发工作，而直到2000年，中国国防科技大学经过多年的努力成果才研制出我国第一台仿人型机器人“先行者”，哈尔滨工业大学也自1985年研发双足步行机器人以来，先后推出HJT-I、HJT-II、HJT-III等型号的机器人。
人形机器人的“发展阶段”（1990-2010）。这一阶段的人形机器人特征为附加更多功能，研发重点从之前的“如何实现更好行走”到“赋予机器人更多其他的‘仿人特征’”。自1986年开始，日本丰田公司推出了P系列1-3型机器人，在1997年推出了“P3”和2000年推出了“ASIMO”，“ASIMO”除了优化步行方式外，还增加了对手部的操作和控制。同年，日本索尼于2000年推出人形娱乐机器人SDR-3X，该机器人较以往产品最大的区别在于配备了声音识别和图像识别功能，可以根据音乐实现节奏运动。丰田和索尼公司推出的新一代人形机器人，将仿人机器人的研制和生产正式推向实用化、工程化和市场化。
人形机器人的“百花齐放阶段”（2010至今）。这一阶段的人形机器人特征为“智能化”，研发重点从之前的“赋予机器人更多其他的‘仿人特征’”到“机器人如何衍生自主决策能力”。海外方面，波士顿动力、特斯拉、EngineeredArts、软银等海外科技企业纷纷发布自主研发的人形机器人，比如2015年软银率先实现人形机器人的商业化进程、2021年波士顿动力展示运动能力出色的Atlas、2022年特斯拉发布Optimus原型机等。国内方面，小米、优必选、傅利叶智能等厂商也积极入局。该阶段的人形机器人除了运动模块和感知模块更为成熟外，最突出的特点就是大模型的应用，机器人的训练速度和效率大大提高、强化机器人的自主决策能力。
二、人形机器人产业链
人形机器人揭榜挂帅榜单包括核心基础、重点产品、公共支撑、典型应用四大类型。人形机器人揭榜挂帅任务榜单包括：①核心基础，包括全身动力学控制算法、电机驱动器、力传感器、MEMS姿态传感器、触觉传感器。重点研发小体积、高效率、高性能的核心零部件，推动核心零部件的产业化应用；全身动力学控制算法形成人形机器人高动态行走控制方法，在人形机器人实物平台上进行实验验证。②重点产品，包括旋转型电驱动关节、直线型电驱动关节、机械臂与灵巧手、高算力主控制器、高能量密度电池。旋转型关节、直线型关节、机械臂与灵巧手实现人形机器人高爆发、高功率密度的关节性能需要；高算力主控制器研究开放性控制器软件，实现先进算法的模块化可拓展；高能量密度电池实现电池组小型化、轻量化设计，同时满足人形机器人瞬时功率大、连续工作时间长的需求。③公共支撑，包括人形机器人的端到端仿真开发平台、标准&测试&评估、机器脑智能控制技术。④典型应用，包括面向工业制造、灾害救援、危险作业、智慧物流、安防巡逻、服务娱乐的典型应用，提升传统生产环节的作业效率，推动人形机器人在新兴领域的应用。
人形机器人产业链的上游核心零部件厂商包括无框力矩电机厂商步科股份，空心杯电机厂商鸣志电器，减速器厂商绿的谐波、中大力德、双环传动，控制系统厂商汇川技术，编码器与传感器厂商昊志机电，行星滚柱丝杠厂商长盛轴承、秦川机床等;中游人形机器人本体制造厂商数量较少，主要包括特斯拉、小米、优必选、智元机器人等;下游应用领域广泛，不同行业的厂商众多。
根据数据，以特斯拉Optimus为例，2023年人形机器人核心零部件价值量排名前三的是无框力矩电机、减速器和力传感器;而2030年，无框力矩电机价值量占比下降，力传感器、减速器价值量占比上升，且力传感器将超过减速器，排名第二，三者合计占比仍超过50%。
三、我国人形机器人市场规模分析
人形机器人是信息、制造、材料、能源、生命等技术的集大成者，涉及领域新、技术含量高，其创新发展蕴含巨大生产力潜能，有望带动新经济增长点不断涌现。在政策和技术的双重加持下，人形机器人在工业、医疗、家庭服务等领域具有巨大应用空间。根据IFR和中国电子学会数据，尽管人形机器人处于起步阶段，但参照其他电子产品渗透率超过20%后将爆发式增长。2023—2030年，按年均复合增长率30%测算，预计到2030年，我国人形机器人市场规模有望达约8700亿元。
近年来，国内外多家企业积极布局人形机器人产业并发布相关产品，全球人形机器人产业正迎来重要机遇期。国外企业中，特斯拉、波士顿动力、本田、EngineeredArts、1XTechnologies等企业纷纷发布了Optimus、Atlas、ASIMO等人形机器人产品或其迭代产品；国内企业中，优必选、达闼机器人、小米、傅里叶智能正逐步进行产品首发及更新。
四、全球人形机器人行业市场规模前景
从全球范围来看，人形机器人已有商业应用场景预期落地，例如巡逻、物流仓储;商业化进程领先的人形机器人产品则有EVE和Digit。具体而言，美国1Xtechnologies公司与ADTcommercial公司共同研发的人形机器人EVE目前已成功应用于巡逻安保场景;Digit的应用场景主要是在物流仓储环节，进行的任务主要包括卸载货车、搬运箱子、管理货架等，预计将在2025年全面上市。
在政策、资本以及技术多维度赋能下，人形机器人市场的潜力有望被加速释放。未来的商业应用场景有望渗透进入服务业、制造业等领域。马斯克曾表示其设计特斯拉机器人的远景目标是让其服务于千家万户比如做饭、修剪草坪、照顾老人等。目前较有潜力的人形机器人发展方向主要面向制造业、航天探索、生活服务业、高校科研等，预计2025年人形机器人将有望实现制造业场景应用的突破，小批量应用于电子、汽车等生产制造环境。
根据中金企信报告预测，预计到2026年全球人形机器人在服务机器人中的渗透率有望达到3.5%，市场规模超20亿美元，到2030年全球市场规模有望突破200亿美元。