6月15日,上海市人民政府办公厅印发《上海市推动制造业高质量发展的三年行动计划(2023-2025年)》,其中明确提到,要增加制造业中工业机器人的使用密度,前瞻性布局人形机器人、智能机器人等赛道。到2025年,上海新增应用工业机器人不少于2万台,工业机器人使用密度力争达360台/万人。

1、机器人应用场景是有哪些?目前技术发展到什么程度? 

根据IFR分类,机器人主要包括工业机器人和服务机器人。

1) 工业机器人:是一种通过编程或示教实现自动运行,具有多关节或多自由度,并且具有一定感知功能,如视觉、力觉、位移检测等,从而实现对环境和工作对象自主判断和决策,能够代替人工完成各类繁重、乏味或有害环境力劳动的自动化机器。

2) 服务机器人:是除工业机器人以外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人的统称。根据应用场景的不同,服务机器人可分为家用服务机器人和专业服务机器人两个领域,其中,家用服务机器人可分为清洁机器人、娱乐机器人、教育机-器人、陪护机器人、家庭安全机器人等;专业服务机器人可分为医疗机器人、安防巡检机器人、物流机器人、客服机器人以及军事机器人等。

机器人发展经历了实验室技术积累阶段,工业机器人先行,目前正逐步走向具身智能时代。特斯拉人形机器人Optimus作为标志性产品,在2023年5月发布会上展示了精准的控制、感知能力,获得广泛关注。行业内代表性机器人产品还包括波士顿动力 Atlas,国内的小米Cyber One,优必选Walker X等,人形机器人智能化水平明显提升,商业化落地有望加速。

1) 特斯拉5月17日股东大会上,CEO 马斯克提及了人形机器人业务,并发布视频展示机器人 Optimus 包括自主行走、环境探索及记忆、控制力道不打碎鸡蛋、机器手灵活抓取物体等诸多细节,相比去年 AI DAY 亮相进步明显,体现在:精准的控制力,Tesla Bot电机转矩控制已经可以达到十分精密的水平,能够在运动过程中不打碎脚下的鸡蛋。探索并记忆环境功能,目前特斯拉汽车的FSD(全自动驾驶)系统和人形机器人的底层模块已经打通,人形机器人可以使用FSD构建强大的视觉系统,通过摄像头让模型快速迁移,有望构建有史以来最大的人形机器人数据飞轮。

2) 美东时间6月20日,DeepMind展示了用于机器人的AI智能体Robo Cat。DeepMind称其为全球首个能解决和适应多重任务的智能体。更重要的是,Robo Cat是一个可以自我改进的AI代理,其可以操作不同的机械臂,而且只需最少100次演示即可解决任务,并从其自生成的数据中进行改进。

人形机器人未来将对社会变革与发展产生重要影响作用,将人类从低级和高危行业中解放出来,使人类能够专注于高级智慧活动,从而提升生产力水平和工作效率。马斯克在股东大会上也表示,人形机器人未来需求可能远超汽车,未来特斯拉的长期价值将主要来自人形机器人——“未来每个人都会拥有一个人形机器人,有些人甚至不止一个”。根据麦肯锡预测,长期来看,全球人形机器人市场空间可达120万亿级别,是一个崭新且空间庞大的蓝海市场。人形机器人未来将具备计算机视觉、自然语言处理、动作规划和控制功能,并且可以拥有语音交互、行走和执行复杂任务等与物理世界互动能力。因此,人形机器人未来将成为下一代人工智能浪潮中,具身智能的合适载体。

2、机器人产业链是怎样的? 

1) 工业机器人

工业机器人为产业链确定性赛道之一,受益于智能制造及国产化双重驱动,是一国制造能力的体现。IFR、中国电子学会数据显示,2021 年中国机器人市场规模达到 994 亿元,其中工业机器人 525 亿元,占比 53%, 远高于服务机器人和特种机器人。工业机器人产业链上中下游分别为核心零部件、机器人本体制造和系统集成,其中本体厂商位于工业机器人核心环节,本体厂商往往上中下游全产业链布局,除减速器外购,伺服系统及控制器是本体厂商核心技术,一般均为自制。工业机器人核心零部件是减速器(成本占比35%)、伺服电机(成本占比20%左右)、控制器(成本占比15%左右)。

图1:工业机器人成本构成

资料来源:节卡股份招股说明书

图2:工业机器人成本构成

资料来源:维科网机器人

2) 人形机器人

人形机器人产业链主要包含软件端(环境感知模块、智能AI芯片模块、操作系统模块)和硬件端(运动控制模块)。从大的产业链上看,机器人可分为上游核心零部件、中游机器人本体,下游系统集成商。从人形机器人核心零部件拆分方面,以特斯拉Optimus 为例,全身40个自由度由线性关节、旋转关节以及手部三部分构成,线性关节包含电机+驱动器、行星滚动丝杠、力矩传感器等,旋转关节包含电机+驱动器、交叉滚子轴承、谐波减速器、位置传感器、力矩传感器等,手部包含空心杯电机、编码器、精密行星齿轮箱等。识别能力,执行从未执行过的任务,灵巧手、视觉、触觉等更高级功能应运而生,催生无刷空心杯电机、3D 结构光像机、多维力矩传感和电子皮肤等新增需求。

图3:人形机器人产业链

资料来源:绿的谐波招股说明书

3、我国机器人产业发展前景如何?

在日前举办的第八届中国机器人峰会暨智能经济人才峰会上,中国机器人峰会专家委员会发布的《中国机器人产业发展指数研究报告》显示,中国已成为全球机器人最大的应用市场和创新发展最为活跃的国家,工业机器人消费量连续9年居全球首位。

从政策来看,今年以来,国内密集发布人形机器人相关政策。2023年1月,工信部等 17 部门联合印发《“机器人+”应用行动实施方案》,提出到2025年,制造业机器人密度较2020年实现翻番,服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升。根据北京、山东、深圳人民政府官网,4月20日,北京市提出加紧布局人形机器人整机,对标紧跟国际领先机器人产品,按工程化思路布局北京人形机器人整机及相关核心产品。4月29日,山东省提出加快布局人形机器人等多项前沿领域。5月31日,深圳市提出开展通用型具身智能机器人的研发和应用,加快组建广东省人形机器人制造业创新中心,发挥粤港澳大湾区制造业优势,开展人形机器人规模化应用。6月15日,上海市提出要增加制造业中工业机器人的使用密度,前瞻性布局人形机器人、智能机器人等赛道。到2025年,上海新增应用工业机器人不少于2万台,工业机器人使用密度力争达360台/万人。 

表1:2023年国内机器人政策汇总

资料来源:工信部,北京市人民政府官网,山东省人民政府官网,深圳市人民政府官网,上海市人民政府官网

从市场规模来看,根据IFR,2021年全球机器人销售额为405亿元,预计2024年将达到623亿元,其中工业机器人市场规模呈现稳步增长趋势,2021年市场规模为165亿美元,预计2024年有望达到230亿美元;服务机器人整体保持较高速增长,2021年市场规模为162亿美元,预计2024年有望达到290亿美元;特种机器人2021年市场规模为78亿美元,预计2024年有望达到140亿美元。

图4:2017-2024全球机器人(工业+服务+特种机器人)销售额及预测(亿美元)

资料来源:IFR,中国电子学会《中国机器人产业发展报告(2022年)》

4、《上海市推动制造业高质量发展的三年行动计划》中机器人产业规划发展对科创板带来怎样的契机?

机器人产业发展日新月异,新技术新产品新应用层出不穷,新生态加速构建。在消费及投资复苏背景下,中国机器人产业整体将迎来新一轮高速增长,全面带动工业机器人、服务机器人、特种机器人甚至人形机器人产业链的全面繁荣。

其中,人形机器人浪潮加速,硬件中价值量占比较高,根据中国新闻网报道,伺服电机、减速机、控制系统、驱动器与机器视觉等重要零部件占据人形机器人成本超过70%。AI+机器人产业趋势已逐渐成型,区别于传统基于编程操控的机器人,智能机器人可以做更加精细的工作,也可以通过对外界的感知人形机器人在技术进步、政策支持、远期市场空间广阔的背景下,当前相关核心部件供应链将优先受益。未来机器人产业的高速发展,有望持续为科创板注入新鲜活力,助推科创板板块价值进步增长。

$工银科创板50ETF联接A(OTCFUND|011614)$

$工银信息产业混合A(OTCFUND|000263)$

$工银科技龙头ETF发起式联接A(OTCFUND|012882)$

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