华泰证券机械设备专题研究:工信部启动人形机器人揭榜挂帅工作

工信部印发2025年人形机器人揭榜挂帅目标,明确攻关方向与应用场景

2023年9月13日,工信部印发《2023年未来产业创新任务揭榜挂帅工作》,面向元宇宙、人形机器人、脑机接口、通用人工智能4个重点方向提出了2025年的具体目标。人形机器人揭榜挂帅任务分为核心基础、重点产品、公共支撑和典型应用四大类。核心基础包括力控算法、驱动器、力传感器、MEMS姿态传感器、触觉传感器;重点产品包括旋转电驱关节、线性电驱关节等;公共支撑包括人形端到端仿真、标准/测试/评估和机器脑智能;典型应用包括工业、灾害救援、危险作业、物流、安防和娱乐六大场景。通知进一步明确了人形机器人攻关重点与应用场景,有望加速人形产业化落地。

核心基础:全身动力学控制算法居首,五大任务中三项为传感器

全身动力学控制算法位居核心基础之首,目标到2025年,建立支持躯干28个自由度以上的人形机器人行走控制算法,实现斜坡、台阶、非平整路面等环境的高动态行走,平地最大行走速度≥4km/h,最大奔跑速度≥9km/h。力传感器目标到2025年,实现低成本、高性能,精度达到0.5%FS,响应时间优于0.03s。MEMS传感器目标到2025年,实现俯仰角和横滚角静态精度0.1,零偏稳定性(1,10s平滑)≥0.3/h。触觉传感器目标到2025年,实现指尖、指腹和掌面部位阵列密度1mm2(厚度≤0.3mm);力检测范围0.1-240N/cm2 (10g/cm2-24kg/cm2)5%;最小检测力10g。

重点产品:旋转与线性电驱关节排名靠前,五大任务中三项为执行器

旋转电驱关节目标2025年实现减速器、电机、驱动器等部件的集成,满足腰、髋、膝、肘等关节驱动需要,峰值功率密度>600W/kg,峰值力矩密度>100N.m/kg。线性电驱关节目标到到2025年满足臀关节、膝关节、踝关节等应用需求,推力覆盖500-10000N,推力密度≥1500N/kg。机械臂和灵巧手实现当臂手一起工作时,手指末端负载能力≥3kg,灵巧手集成位置、力、触觉等传感器,臂体重量≤9kg(其中灵巧手≤900g)。高算力主控制器实现单台主控制器工作功耗不高于60W,算力不低于200Tops。高能量密度电池实现输出电压48V-100V,能量密度不低于220Wh/kg。

公共支撑:端到端仿真、人形标准/测试/评估、脑智能为重点

人形机器人的端到端仿真开发平台目标到2025年支持大规模并行GPU机器学习训练,同一场景下并行开展训练的机器数量不低于1000个。人形机器人的标准/测试/评估目标打造实验平台,实现对人形机器人行走能力、续航能力、载重能力等关键性能及核心零部件关键性能的测试。机器脑智能控制技术目标到2025年,构建特定场景的人形机器人多模态环境感知-自然语言-运动规划数据集,具有感知能力、语音识别能力、自然语言处理能力、任务决策与规划能力,建立不低于100亿的典型任务参数集,自动化处理任务的类型不低于100种,并能够在人形机器人上实现应用。

典型应用:明确工业制造/灾害救援/危险作业/物流/巡逻/服务娱乐六大场景

2025年,工业场景中人形机器人目标实现行走速度≥3km/h,可操作≥10种设备或工具,综合工况续航≥4h,整机通电后准备时间<5min。灾害救援中人形目标实现地形攀爬能力不低于50cm,移动速度≥5km/h。危险作业中人形目标在焊接、切割、整理等作业中准确率≥95%;实现与人协作,能够操作≥50种工具。仓储物流中人形目标实现移动速度≥4km/h;双臂负载能力≥10kg;单次工作时长≥3h。安防巡逻中人形目标实现单次运动里程≥6km,单次工作时长≥3h,负重≥5kg。服务娱乐场景中人形目标实现与人比较流畅的沟通,基础动作单元≥15种,落地应用场景≥10个。

风险提示:投资人应当认真阅读《基金合同》、《招募说明书》等基金法律文件,了解基金的风险收益特征,并根据自身的投资目的、投资期限、投资经验、资产状况等判断基金是否和投资人的风险承受能力相适应。基金的过往业绩并不预示其未来表现,基金管理人管理的其他基金的业绩并不构成基金业绩表现的保证。基金有风险,投资需谨慎。

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