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互聯網、新能源之後,下一個是機器人嗎

發布 2022-7-29 上午08:41
更新 2023-7-9 下午06:32

今年6月,特斯拉CEO馬斯克稱將於2022年9月30日公佈人形機器人原型機Optimus(擎天柱),而後整個市場的機器人板塊就沸騰了,開始異動不斷。

馬斯克作為現在商業界少有能數次改變世界的男人,對於市場的影響力可見一斑。而特斯拉這個人形機器人的發佈的意義可能不亞於現在回頭看當初第一輛特斯拉汽車發佈的意義。

這是否會標志著機器人時代徹底開啟?

一個誇張的市場

大家想像中的機器人時代應該是什麼樣子?

是電影裏《人工智慧》裏,機器人佔據了社會的重要組成部分,成為人類的好搭檔?

還是《機器人總動員》,機器人除了高度智能化以外已經具備情感,甚至可以談戀愛?

或者是機器人威脅論, 《i,robot》裏機器人最終變成人類的“機械公敵”?

無論是怎麼樣的想像,有一點共識就是隨著社會的發展,機器人的時代終會到來,是大勢所趨。

馬斯克對特斯拉機器人未來的構想是:它將可以用來“消除危險、重複性和無聊的工作”,執行工業生產和家庭服務中的各種任務,包括組裝汽車零部件、採購雜貨等,並最終“將體力勞動變成一種選擇”。

比如核酸採樣,醫護資源本身就緊張,核酸採樣這種重複性的辛苦勞動,就可以直接用機器人替代。然後把醫護資源安排到更緊缺的地方。

機器人能夠不知疲倦地持續工作,大幅提高效率和工作成果,或許是未來達到共產主義的必備要素。

類似核酸採樣這樣功能單一的機械化機器人並不少見,不過目前我們見到的大多低自由度的機械化,真正意義的高度智能機器人可以說沒有。

人形機器人代表人類對機器人製造技術和應用的終局幻想,最終應具有與人類似的身體結構,包括頭、軀幹和四肢,使用雙足行走,用多指手執行各種操作,並具有一定程度的認知和決策智能。

可以說人型機器人可能是機器人領域裏難度最大的一類。如果人型機器人有所突破,那麼相關的技術滲透到其他機器人領域可能是降維打擊。或者換一種說法,如果特斯拉真的對人形機器人有所突破,那說明整個機器人領域的研究成果有了巨大的進展。

或許是電影的想像力進展太快,反而顯得現實世界的人型機器人進展太慢,看起來大都還在比較呆萌的狀態。

人形機器人的研究起步於20世紀60年代,1973 年日本早稻田大學的加藤一郎教授研發出世界上第一款人形機器人 WABOT-1。1986年日本本田開始進行人形機器人ASIMO的研究,一直到2018年7月終止專案期間發佈了多款機器人,為機器人領域的研究做了不小的貢獻。

由於人形機器人發展時間不算長,本田在智能機器人領域的努力,算是貫穿人類的整個智能機器人發展史,也長期代表了時代最先進技術。

這些個一小步匯成一大步的時候,可能反而會讓你新生恐懼。近十年美國波士頓動力機器人從緩慢走路到實現障礙跑酷,到現在甚至可以跳舞,你會害怕下一個十年,機器人會變得多麼無所不能嗎?

所以當我們看到現在一些全球領先的機器人成果的時候,你會發現其實這些年的機器人的進展已經很快了,畢竟是它的難度確實大。

機器人的核心難點在於人工智慧和運動控制。

人工智慧的水準和難度我們可以從智能汽車感受一二,要求比智能車還要更高一些。

而現在在運動能力方面,波士頓動力的Atlas屬於最為出色。可以基於感知資訊進行一定程度的自主行動,在行動範本中進行選擇,在障礙環境中“跑酷”,作出跳躍和翻越等動作,最終穿過障礙環境。但環境其實是相對固定的,如果與人一起活動的環境下,環境變數多,要實現比較高層次的自主能力,目前來說還差得比較遠。

我們最終需求就是使人形機器人像人一樣運動,並按要求執行任務。合理高效的機械結構的設計+高精度執行的驅動系統構建+高度穩定性和適應性的控制系統的開發+高層次演算法及相匹配的晶片硬體,難度可想而知。

而一旦能有效突破難點,對接上使用需求的話,這市場空間則相當驚人。大家會發現行業方方面面可能都可以用上,很多普通難度的工作可能被替代,一些極高難度的工作也可能被補上。

Marketsandmarkets預測,全球人形機器人市場規模(僅考慮單機)將從2022年15億美元提升至2027年的173億美元(約1038億元)。

根據國盛的測算,中期如果以保守估計20%的對人力的替代率時,僅製造業、社會服務、家政服務三大場景預計國內潛在市場空間合計就可達4.21萬億元,全球則達到18.34萬億元。

而長期估算,根據麥肯錫報告預測的到2030年全球約4億人的崗位將被自動化機器人替代。假設這麼多人最終完全被替代,以Optimus單體價格按30萬元算,國盛證券得到一個理想化全球人形機器人市場潛在空間可達120萬億級別,一個非常誇張的市場規模。

能接力下一個新能源市場的可能就是機器人市場了。

零部件先行

馬斯克說Optimus機器人價格可能比一輛車更低,並預期Tesla Bot要實現2.5萬美金的預期售價。

能不能實現真不好說,人形機器人結構複雜,對智能化和感知能力的要求更高,除了控制器、伺服驅動、減速機等傳統機器人必須的零部件之外,還要加入大量感測器、機器視覺以及軟體層面的AI交互系統等,所以製造成本十分高昂。類似美國敏捷機器人Digit,其對外售價為25萬美元;

不過馬斯克一直都是降成本高手,說不定真的又給世界一個驚喜。

雖然人型機器人要是靠譜的話應用場景非常廣泛,但是整體體驗未必能有效出圈。即使是特斯拉的機器人在沒有一段時間的曝光不確定性都是挺大的。相比機器人整機,當下零部件才是真正享受增量,直接賺錢受益的一方。

如果以傳統工業機器人為例,核心零部件佔據了工業機器人整機70%以上的成本。其中減速器占整機成本約36%,是機器人裏價值量最大的零部件;伺服占整機成本約24%,價值量第二;控制器占整機約12%。其他大部分則是本體的製造費用。

而目前參考目前現有的一些服務型機器人,各種感測器設備的成本占比甚至可以達到40%以上。

人型機器人可能是工業機器人與服務型機器人的一個高級結合,各部件要求更高,若特斯拉又要極限做低售價的話,那麼前期零部件更賺錢應該是順理成章的。其中最值得關注的核心零部件就是上述的減速器、伺服系統、控制器再加上感測器。

減速器是機器人中技術壁壘最高的零部件,用於提高機器人的動作精度,機器人關節越多用的越多。現在主流的有諧波減速器與RV減速器。

不過目前全球減速器市場呈現出日本企業高度集中的局面,並且75%的精密減速機被日本的哈默納科和納博特斯克兩家壟斷。日本納博特斯克是RV減速器的世界巨頭,約占 60%;哈默納科則是諧波減速器領域的龍頭,約占15%。除此之外,日本住友RV減速器和新寶諧波減速器合計占全球10%

日本在減速器領域佔據絕對的優勢,不過在國內國產替代正在發生。2021年國內市場諧波減速器龍頭綠的諧波市占率提升至25%,RV減速器龍頭雙環傳動市占率提升至15%。

伺服電機類似人的"神經",負責定位和移動,機器人每個關節運動均需靠伺服電機驅動,以實現多自由度的運動。全球來看,依舊是日系企業占主導地位,國內則是匯川、禾川技術和埃斯頓快速追趕。

控制器類似人的"大腦",負責向機器人發佈和傳遞動作指令。一般由機器人廠家自主設計研發,以保證穩定性和維護技術體系,所以競爭格局與本體類似,機器人4大家族占約53%的市場份額。

感測器就是用來感知周邊環境,類似於現在智能汽車的感測器。雖然這部分價值量占比預計不小,但是若以進入特斯拉機器人供應鏈為參考的話,大概率是給目前特斯拉電動車感測器供應廠商提供增量,受益程度可能不及前三個核心零部件。

整體來說,全球的機器人產業基本上都是海外廠商佔據優勢,但國內產業化趨勢還是較為明顯,替代空間也較大。如果特斯拉機器人真的引起機器人產業加速,那麼核心零部件的受益程度來看,減速器>伺服電機>控制器>感測器。

總結

短期來說,人性機器人產業化仍有許多困難需要克服,例如售價高昂,性價比較低;智能化及控制水準不足,仍無法投入實際應用場景中等等。

要想掀起波浪,就得看馬斯克的Optimus到底能夠進展到什麼地步。前有蘋果手機開啟移動互聯網時代,特斯拉汽車開啟新能源時代,現在機器人時代可能也只差臨門一腳。

除了機器人技術本身,機器人對於現有勞動力的替代未必會有想像中的順利,其中涉及到倫理問題、社會的就業率與安定的問題,是非常多人的疑慮,可能現在確實還無解。但是社會的發展,生產力、效率的提升是必要的途徑,無可阻擋。

與其擔心落後產能應該怎麼處理,不如考慮先進產能如何擴大。就像擔心移動互聯網來了,PC互聯網產業怎麼辦?新能源來了,舊能源產業怎麼辦?最終替代還是發生,只是舊的工作崗位消失了,但新的工作崗位增加了,舊的生意消失了,新的生意增加了。

未來最終還是一步步來的,唯一可以確定的是我們不能停在原地。

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