智通財經APP獲悉，東方證券發佈研究報告稱，23年12月12日，特斯拉發佈了第二代人形機器人擎天柱Optimus Gen2，重量減輕10kg。輕量化發展有利於提升人形機器人的機動性、速度以及動作準確度和續航能力，是產業發展的必然趨勢。輕量化後的人形機器人效率會更高，對控制或關節的要求可能會下降，所需的執行功能的難度也可能會降低，這有利於推動量產節點的提前和降低大規模量產的門檻。該行認爲全球包括中國的優秀製造業企業積累了深厚的結構輕量化的成功經驗，或將之複製到人形機器人領域。
東方證券觀點如下：
機器人的輕量化主要是從材料和結構這兩個方面來實現。但基於材料的方法，需採用新型材料，如鎂、鋁合金和碳纖維復材等，其成本高且加工難度大，同時材料輕量化也需和結構設計相互耦合。與其相比，基於結構優化的方法只需改變結構形狀，其成本低且容易實現，因而結構輕量化就成了機器人輕量化設計的主要方法。
結構優化法在汽車軸承、RV減速器、絲槓以及機器人等領域都有成功應用案例，可在性能不變或提升的情況下大幅減輕質量。結構優化方法分爲尺寸優化，形狀優化和拓撲優化3種。根據相關文獻，經過拓撲優化後的汽車K57G0後傳動軸質量可減輕10%;經過拓撲優化後，RV減速器性能保持的情況下其主要部件質量有所減輕;經結構優化後，近滿載航天伺服反向式行星滾柱絲槓副IPRSM相較於具有同等應用載荷的國外IPRSM，體積和重量減小約30%，同時具有更高的傳動效率和傳動精度，綜合性能優異。
此外，結構優化法在機器人機械上臂、六軸機器人、機器人大腿等領域亦有成功應用案例。BaiYunfei等人對機器人SR-165的上臂實施了拓撲優化，優化後的上臂比原始結構各項性能均有所提高，且質量輕55.6%。呂鑫等從材料和結構兩方面對六軸機器人進行輕量化設計，成功將質量減輕26.5%。王權等使用變密度法優化了WABIAN-2R機器人的大腿結構，在強度、剛度、固有頻率不變的情況下移除了48.5%的材料。葛海波等用衍生式設計方法完全改變機器人腿部支架形狀，將機器人腿部支架減輕了超過50%。
該行認爲結構輕量化的成功經驗或可複製到人形機器人領域，主要是由於當前人形機器人產業處在早期階段，對應的設計方案在不斷地更新迭代，其中也包含對軸承、絲槓、減速器類產品的優化升級。以特斯拉人形機器人爲例，其包含了14個旋轉執行器和14個線性執行器，即56個軸承類產品(14個角接觸球軸承+14個交叉滾子軸承+14個滾珠軸承+14個四點接觸軸承)、14個行星滾柱絲槓和14個諧波減速器，假設旋轉執行器和線性執行器相應的總質量減輕10%、20%、30%、40%、50%，則人形機器人單機可減輕3.8、7.7、11.5、15.3、19.1千克。
機器人輕量化後可大幅提高運動的機動性和工作效率，進而改善操作速度和動作準確度，同時減輕運動慣性，提高機器人的本質安全性。因此，輕量化後的人形機器人效率會更高，對控制或關節的要求可能會下降，所需的執行功能的難度也可能會降低，這有利於推動量產節點的提前和降低大規模量產的門檻。該行認爲全球包括中國的優秀製造業企業積累了深厚的結構輕量化的成功經驗，或將之複製到人形機器人領域，
建議關注產業鏈相關公司：
1)絲槓和軸承：五洲新春(603667.SH)、北特科技(603009.SH)、恆立液壓(601100.SH)、貝斯特(300580.SZ)等;
2)減速器：綠的諧波(688017.SH)、夏廈精密(001306.SZ)、中大力德(002896.SZ)、秦川機牀(000837.SZ)、豐立智能(301368.SZ)等。
風險提示：人形機器人進展不及預期;輕量化進展不及預期;國產替代進程不及預期;行業競爭加劇;假設條件變化影響測算結果。