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具身智能產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋多個環(huán)節(jié),上游包括零部件和基礎(chǔ)軟件,中游包括整機(jī)系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計、本體測試、生產(chǎn)制造、系統(tǒng)集成,下游覆蓋科研教育、商業(yè)服務(wù)、工業(yè)制造、高危作業(yè)、醫(yī)療康養(yǎng)、家庭服務(wù)等應(yīng)用場景。其中上游零部件可以劃分成感知器件(如視覺、力/力矩、觸覺及其他傳感器等),運(yùn)動器件(如電機(jī)/控制、減速器、絲杠等),控制交互(如芯片、動力系統(tǒng)等);基礎(chǔ)軟件包括操作系統(tǒng)、控制算法、大模型和仿真軟件等。中游具身智能機(jī)器人具有多樣化的本體結(jié)構(gòu),包括臂式/輪式/足式/履帶/復(fù)合/人形/仿生及其他無人系統(tǒng)等,其中人形以其更高擬人性、更強(qiáng)交互性和對環(huán)境的適配性,成為最具關(guān)注度的形態(tài)。

從技術(shù)與產(chǎn)業(yè)熱點上看,人形機(jī)器人應(yīng)用正處于資本期望膨脹期,而零部件正待從期望值低谷回升。2025是人形機(jī)器人量產(chǎn)元年,技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求、政策方向均支持應(yīng)用場景落地,積累數(shù)據(jù)反哺產(chǎn)品迭代。當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展核心卡點在具身大模型,重點問題在數(shù)據(jù)瓶頸和模型架構(gòu)探索,區(qū)別于智能汽車、AGV/AMR、四足機(jī)器人等產(chǎn)品,人形機(jī)器人操作重要性大幅提升,多指靈巧手設(shè)計(含觸覺傳感器研究)、靈巧操作數(shù)據(jù)集、操作大模型成為提升功能性的關(guān)鍵。本體出貨量尚小限制了當(dāng)前各零部件生產(chǎn)的規(guī)模效應(yīng),研發(fā)投入多而現(xiàn)階段創(chuàng)收少,對零部件企業(yè)資金實力提出要求,同時參與者快速增加,帶來行業(yè)競爭加劇。但隨著量產(chǎn)臨近,具備優(yōu)質(zhì)大客戶資源、量產(chǎn)能力強(qiáng)的零部件廠商,或制造能力突出、專業(yè)化全維度協(xié)助初創(chuàng)企業(yè)落地的代工企業(yè)有望脫穎而出。
上游:軟硬件供應(yīng)是具身智能發(fā)展的基礎(chǔ)
1.核心零部件概覽
核心零部件占具身智能整機(jī)成本比例較高,涉及技術(shù)原理、材料、工藝等多領(lǐng)域,是機(jī)器人實現(xiàn)感知、運(yùn)動、推理決策的硬件基礎(chǔ)。主要包括運(yùn)動系統(tǒng)(電機(jī),減速器,絲杠等,其共同集成關(guān)節(jié)模組)、感知系統(tǒng)(傳感器等)、控制交互(芯片、電池、充電系統(tǒng)等)。從產(chǎn)業(yè)角度看,零部件行業(yè)的發(fā)展需要關(guān)注規(guī)模量產(chǎn)后BOM價值占比、原有市場空間、行業(yè)競爭格局(關(guān)注技術(shù)難度、工藝難度、擴(kuò)產(chǎn)難度、海內(nèi)外差距等)、機(jī)器人方案迭代趨勢等。此外,目前本體廠商硬件方案中的增量變化集中在靈巧手、觸覺傳感器、輕量化、散熱系統(tǒng)、高功率/轉(zhuǎn)矩密度電機(jī)等,伴隨量產(chǎn)時點靠近,相關(guān)行業(yè)有望獲得增益。
2.關(guān)節(jié)執(zhí)行器
人形機(jī)器人關(guān)節(jié)設(shè)計需綜合考慮動態(tài)運(yùn)動控制、平衡性、負(fù)載能力、經(jīng)濟(jì)性等多重因素,高扭矩關(guān)節(jié)(如腕部、肩部、腰部、髖部關(guān)節(jié))對旋轉(zhuǎn)幅度要求高,多使用旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器。高負(fù)載關(guān)節(jié)(如上臂、下臂、大腿、小腿關(guān)節(jié))需要有較優(yōu)的承重和支撐能力,線性執(zhí)行器成為重要選擇之一。
旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器驅(qū)動方案主要有剛性驅(qū)動、彈性驅(qū)動、準(zhǔn)直驅(qū)動三種。不同驅(qū)動方案影響減速器、電機(jī)架構(gòu)等零部件的種類型號。其中剛性驅(qū)動主要由高減速比減速器(如諧波減速器)、電機(jī)、編碼器、高剛性力矩傳感器(可選)和控制板等組成,精度高,但實現(xiàn)的運(yùn)動能力有限,能量效率和安全性相對不足。彈性驅(qū)動非目前主流的人形機(jī)器人驅(qū)動方案。準(zhǔn)直驅(qū)動主要由低減速比減速器(如行星減速器)、高扭矩密度電機(jī)、編碼器和控制板等組成,能量效率高,但精度一般。目前特斯拉旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器全部都是諧波減速器+電機(jī)方案,但出于經(jīng)濟(jì)性考慮,行星減速器+電機(jī)方案亦被很多國內(nèi)本體企業(yè)選擇用于一些大負(fù)載關(guān)節(jié),如宇樹科技、智元機(jī)器人等。
3.電機(jī)
具身智能機(jī)器人對關(guān)節(jié)電機(jī)的要求可概括為滿足尺寸限制、高轉(zhuǎn)矩密度(有限空間提高驅(qū)動力、快速動態(tài)響應(yīng))、低轉(zhuǎn)矩波動(精密操作)、高過載能力(高爆發(fā)力、大轉(zhuǎn)矩輸出)、高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度(抗沖擊)。目前已經(jīng)用于機(jī)器人的電機(jī)包括無框力矩電機(jī)(用于Optimus旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器)、空心杯電機(jī)(用于靈巧手手指關(guān)節(jié))、無刷有齒槽電機(jī)(可用于靈巧手大拇指及繩驅(qū)版手腕處)。
無框力矩電機(jī)僅包括轉(zhuǎn)子和定子,沒有軸、軸承、外殼或端蓋,可集成到機(jī)械結(jié)構(gòu)中,具備轉(zhuǎn)矩密度高、響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性強(qiáng)、控制精度和集成度較高的優(yōu)勢,在散熱上以結(jié)構(gòu)散熱為主,還需進(jìn)一步優(yōu)化。
空心杯電機(jī)無沖片齒槽結(jié)構(gòu)和鐵芯,減少了電機(jī)運(yùn)行時磁阻力矩,降低輸出轉(zhuǎn)矩波動,同時消除了鐵芯渦流效應(yīng)引起損耗,減少了電機(jī)運(yùn)行時的能量損耗,適用于高速、小型、高精度場合,但扭矩較小需搭配精密行星減速箱,結(jié)構(gòu)緊湊散熱較弱,高精度依賴嚴(yán)格工藝和設(shè)備要求,成本較高。
無刷有齒槽電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度高于空心杯電機(jī),適合更高負(fù)載、預(yù)留空間更大的場合。但存在齒槽轉(zhuǎn)矩影響精度,鐵芯渦流效應(yīng)引起能量損耗,噪聲相對更大?;谄涑杀緝?yōu)勢,且繩驅(qū)版靈巧手將驅(qū)動電機(jī)集成到手腕手臂處空間更足,無刷有齒槽電機(jī)在機(jī)器人中應(yīng)用范圍可能擴(kuò)大。
4.減速器
減速器是連接動力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的中間體,能夠匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩。按照控制精度可劃分成一般傳動減速器和精密減速器。精密減速器主要包括諧波減速器、RV減速器、行星減速器、擺線針輪減速器等。
減速比(減速裝置的傳動比)/扭矩、大小/重量、精度、價格等是選擇減速器的主要參考因素。諧波減速器具備高精度特性,但受制于柔輪反復(fù)性變帶來的壽命折損,目前主要用于機(jī)器人小臂、腕部等輕負(fù)載關(guān)節(jié),并不適用于高負(fù)載強(qiáng)沖擊場景。行星減速器結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,但具備較大傳動間隙,適用于對精度要求不高的末端執(zhí)行器。RV減速器常用于工業(yè)機(jī)器人重負(fù)載部位,以及汽車、運(yùn)輸、港口碼頭等行業(yè),但由于重量和體積偏大,并不適配對運(yùn)動靈活性有一定要求的機(jī)器人本體。隨著材料和工藝不斷進(jìn)步,擺線針輪減速器憑借“精度高于行星、負(fù)載優(yōu)于諧波、體積小于RV”優(yōu)勢,逐漸成為人形機(jī)器人關(guān)節(jié)構(gòu)成的重要考量。我們認(rèn)為,未來各類減速器應(yīng)用并非完全互斥,而將根據(jù)不同應(yīng)用場景要求進(jìn)行靈活選擇。
5.絲杠
絲杠是一種將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動的機(jī)械傳動裝置,是工具機(jī)械和精密機(jī)械上常見的部件。在人形機(jī)器人中使用的絲杠產(chǎn)品包括滾珠絲杠和行星滾柱絲杠,前者可用于構(gòu)成靈巧手,后者主要構(gòu)成線性執(zhí)行器。
6.靈巧手
當(dāng)前機(jī)器人靈巧手技術(shù)路徑尚未統(tǒng)一:手指數(shù)量有2/3/4/5指,自由度覆蓋6dof至20+dof,驅(qū)動傳動方式有全直驅(qū)、齒輪/蝸輪蝸桿傳動、連桿傳動、腱繩傳動等。靈巧手種類多元,按自由度數(shù)量可以分為全驅(qū)動和欠驅(qū)動;按驅(qū)動方式可以分為液壓驅(qū)動、電機(jī)驅(qū)動、氣壓驅(qū)動和形狀記憶合金驅(qū)動;按機(jī)械傳動形式可以分為腱傳動、連桿傳動、齒輪/蝸輪蝸桿傳動;按感知技術(shù)可以分為內(nèi)部感知和外部感知。目前電機(jī)驅(qū)動是靈巧手驅(qū)動主流方式,因為液壓系統(tǒng)維護(hù)和制造成本較高,波士頓動力液壓版Atlas已于2024年被電驅(qū)動版取代。傳動方式上,特斯拉Optimus 三代靈巧手采用“腱繩+精密行星減速器+微型絲杠”,節(jié)省空間實現(xiàn)減重,但具有剛度和位置精度有限的問題。
7.傳感器
傳感器是助力機(jī)器人從程序控制逐步走向感知型和智能型的重要組成部分。目前人形機(jī)器人傳感器可分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器,前者測量自身狀態(tài)的內(nèi)部傳感器,包括位置、速度、力傳感器等,后者測量與機(jī)器人作業(yè)有關(guān)的外部環(huán)境及狀態(tài),包括視覺、觸覺等各種感官傳感器。
8.芯片和算力
機(jī)器人大小腦芯片一般選用大算力芯片,特斯拉采用自研FSD芯片,國內(nèi)本體廠主流選用英特爾x86芯片和英偉達(dá)Jetson,國產(chǎn)芯片亦被嘗試。特斯拉機(jī)器人Optimus主芯片采用FSD HW4.0(端側(cè))+Dojo D1(云端訓(xùn)練芯片)組合。宇樹G1和機(jī)器狗Go2采用8核CPU+高算力模組Nvidia Jeston Orin(EDU款配備),H1和機(jī)器狗B2標(biāo)配Intel Core i5(平臺功能)/Intel Core i7(用戶開發(fā)),選配Intel Core i7 或Nvidia Jetson Orin NX。智元靈犀X2基礎(chǔ)算力采用瑞芯微RK3588*2,Ultra版搭配Nvidia Orin NX(16GB 157TOPS)。優(yōu)必選Walker X 選用了Intel i7-8665U(雙路,1.9GHz)+NVIDIA GT1030顯卡(384核心)。眾擎通用人形機(jī)器人PM01采用8核CPU Intel N97作基礎(chǔ)算力,同時教育版搭配Nvidia Jeston Orin。
9.電池&續(xù)航&散熱
目前很多人形機(jī)器人還是采用圓柱形鋰電池,但體積重量限制+工業(yè)場景連續(xù)少間斷作業(yè)需求,要求鋰電池能量密度高和瞬時放電。如:欣旺達(dá)高鎳高硅化學(xué)體系加輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計提高電池能量密度;億緯鋰能采用摻硅負(fù)極高鎳正極、超薄頂蓋設(shè)計、全極耳設(shè)計提高能量密度和極速快充。新電池方案則包括半固體/全固態(tài):廣汽集團(tuán)GoMate采用全固態(tài)電池方案,續(xù)航達(dá)6h。
此外,提高續(xù)航亦可通過結(jié)構(gòu)設(shè)計和算法優(yōu)化:1)結(jié)構(gòu)設(shè)計:采用線性關(guān)節(jié)自鎖設(shè)計,無需電機(jī)運(yùn)行保持站立;優(yōu)必選將1個大電池包分成2個小電池包,支持熱插拔自主快速換電;跨維智能W1等采用輪式底盤,可將更大電池包置于底部。2)算法優(yōu)化:通過控制算法讓部分電機(jī)而非全部電機(jī)工作。
散熱處理上,主要有冷卻降溫、材料散熱、控制算法優(yōu)化3種方式。1)冷卻降溫:主要包括風(fēng)冷(普通工況多用,可用于感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、能源系統(tǒng)),液冷(動力系統(tǒng),能源系統(tǒng)、計算系統(tǒng)等),相變冷卻等方式;2)材料散熱:采用高導(dǎo)熱復(fù)合材料,比如石墨烯涂層、鋁合金基體、碳納米管增強(qiáng)材料,提高電機(jī)外殼的熱傳導(dǎo)性能,如把電機(jī)芯片貼上散熱硅膠,然后貼在鋸齒狀鋁片上;3)控制算法:讓不需要工作的電機(jī)低功率運(yùn)行。單純物理降溫需要時間,在持續(xù)工作的情況下降溫效果不佳。控制算法降溫效果可大幅提升,但難度較大。
10.數(shù)據(jù)、算法和大模型。
(1)數(shù)據(jù)
機(jī)器人技能學(xué)習(xí)所依賴的數(shù)據(jù)源可以分成兩種,一種是機(jī)器人經(jīng)驗數(shù)據(jù),以直接執(zhí)行策略或遙操作為代表;第二類是人類數(shù)據(jù),包括人類動作捕捉數(shù)據(jù)和人類活動視頻數(shù)據(jù)。機(jī)器人經(jīng)驗數(shù)據(jù)表現(xiàn)出較小的形態(tài)差異,可以直接應(yīng)用于策略學(xué)習(xí),但通常較為稀缺。相反,人類數(shù)據(jù)更為豐富,但由于人類與機(jī)器人在身體比例、關(guān)節(jié)配置和質(zhì)心分布等上存在明顯差異,此類數(shù)據(jù)的使用依賴有效的重定位解決方案,且收集到的人類數(shù)據(jù)多數(shù)僅有本體感知,缺乏交互中的感官信息輸入。另外,通過算法、仿真或其他人工方法生成合成數(shù)據(jù),并構(gòu)建虛擬環(huán)境,讓AI智能體在其中學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,可一定程度上降低真機(jī)數(shù)據(jù)不足的限制。
目前研究方法之一是多層次數(shù)據(jù)融合。比如GR00T N1底層采用Web 圖文數(shù)據(jù)用于VLM預(yù)訓(xùn)練,人類第一視角視頻用于System 1 DiT的預(yù)訓(xùn)練;中層采用合成數(shù)據(jù),包括視頻生成數(shù)據(jù)和仿真環(huán)境中生成的數(shù)據(jù);頂層采用GR-1人形機(jī)器人真機(jī)數(shù)據(jù)和OpenX-Embodiment機(jī)械臂數(shù)據(jù)。
(2)控制算法和大模型
傳統(tǒng)運(yùn)動控制方案主要采用Model-Based方法(基于模型的控制方案),從LIMP+ZMP演變至MPC+WBC并進(jìn)一步向全身動量控制發(fā)展。
中游:產(chǎn)品制造是具身智能發(fā)展的關(guān)鍵
目前人形機(jī)器人廠商呈現(xiàn)百花齊放態(tài)勢,我們將主要參與者大致歸為五類:
1)初創(chuàng)公司:產(chǎn)品迭代速度快。該門類下可再細(xì)分,
第一種,機(jī)器人類企業(yè),基于人形機(jī)器人與其他機(jī)器人類產(chǎn)品技術(shù)同源,在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計和運(yùn)控上具備優(yōu)勢。比如傅利葉智能、宇樹科技。
第二種,創(chuàng)始人或重要高管具有互聯(lián)網(wǎng)/智駕從業(yè)背景,其在模型算法使用上具備一定敏銳度,如海外Figure AI、1X Technologies,國內(nèi)的智元機(jī)器人等。
第三種,其他創(chuàng)業(yè)公司,比如優(yōu)必選,開普勒機(jī)器人、樂聚機(jī)器人等。
2)汽車廠商:具有技術(shù)、場景和供應(yīng)鏈優(yōu)勢。技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在算法和精密制造,場景優(yōu)勢體現(xiàn)在to B工廠實訓(xùn)和數(shù)據(jù)收集,供應(yīng)優(yōu)勢體現(xiàn)在人形機(jī)器人和電動車零部件存在一定重疊,車廠主動選擇熟悉的集成商和零部件供應(yīng)商更加高效。比如特斯拉、小鵬、廣汽集團(tuán)、賽力斯。
3)消費電子類公司:3C供應(yīng)鏈企業(yè)具備較強(qiáng)的大規(guī)模量產(chǎn)質(zhì)量&成本管控能力,在組裝和代工上具備經(jīng)驗積累,比如藍(lán)思科技、領(lǐng)益智造等。3C品牌廠商則具備較優(yōu)的toC產(chǎn)品推廣能力,在家庭服務(wù)場景更有優(yōu)勢,如小米、APPLE等。
4)科研機(jī)構(gòu)/創(chuàng)新中心:具有研發(fā)經(jīng)驗和資金支持。比如銀河通用機(jī)器人、星動紀(jì)元等。
5)其他科技/互聯(lián)網(wǎng)大廠:目前人形機(jī)器人成為海內(nèi)外科技/互聯(lián)網(wǎng)大廠共識的方向之一,基于較強(qiáng)的技術(shù)、資金、人才實力,騰訊早期曾試水推出類人形機(jī)器人“小五”,字節(jié)等在也在加快布
局,是實力強(qiáng)勁的潛在競爭者。本體之外,科技/互聯(lián)網(wǎng)大廠目前更多的是采取投資+自研大模型的方式參與人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè),如阿里&螞蟻投資宇樹、星海圖、逐跡動力等;騰訊投資宇樹和智元;美團(tuán)投資宇樹、銀河通用、星海圖等,布局醫(yī)療配送、無人零售、低空等領(lǐng)域;京東投資千尋智能、眾擎機(jī)器人、逐跡動力等,配合自身JoyAI大模型和JoyScale AI算力平臺,服務(wù)公司物流、倉儲等供應(yīng)鏈場景。
我們認(rèn)為,未來人形機(jī)器人賽道中有望能夠脫穎而出的本體廠商,要擁有多領(lǐng)域跨學(xué)科人才(如具備前瞻性的領(lǐng)導(dǎo)者,AI及其他算法、硬件、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈等領(lǐng)域人才),可構(gòu)建長期技術(shù)壁壘(如模型架構(gòu)、數(shù)據(jù)來源和策略),能夠解決真實問題并給客戶明確投資回報。機(jī)器人賽道上的角逐,將是人才吸引能力+技術(shù)實力+產(chǎn)品思維+融資能力的綜合體現(xiàn)。
隨著量產(chǎn)加速,我們同時建議關(guān)注制造能力突出、專業(yè)化全維度協(xié)助頭部本體企業(yè)落地的代工企業(yè)。當(dāng)前眾多具身智能機(jī)器人企業(yè)是初創(chuàng)公司,對資源利用效率要求更高,缺乏大規(guī)模制造經(jīng)驗,外部代工-內(nèi)部組裝可能是走向規(guī)模量產(chǎn)的重要一環(huán)。對于代工企業(yè)而言,可以擴(kuò)大規(guī)模,攤薄成本,深度參與產(chǎn)業(yè)技術(shù)與產(chǎn)品迭代。當(dāng)前豐立智能-星動紀(jì)元,藍(lán)思科技/均普智能/領(lǐng)益智造/寧波華翔/博眾精工-智元機(jī)器人,藍(lán)黛科技-樂聚機(jī)器人已達(dá)成代工合作,禾川科技和雷賽智能等也屬意開展代工業(yè)務(wù),我們看好制造能力已被驗證、具備優(yōu)質(zhì)本體客戶資源的代工廠商。
下游:應(yīng)用場景是具身智能發(fā)展的動力
根據(jù)2025WRC發(fā)布的《人形機(jī)器人十大潛力應(yīng)用場景》,結(jié)合2025WAIC和WRC現(xiàn)場展示情況,應(yīng)用場景相似特點是,勞動密集、重復(fù)性強(qiáng),風(fēng)險高、結(jié)構(gòu)化/簡單半結(jié)構(gòu)化。通過初期投入、后續(xù)運(yùn)營成本、政府政策支持等維度對機(jī)器人落地投資回報情況進(jìn)行衡量,我們歸納了兩個篩選易于落地應(yīng)用場景的角度,第一是技術(shù)可實現(xiàn)性,即在容錯率高,執(zhí)行速度/同步性要求不高,可重復(fù)糾錯,易于收集數(shù)據(jù)的場景具備率先落地優(yōu)勢;第二是成本效益,即在區(qū)別于自動化、能體現(xiàn)物體/任務(wù)/環(huán)境泛化性,能真正提高效率或降低死傷率的場景具備率先落地優(yōu)勢。我們看好中短期具身智能機(jī)器人在工業(yè)物流、toB機(jī)構(gòu)養(yǎng)老、特種環(huán)境(轉(zhuǎn)爐煉鋼,石油化工,電力巡檢),以及toC陪伴&玩具機(jī)器人場景中的應(yīng)用,長期走進(jìn)家庭