特斯拉机器人入场，激发了机器人行业市场活力，我们认为服务类型的泛人形机器人相对人形机器人来说具有成本低、稳定性强、应用场景明确的优势，预计未来会优先商业化落地。根据弗若斯特沙利文预计（转引自优必选招股书），2026年全球/中国服务机器人市场空间将达到676亿美元/1558亿元。类似于智能手机，机器人将成为下一个现象级消费电子产品，带动以伺服系统、本体制造、整机品牌为代表的上中下游行业快速发展，参考智能手机发展历程，我们预测未来机器人行业将有“硬件先行”的发展趋势，中后期或形成成熟的代工模式。我们认为具备较高核心零部件生产技术、拥有快速布局能力及优质客户资源的企业能率先享受行业红利。建议关注电机及丝杆的鸣志电器、江苏雷利、步科股份、鼎智科技；建议关注减速器的双环传动；建议关注伺服系统的禾川科技、雷赛智能；建议关注特斯拉产业链的三花智控、拓普集团；建议关注涉及机器人整机的九号公司、科沃斯、石头科技、萤石网络、安客创新。
　　▍特斯拉人形机器人激发市场活力，有望推动机器人行业快速落地和发展。特斯拉人形机器人Optimus预计3-5年内研发成功，届时价格有望不超过两万美元，意在创造人形机器人性价比之选。马斯克对于其愿景为从事“危险、重复、无聊”的工作。马斯克对于项目的重视程度以及特斯拉以往制造电动车的技术与降本经验使得人形机器人发展开启新篇章。特斯拉人形机器人的入场，激发了服务机器人行业市场活力，科技大厂纷纷快速入局。
　　▍相较人形机器人，泛人形机器人或率先引爆市场，未来空间广阔多场景开花。相对于人形机器人，其他泛人形服务类机器人拥有（1）成本较低、（2）稳定性强、（3）应用场景明确的三大优势，较大概率率先落地。在社会问题+经济发展+技术进步三重驱动下，机器人市场规模快速增长。据弗若斯特沙利文预计（转引自优必选招股书），2026年将中国/全球服务机器人市场规模达到1558亿元/676亿美元市场规模，行业空间前景广阔，细分来看，2021-26年服务机器人分别在地面清洁、巡检、物流、教育、康养、送餐及接待场景有20%、16%、38%、25%、35%、40%及30%的复合年增长率，多领域开花。
　　▍类比智能手机发展历程，机器人产业链零部件领域料将率先起势。机器人目前类似智能手机发展的初期，2007年的“苹果时刻”类似于特斯拉Optimus原型机发布，吸引各方势力纷纷抢滩机器人市场。后续随着机器人“联发科时刻”到来与供应链逐步成熟，代工模式有望成为主流，驱动品牌端格局呈发散趋势高中低端并存。更远未来品牌端格局有望类似智能手机成熟期逐渐收敛，带动供应链纵横整合打造平台型供应商。目前阶段服务机器人仍处导入期，硬件先行，其中，减速器、伺服系统、传感器组成的运动模块作为基础模块支持运动功能，重要性强、价值量占比高，基于成本与产能优势，国产替代空间较大。
　　▍风险因素：机器人应用场景的发展潜力低于预期的风险；机器人技术进步速度低于预期的风险；人形机器人行业进展低于预期的风险；政府政策、资本市场、全球局势变化的风险。
　　▍投资策略。特斯拉强势入局，有望推动机器人行业快速落地和发展，其中，服务机器人解决应用场景不足与成本高企痛点可能会率先落地，牵引千亿级市场空间。机器人行业目前仍处于导入期，存在类似智能手机发展前期“硬件先行”的发展趋势。我们认为具备较高核心零部件生产技术、拥有快速布局能力及优质客户资源的企业能率先享受行业红利。建议关注电机及丝杆的鸣志电器、江苏雷利、步科股份，鼎智科技；建议关注减速器的双环传动；建议关注伺服系统的禾川科技、雷赛智能；建议关注特斯拉产业链的三花智控、拓普集团；建议关注涉及机器人整机的九号公司、科沃斯、石头科技、萤石网络、安克创新。

研究报告全文：机器人科技行业新一轮创新周期的起点新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337中信证券研究部核心观点特斯拉机器人入场激发了机器人行业市场活力我们认为服务类型的泛人形机器人相对人形机器人来说具有成本低稳定性强应用场景明确的优势预计未来会优先商业化落地根据弗若斯特沙利文预计转引自优必选招股书2026年全球中国服务机器人市场空间将达到676亿美元1558亿元类似于智能手机机器人将成为下一个现象级消费电子产品带动以伺服系统本体制造整机品牌为代表的上中下游行业快速发展参考智能手机发袁健聪展历程我们预测未来机器人行业将有硬件先行的发展趋势中后期或新能源汽车行业形成成熟的代工模式我们认为具备较高核心零部件生产技术拥有快速布首席分析师局能力及优质客户资源的企业能率先享受行业红利建议关注电机及丝杆的S1010517080005鸣志电器江苏雷利步科股份鼎智科技建议关注减速器的双环传动建议关注伺服系统的禾川科技雷赛智能建议关注特斯拉产业链的三花智控拓普集团建议关注涉及机器人整机的九号公司科沃斯石头科技萤石网络安客创新特斯拉人形机器人激发市场活力有望推动机器人行业快速落地和发展特斯拉人形机器人Optimus预计3-5年内研发成功届时价格有望不超过两万许英博美元意在创造人形机器人性价比之选马斯克对于其愿景为从事危险科技产业首席重复无聊的工作马斯克对于项目的重视程度以及特斯拉以往制造电动分析师车的技术与降本经验使得人形机器人发展开启新篇章特斯拉人形机器人的S1010510120041入场激发了服务机器人行业市场活力科技大厂纷纷快速入局相较人形机器人泛人形机器人或率先引爆市场未来空间广阔多场景开花相对于人形机器人其他泛人形服务类机器人拥有1成本较低2稳定性强3应用场景明确的三大优势较大概率率先落地在社会问题经济发展技术进步三重驱动下机器人市场规模快速增长据弗若斯特沙利文预计转引自优必选招股书2026年将中国全球服务机器人市场规模达徐涛到1558亿元676亿美元市场规模行业空间前景广阔细分来看2021-26科技产业联席年服务机器人分别在地面清洁巡检物流教育康养送餐及接待场景首席分析师有201638253540及30的复合年增长率多领域开S1010517080003花类比智能手机发展历程机器人产业链零部件领域料将率先起势机器人目前类似智能手机发展的初期2007年的苹果时刻类似于特斯拉Optimus原型机发布吸引各方势力纷纷抢滩机器人市场后续随着机器人联发科时刻到来与供应链逐步成熟代工模式有望成为主流驱动品牌端格局呈发散趋势高中低端并存更远未来品牌端格局有望类似智能手机成熟期逐渐胡叶倩雯收敛带动供应链纵横整合打造平台型供应商目前阶段服务机器人仍处导消费电子行业入期硬件先行其中减速器伺服系统传感器组成的运动模块作为基首席分析师础模块支持运动功能重要性强价值量占比高基于成本与产能优势国S1010517100004产替代空间较大风险因素机器人应用场景的发展潜力低于预期的风险机器人技术进步速度低于预期的风险人形机器人行业进展低于预期的风险政府政策资本市场全球局势变化的风险投资策略特斯拉强势入局有望推动机器人行业快速落地和发展其中服务机器人解决应用场景不足与成本高企痛点可能会率先落地牵引千亿级李景涛市场空间机器人行业目前仍处于导入期存在类似智能手机发展前期硬汽车及零部件行证券研究报告请务必阅读正文之后第42页起的免责条款和声明新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337业联席首席件先行的发展趋势我们认为具备较高核心零部件生产技术拥有快速布分析师局能力及优质客户资源的企业能率先享受行业红利建议关注电机及丝杆的S1010520120003鸣志电器江苏雷利步科股份鼎智科技建议关注减速器的双环传动建议关注伺服系统的禾川科技雷赛智能建议关注特斯拉产业链的三花智控拓普集团建议关注涉及机器人整机的九号公司科沃斯石头科技萤石网络安克创新重点公司盈利预测估值及投资评级收盘价EPS元PE李越简称代码评级元21A22E23E21A22E23E机械行业首席鸣志电器603728SH4390067069127656335-分析师S1010521010008江苏雷利300660SZ3027094112140322722买入步科股份688160SH4198089--47---鼎智科技A22593BJ--------绿的谐波688017SH121231121572011087760买入双环传动002472SZ2635046065092574129买入禾川科技688320SH4425097068154467529-雷赛智能002979SZ2546073082101353125-黄耀庭三花智控002050SZ2409047077096513125买入新能源汽车拓普集团601689SH6100092154231664026买入分析师九号公司689009SH3457575628969595435买入S1010521060003-WD科沃斯603486SH8975351344446262620买入石头科技688169SH36750150012991633252823买入萤石网络688475SH3520100074091354439-安克创新300866SZ6480242287385272317买入资料来源wind中信证券研究部注股价为2023年3月3日收盘价江苏雷利绿的谐波双环传动三花智控拓普集团九号公司-WD科沃斯石头科技安克创新为中信证券研究部预测其余为wind一致预测鼎智科技未上市步科股份无wind一致预期新能源汽车行业评级强于大市维持请务必阅读正文之后的免责条款和声明2新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337目录特斯拉人形机器人引爆市场6特斯拉机器人基本情况6特斯拉机器人的背景及意义9三大因素助力特斯拉人形机器人实现终极目标10机械方案可行性已得到充分验证10规模化量产是特斯拉一以贯之的法宝12特斯拉人工智能赋能人形机器人14人形机器人尚在早期阶段泛人形应用领先落地16应用场景不足高技术高成本人形机器人仍处于早期阶段16解决三大痛点泛人形机器人商业化落地更具条件17AI迅速发展推动机器人进一步智能化19多元场景驱动泛人形机器人率先落地20借智能手机之历史鉴机器人之未来22机器人望迎苹果时刻未来联发科时刻推动其快速发展22机器人初期呈现百花齐放局面后期有望复现智能手机格局逐步收敛趋势24机器人产业链价值呈微笑曲线分布供应链初期零部件先行32机器人发展硬件先行寻求突破驱动其未来进入应用生态发展期34类比消费电子供应链中后期机器人代工环节有望爆发37产品核心的转变与联发科时刻到来有望驱动机器人代工模式爆发37风险因素40投资策略40插图目录图12021年的特斯拉人形机器人尚停留于概念6图2特斯拉人形机器人进化史6图32023年特斯拉投资者日上展示的人形机器人7图4一体化元件的设计服务于规模化量产7图5人工智能处于研发的核心地位8图6特斯拉机器人时间线9图7马斯克的创业历程9图8人形机器人将从事危险重复无聊的工作10图9出生人口和自然增长率断崖式下跌10图10老龄人口数和老龄化率持续上升10图11ATLAS和ASIMO基于不同传动方式的运动表现启发着后来者11请务必阅读正文之后的免责条款和声明3新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337图12特斯拉宏图第一第二篇章12图13特斯拉单车平均销售价格和营业利润率13图14特斯拉单车平均利润遥遥领先13图15特斯拉汽车历年全球销量13图16特斯拉将规模化策略融入Optimus机器人的研发中14图17特斯拉自动驾驶处于公认的领先地位14图18特斯拉采用的纯视觉感知方案独树一帜15图19D1芯片为FSD提供算力支持15图20人工智能技术帮助机器人实现运动规划与控制16图21大规模应用刚需场景不足技术复杂及高成本是当前人形机器人难以成熟落地的主要原因17图22应用场景明确开发难度小成本低泛人形机器人硬件优势更易于落地19图23机器人在AI的加成下逐步由功能走向智能20图24AI语音交互环节及技术20图25全球机器人市场规模结构21图26中国机器人市场规模结构21图27全球服务机器人市场规模单位十亿美元22图28中国服务机器人市场规模单位十亿元22图29中国不同类型服务机器人市场规模单位十亿元22图30手机发展史复盘23图31机器人未来有望通过成本下降与功能丰富走进大众生活成为移动终端24图32智能手机格局变化25图33机器人产品主要玩家分类25图34自主移动机器人Proteus27图35家用助理机器人Astro27图36仿生四足机器人CyberDog27图37人形仿生机器人Cyberone27图38OPPO小布家庭机器人28图39OPPOQRIC机器狗28图40科大讯飞机器狗小黑29图41讯飞超脑2030计划29图42AI扫拖一体机RS230图43儿童陪护机器人萤宝RK230图44石头智能双刷洗地机A10Plus30图45石头自清洁扫拖机器人G10SPure30图46小惟家庭服务机器人32图47华帝仿人形机器人小v32图48家居生活智能机器人Ubot32图49R2-D2冰箱32图50智能手机产业链上中下游情况梳理33图51机器人发展前期产业链上中下游情况梳理34图52复盘智能手机发展硬件变革是早期驱动力34图53对标智能手机的机器人发展阶段35图54人形机器人成本结构37图55智能手机制造模式分类37图56全球智能手机ODMIDH模式出货量与渗透率37请务必阅读正文之后的免责条款和声明4新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337图57目前机器人技术分类与对应自研外采情况38图58智能手机与机器人产品核心对比机器人未来硬件部分或趋于同质化核心或为芯片算法与操作系统39图59机器人上中下游发展趋势39表格目录表1Optimus原型机与预期参数对比8表2部分现有人形机器人相关项目11表3三种常见驱动方式的对比12表4部分人形机器人项目现状及主要失败原因16表5部分人形机器人项目成本及应用场景探索17表6泛人形机器人应用概况18表7四足机器人与人形机器人对比19表8三星已研发机器人产品26表9腾讯在研机器人产品28表10科沃斯机器人产品31表11机器人零部件介绍35表12重点公司盈利预测估值及投资评级40请务必阅读正文之后的免责条款和声明5新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337特斯拉人形机器人引爆市场特斯拉机器人基本情况2021年8月19日特斯拉在人工智能日AIDay上首次公布了人形机器人项目计划TeslaBot也称为Optimus马斯克表示其目的是消除危险的重复的无聊的工作预计2022年推出原型机同时公布了机器人的预期设计参数1规格重量57kg身高172cm面部是一个重要信息显示屏2载重负载能力20kg硬举双手向上举重能力68kg展举手臂伸展的举重能力为5kg3运动全身有40个电机驱动器移动速度可达8kmh人类男性跑步速度为12km小时4感知头部自动驾驶摄像头5软件自动化驾驶计算系统多摄像头视频神经网络规划能力Dojo超级计算机的训练机制图12021年的特斯拉人形机器人尚停留于概念资料来源特斯拉2021AIDAY2022年9月30日特斯拉在2022AIDAY上展示了人形机器人的开发平台和最新一代原型机经过6个月的研发此次展示的机器人已经具备了行走搬运识别物品浇花等基本的运动和应用能力马斯克表示Optimus的发展方向是大规模生产低成本高可靠性价格将不高于20000美元预计在3-5年后量产上市其应用将帮助人类经济生产摆脱人口的限制图2特斯拉人形机器人进化史资料来源特斯拉AIDAY请务必阅读正文之后的免责条款和声明6新能源汽车行业特斯拉机器人专题2023372023年3月1日特斯拉在2023InvestorDay上展示了关于人形机器人Optimus的最新视频这个版本的Optimus可以到处走动进行拧螺丝等工作而马斯克也透露其实验室有多台Optimus机器人马斯克指出Optimus利用了特斯拉在制造方面的专业知识执行器电池组和Optimus的其他关键部件均由特斯拉定制设计图32023年特斯拉投资者日上展示的人形机器人资料来源特斯拉2023InvestorDay在设计目标和思路上研发团队坚持以应用为导向在总体设计目标上着力于优化成本和效率等因素使产品走向低成本高可靠性的大规模量产主要的实现路径是规模化标准化和简洁化如电池组的集成在设计思路上强调为了生产而设计以人工智能为核心竞争力软件硬件结合借鉴特斯拉完备的汽车开发设计经验并融入了仿生学人体工程学等元素图4一体化元件的设计服务于规模化量产资料来源特斯拉2022AIDAYOptimus原型机的配置参数体现出比原有设计预期更适合规模化量产的特质1请务必阅读正文之后的免责条款和声明7新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337规格身高173cm重量73kg主体材料为塑料2电源系统功耗100W坐姿500W行走容量23kWh额定电压52V可使用一整天的一体化集成电池包3动力系统28个结构执行器与原有的40个相比降大大降低规模化量产难度和成本50个基础自由度躯干281手部1124AI系统与特斯拉汽车相同的SOC芯片FSD全自动辅助驾驶系统表1Optimus原型机与预期参数对比项目概念预期原型机参数身高172cm173cm重量57kg73kg负载20kg10kg执行器数量4028自由度4050资料来源特斯拉AIDAY中信证券研究部拥有智能的大脑是Optimus与其他人形机器人最大的不同马斯克认为大脑将真正使机器人有用通用从而实现百万级量产的深不可测的潜力研发团队在机器人的开发和应用中也使用了很多人工智能技术如从特斯拉汽车中移植Autopilot视觉神经网络用于视觉识别体积深度渲染定位行走轨迹估计运动控制仿真传感器数据的处理状态估计等图5人工智能处于研发的核心地位资料来源特斯拉2022AIDAY近两年特斯拉机器人快速迭代展现其强大研发能力2021年8月19日特斯拉在AIDay上首次公布人形机器人项目计划根据2022AIDAY中披露的细节人形机器人的开发平台在年初的2月就已经制造完成耗时仅6个月并在随后的4月8月分别实现了行走和手臂摇摆动作的能力不到半年后的2022年9月30日Optimus机器人原型机在2022AIDay首秀相比开发平台有了许多新的改变2023年3月1日的投资者日上特斯拉展示了Optimus四处走动拧螺丝等工作能力特斯拉不断实现机器人快速迭代向世人证明擅长研发四轮机器人汽车的特斯拉在人形机器人领域仍有强劲的实力请务必阅读正文之后的免责条款和声明8新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337图6特斯拉机器人时间线资料来源特斯拉官网ElonMusk推特特斯拉2023投资者日中信证券研究部特斯拉机器人的背景及意义马斯克的投资项目往往与人类重要议题相关2012年马斯克在加州理工大学毕业典礼上明确阐释了自己的创业动机关注对人类的未来影响最大的问题他先后创立了Xcom即后来的Paypal特斯拉Solarcity和SpaceX这些公司都与互联网能源太空等人类未来发展息息相关图7马斯克的创业历程资料来源TheSingjuPost中信证券研究部出于类似动机马斯克期望人形机器人帮助人类创造一个劳动力不会短缺的富足社会他曾在论坛杂志演讲公司会议等多个场合表达对项目的理解和期望表示Optimus人形机器人是公司2022年进行开发的最重要的产品对于人形机器人项目的定位也逐步具体总结来看马斯克开发机器人的动机是为了替代人类劳动正如他于2022年8月16日在中国网信杂志中所说借助机器人的力量我们将创造一个商品和服务极度充裕的时代请务必阅读正文之后的免责条款和声明9新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337图8人形机器人将从事危险重复无聊的工作资料来源中国机器人网中信证券研究部特斯拉人形机器人诞生顺应当前人口形势的变化自2017年起我国出生人口和自然增长率开启了双重下跌2022年更是出现了近61年来首次出现人口负增长同时老龄人口数和老龄化率连续多年保持上升即将进入中度老龄化社会放眼全球范围尽管人口总数仍有数十亿的增长空间但已由高增长向低增长阶段过渡且老龄化进程加速特斯拉人形机器人自立项之初就以替代人类劳动为目的再加上设计中坚持以低成本高可靠性和高通用性为导向未来或将在工业服务业等多个领域发挥重要作用帮助人类解决人口老龄化劳动力短缺等问题图9出生人口和自然增长率逐年下跌图10老龄人口数和老龄化率持续上升出生人口万人自然增长率60岁及以上老龄人口数亿人老龄化率200083251800725160062014005212001541000153800106002114000552000010020132014201520162017201820192020202120222013201420152016201720182019202020212022资料来源国家统计局中信证券研究部资料来源国家统计局中信证券研究部三大因素助力特斯拉人形机器人实现终极目标机械方案可行性已得到充分验证人形机器人的开发早有先例众多玩家的入场带动了技术水平快速提升最早的机器人设计可以一直追溯到19世纪的蒸汽动力机器人20世纪以来各国持续迭代新型机器人20世纪90年代日本研制出全球第一台双足机器人能实现缓慢静态行走被视为人形机器人突破性发展的第一阶段第二个阶段以日本本田ASIMO机器人为代表实现了连续动态行走第三个阶段追求的是高动态的运动性能以波士顿动力的ATLAS机器人的高难度运动动作为标志一度引起世人瞩目当前人形机器人正在进入第四个阶段即商业化落地的初期阶段中国真正进入牌桌以优必选Walker为代表和AgilityRobotics的Digit等一较高下请务必阅读正文之后的免责条款和声明10新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337表2部分现有人形机器人相关项目时间公司机构项目1966斯坦福大学第一个自主行走机器人Shakey1973早稻田大学世界上第一台真人大小的人形智能机器人WABOT-11986本田可以双足行走的机器人E0在E型机器人基础上推出的P1机器人拥有了手臂和头部同时已1993本田经可以轻松在斜坡楼梯和崎岖不平的地面上行走2000本田ASIMO一款专门测试化学防护服装的现代机器人PETMAN以其自然灵2011波士顿动力公司活的动作而闻名甚至能做俯卧撑2015软银Pepper2015波士顿动力公司Atlas2018优必选Walker2021EngineeredArts仿生机器人Ameca拥有真实的操作和脸部情绪2021特斯拉Optimus资料来源Tesla官网Springer机器人手册国防科技大学官网波士顿动力官网EngineeredArts官网中信证券研究部在长达百余年的发展史中许多项目已经在运动性能等特定方面取得了成功波士顿动力研发的ATLAS作为最著名的人形机器人能够完成后空翻等高难度动作在最新展示资料中更是在搬运木板工具箱等实际应用场景中取得了突破相比ATLAS高机动性的展示性质全球最早具备人类双足行走能力的类人型机器人ASIMO更加侧重于实际的拟人应用在上下台阶弯腰等负载动作上的表现也得到了广泛的认可图11ATLAS和ASIMO基于不同传动方式的运动表现启发着后来者资料来源波士顿动力官网本田官网机械解决方案的选择在不断的研发验证中日益明晰ATLAS使用的液压驱动方案通过缸体和活塞杆相对运动实现直线运动功率大响应快精度高但适用的温度范围小维护难度大且成本高昂与液压驱动相对应的是气压驱动气压驱动的结构简单动作灵敏成本也较低但功率小刚度差噪音大速度不易控制相比之下ASIMO采用的电机驱动方案在功率控制性成本等方面的表现较为平衡也是目前应用最广的一种驱动方式相关研发先例已经证明为了满足人形机器人通用且能大规模量产的要求电机驱动的综合效益是三大常见方案中最优的而特斯拉Optimus选择的正是电机驱动方案请务必阅读正文之后的免责条款和声明11新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337表3三种常见驱动方式的对比驱动方式优点缺点应用场景需要增设液压源易产生功率大结构紧凑刚度液体泄漏不适合高低液压驱动好响应快伺服驱动精特大功率机器人系统温场合维护难度大成度高本高速度快系统结构简单功率小刚度差噪音大精度不高的点位控制机器人上气压驱动维修方便成本低不易控制精度低下料和冲压机器人等能源简单速度变化范围功率一般多与减速装置电机驱动大效率高速度和位置广泛应用于各类常规机器人相联直接驱动比较困难精度都很高成本较低资料来源工博士中信证券研究部规模化量产是特斯拉一以贯之的法宝特斯拉素来是一家有行动力的企业2006年2月特斯拉发布了宏图第一篇章其中的核心四步骤分别是1打造跑车2用赚到的钱开发一款价格可负担的汽车3用赚到的钱开发价格更实惠的汽车4同时提供零排放发电选项2016年7月特斯拉再次推出了宏图第二篇章同样包含四部分1使用电池存储创建太阳能屋顶2扩大电动汽车产品线以满足所有主要细分市场的需求3通过大规模车队学习开发比手动安全10倍的自动驾驶能力4让汽车在空闲的时候为车主赚钱时间来到2023年特斯拉宏图第一篇章基本实现作为全球新能源汽车的领头羊做到了使新能源汽车价格能为大众所负担而第二篇章中的各部分也都在有序推进中这反映出特斯拉蕴含的将规划转化为实际的基因2023年3月1日发布的第三篇章中人形机器人也成为重要的一环图12特斯拉宏图第一第二篇章资料来源Vehicle中信证券研究部特斯拉在降低产品成本上有成功实践的经验2014年特斯拉第一次进入中国时出售的ModelS价格为10626万元而如今入门级Model3的售价已经下探到2299万元在2017-2022年的5年时间特斯拉单车的平均销售价格从约11万美元降至约55万美元降幅50左右同期公司的营业利润率从-15提升至17单车平均利润更是在汽车行业内遥遥领先在降低售价的同时收获利润的提高背后的支撑正是特斯拉强大的降本能力请务必阅读正文之后的免责条款和声明12新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337图13特斯拉单车平均销售价格和营业利润率图14特斯拉单车平均利润遥遥领先单车平均销售价格美元单车平均利润美元公司营业利润率150001200002010000500010000015100800005-5000600000-1000040000-5-15000-10-2000020000-150-20201720182019202020212022资料来源特斯拉公告中信证券研究部资料来源金十数据中信证券研究部规模化是特斯拉实现降本的核心近十年特斯拉汽车的全球销量从223万辆增长到13139万辆复合年增长率超过50目前已经是全球最大的新能源车制造厂商为了应对与日俱增的交付需求特斯拉已在美国加州弗里蒙特中国上海美国德克萨斯州奥斯汀和德国柏林建成了超级工厂其中2019年建成的上海工厂在2022年的交付量就超过了71万辆此外特斯拉在美国的内华达和纽约还拥有2座工厂负责锂电池和充电桩等零部件的生产全球化生产的布局帮助特斯拉充分利用本土产业链的优势迅速实现产能数量级的提升图15特斯拉汽车历年全球销量全球销量万辆1401201008060402002013201420152016201720182019202020212022资料来源特斯拉公告中信证券研究部特斯拉2022AIDAY上的展示也反映出其继续实行规模化策略的可行性Optimus机器人使用了与特斯拉汽车相同相似的FSD计算机SOC芯片等可以利用特斯拉现有的基础设施和供应链快速实现规模化量产在全新零部件的设计上研发团队努力减少驱动器设计的数量机器人全身驱动器数量由最初的40个降低到28个且最终仅需6种驱动器3种旋转驱动器3种线性驱动器的组合即可满足同样为未来的规模化量产降低了难度请务必阅读正文之后的免责条款和声明13新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337图16特斯拉将规模化策略融入Optimus机器人的研发中资料来源特斯拉2022AIDAY特斯拉人工智能赋能人形机器人FSD自动驾驶系统展现特斯拉人工智能底蕴与传统汽车公司更强调机械部分不同各个造车新势力纷纷在人工智能上发力以求在汽车智能化浪潮中抢占先机而特斯拉正是其中佼佼者作为特斯拉人工智能的集大成者其FSD自动驾驶系统的研发处于公认的领先地位图17特斯拉自动驾驶处于公认的领先地位资料来源特斯拉2021AIDAY特斯拉是截至目前全球唯一一家实现了自动驾驶核心领域全栈自研自产的科技公司在感知模块上特斯拉采用基于仿生原理的独特纯视觉方案通过车身的8个摄像头采集真实世界图像数据经过感知神经网络架构进行处理构建三维向量空间在规划与控制模块将传统规划控制方法与神经网络算法相结合融入成本函数人工干预数据或其他仿真模拟数据获得最优的规控方案最终生成控制指令在数据标注与仿真模块通过构建一个真实世界的虚拟仿真空间和自动标注对各种不同情景进行长时间训练并不断对结果重现与优化目前累计训练里程超已1亿公里积累了数十亿的图片和标注数据请务必阅读正文之后的免责条款和声明14新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337图18特斯拉采用的纯视觉感知方案独树一帜资料来源特斯拉2021AIDAY高性能软件背后是自研硬件的支撑特斯拉为自动驾驶打造了Dojo道场超级计算机并搭载同样是自研的AI训练芯片D1Dojo是一种通过网络结构连接的分布式计算架构具有大型计算平面极高带宽低延迟可扩展性极强等特点专为大规模地运行定制的特定的机器学习训练算法而设计D1芯片采用7纳米制造工艺具有500亿个晶体管和354个训练节点内部电路长达177公里单片FP32算力可达226TOPsBF16算力可达362TOPs同时具有GPU级的计算能力和CPU的连接能力IO带宽是最先进的网络芯片的2倍图19D1芯片为FSD提供算力支持资料来源特斯拉2021AIDAY人工智能技术将赋予机器人真正的意义使其区别于普通机器人成为具备大脑的通用工具这正是特斯拉将Optimus机器人在AIDAY上发布的用意而Optimus机器人的人工智能系统也与汽车自动驾驶系统一脉相承Optimus机器人同样利用摄像头感知真实世界通过移植而来的神经网络获得机器人周围环境良好的体积深度渲染在移植的基础上研发团队针对机器人进行了重新训练使其满足人形机器人对维持平衡步态规划与控制等特有的需求特斯拉过往的经验将帮助研发团队继续发掘人工智能在人形机器人上的应用空间请务必阅读正文之后的免责条款和声明15新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337图20人工智能技术帮助机器人实现运动规划与控制资料来源特斯拉2022AIDAY人形机器人尚在早期阶段泛人形应用领先落地应用场景不足高技术高成本人形机器人仍处于早期阶段全球人形机器人行业仍处于早期阶段尚未出现真正成熟落地的产品软银的Pepper本田的ASIMO都因为成本技术等问题被停止从落地应用角度看都不成功作为世界上应用最广泛的人型机器人之一的NAO销量仅万台左右更多卖到高校用于科研教学比赛波士顿动力在技术上拥有绝对优势但其11亿美元的估值较6年前下降了66表4部分人形机器人项目现状及主要失败原因公司项目现状主要原因维护困难高成本软银Pepper2020年停止销售软件升级落后AppleSiri扫地仓库机器人的替代低有效载荷低AI自主功能本田ASIMO2018年被停止高成本销量仅万台左右更多卖到高软银NAO校用于科研教学比赛资料来源软银官网本田官网经济观察报中信证券研究部大规模应用刚需场景不足技术复杂及高成本是当前人形机器人难以成熟落地的主要原因1应用场景直接影响机器人需求的刚性程度目前人形机器人尚处于功能相对简单初步智能的形态具体的应用场景尚不清晰已有的人形机器人很多都被扫地仓库机器人割草机步行辅助装置等更加专业化且成本低廉的机器人替代部分公司已经对人形机器人的应用场景展开探索但结果仍待观察2人形机器人技术复杂门槛高目前多数双足机器人都是在位控和力控这两类控制模式上发展一些新技术例如深度学习强化学习和传统机器人技术还并未出现进一步结合在商业应用上还需攻克稳定请务必阅读正文之后的免责条款和声明16新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337性问题3人形机器人制造成本高昂成本控制有赖于大规模生产的基础及多方位的技术高成本也导致其租金昂贵难以推广表5部分人形机器人项目成本及应用场景探索公司项目成本应用本田ASIMO250万美元展示接待娱乐等200万美元物料成本超十万波士顿动力Atlas搜索国防任务测试极端环境救援等美元已覆盖科技展馆影视综艺商演活动政企展厅等商用服务场景以及运动控优必选Walker10万美元制机器视觉定位导航等科研开发场景最初将运用于工厂生产当智能性和规模量产的问题解决后将用于家庭服务特斯拉Optimus物料成本约21万美元例如照顾老人和孩子整理家务做饭等主要用于家庭和高校包括教育娱乐小米CyberOne60-70万人民币和陪伴等资料来源本田官网波士顿动力官网优必选招股书特斯拉官网小米官网AcomprehensivesurveyonhumanoidrobotdevelopmentSAEEDSAEEDVANDMASOUMEHJAFARIHADISAGHDASIandJACKYBALTES中信证券研究部图21大规模应用刚需场景不足技术复杂及高成本是当前人形机器人难以成熟落地的主要原因资料来源中信证券研究部绘制人形机器人具备最好的通用性解决以上问题后有望成为终极方案相比其他机器人人形机器人有更高的感知运动控制和交互能力可执行多场景综合式任务在面对类似家庭这样的复杂环境中可完成倒酒清洁按摩等多种任务通用性更高马斯克提出人形机器人将先用于工厂规模生产提高智能后用于家庭工厂环境较为单一变化少机器人更容易承担重复性任务人形机器人有可能实现比工业机器人更多的功能如仓储物流管理上下楼梯移动货物等未来用户侧的技术进步也可能带来新的需求此外人形机器人还可能从事高危高重复性工作在救火有毒物质清理等对人体有害的工作场景中取代人工量产及降低成本后在家庭场景人形机器人可能为教育目的模拟人类互动作为医疗助理陪伴老人协助生活照顾孩子做饭等解决三大痛点泛人形机器人商业化落地更具条件请务必阅读正文之后的免责条款和声明17新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337泛人形机器人应用场景更加专一满足明确市场需求专业机器人定位相比人形机器人应用场景更加明确其更多地是在高危高重复性场景中替代人工在日常家居环境中针对特定事项辅助人工如四足机器人专注复杂地形的勘探搜救机械臂专注搬运组装等手部动作扫地机器人只关注家用清洁方面有明确的市场需求和目标用户表6泛人形机器人应用概况产品图示应用消费级的四足机器人主要起陪伴娱乐的作用行业级产品则应用于园区或社区的安防巡检消防救护恶劣环境复杂地四足机器人形和偏远地区的重复性巡逻和检查任务消防侦查应急救援等工业场景涉及装配搬运码垛焊接点焊涂胶喷涂等机械臂商业场景例如冰淇凌制作手冲咖啡更例如疫情环境下催生的核酸采样机器人扫地机器人自动维护家庭地面清洁把人们从繁重家务劳动中解放出来主要应用于家庭或养老院环境中机器人具有自主导航和避障功能可以通过语音和触屏实现交互通过配备相关检测设备康养机器人机器人还能够监测血压心跳血氧等生理信号紧急情况下可及时报警或通知监护人此外机器人还具有智能聊天功能用于辅助老年人心理康复教育机器人主要用于家庭和高校包括教育娱乐和陪伴等用于公共场所商场写字楼园区等执行清洁功能交通商用清洁机器人枢纽和写字楼是商用清洁机器人主要的使用场景占比分别为321和263其次是园区医疗商场目前室内配送的场景主要为酒店和餐厅室外配送机器人受限终端配送机器人于政策的管制只能在封闭园区进行试点包括AGVRGVARM分拣码垛机器人等主要应用于仓储物流机器人工业制造和商业物流主要应用于商场政务大厅展厅展馆博物馆等场所为用讲解引导机器人户提供迎宾引导宣传讲解业务咨询等服务工作巡检机器人线路故障探测应用于危险场景主要包括康复手术辅助机器人用于医院诊所康医疗机器人复中心等专业场景的医疗或辅助医疗机器人资料来源亿欧智库优必选招股书36氪研究院BFT机器人中信证券研究部简化性能泛人形机器人稳定性高人形机器人需要满足通用目的而泛人形机器人只用针对特定场景进行培训设计结构和对技术的要求更简单灵活度环境自适应要求相对较低因此稳定性高更容易商业化以四足机器人为例四足机器人有四个落足点较双足稳定性更高四足机器人一个腿部三个关节只需控制三个自由度而人形机器人关节点更多关联电机的数量增多且人形机器人需要控制手部动作相应的协同控制更请务必阅读正文之后的免责条款和声明18新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337难对处理器要求更高四足机器人不需要较高的控制带宽去抵抗相应的干扰对光导要求较低视觉方面四足机器人的话只需要感知环境顺利通过相应的崎岖路面而人形机器人视觉规划要求高需要通过全地形的感知去解放出最优的规划路径表7四足机器人与人形机器人对比内容四足机器人人形机器人落足点4个2个电机12个要求精度低20-30个要求精度高手臂无有需要手脚协同控制带宽低高视觉要求感知环境视觉规划其他功能无柔性皮肤面部表情等资料来源专家调研中信证券研究部泛人形机器人成本较低提供大规模落地可能性与人形机器人动辄几十万甚至上百万美元的成本相比泛人形机器人电机数量少要求精度低加工难度和精度低成本较低且随着大规模量产有进一步降价可能性波士顿动力的Spot售价745万美元斯坦福学生机器人俱乐部ExtremeMobility团队的四足机器人StanfordDoggo将成本降到了3000美元以下宇树科技的四足机器人消费级产品售价16万元起行业级产品10万元起而扫地机器人的成本只有人民币百元至千元图22应用场景明确开发难度小成本低泛人形机器人硬件优势更易于落地资料来源中信证券研究部绘制AI迅速发展推动机器人进一步智能化机器人的发展类似手机在AI的加成下逐步由功能走向智能机器人发展至今历经三代第一代程序机器人完全按照事先装入到存储器中的程序步骤进行工作第二代自适应机器人配备传感器能够随环境变化调整自身行为随着算法和感知认知技术的不断突破第三代机器人除了运动和自适应调整功能还拥有感知交互和思维能力逐渐发展类人特征多功能多模态多服务体验的智能机器人也成为最新发展趋势请务必阅读正文之后的免责条款和声明19新能源汽车行业特斯拉机器人专题202337图23机器人在AI的加成下逐步由功能走向智能资料来源36氪研究院中信证券研究部绘制计算机视觉方面人工智能图像识别技术已经得到广泛运用计算机是使用计算机模仿人类视觉系统的科学让计算机拥有类似人类提取处理理解分析图像以及图像序列的能力21世纪至今深度学习算法大幅提高了计算机视觉的准确性而未来计算机视觉将逐步从识别发展到理解并由被动感知向主动选择感知发展计算机视觉的进步将推动机器人由被动执行转为主动理解AI语音正从语音识别逐渐向语义理解发展NLP自然语言识别技术不断迭代优化一个完整的对话交互是由听懂理解回答三个步骤完成其中听懂需要语音识别ASR技术理解需要自然语言处理NLP技术回答需要语音合成TTS技术目前TTS技术已相当成熟广泛应用于客服及硬件机器人语音播报等语音识别在理想实验环境下准确率可高达98以上奠定了机器人的语音交互基础OpenAI发布的NLP新模型ChatGPT已展现了生成式AI具备较强理解和生成对话能力而随着NPL技术带动机器人认知能力的提升养老陪伴教育等应用场景需求将不断扩大推动相关专业性泛人形机器人的发展而人形机器人也有望更快商业化落地图24AI语音交互环节及技术资料来源弗若斯特沙利文中信证券研究部绘制多元场景驱动泛人形机器人率先落地请务必阅读正文之后的免责条款和声明20