人形機器人,汽車行業的新力量?
10月11日,特斯拉“We,Robot”發佈會上,新一代的Optimus人形機器人通過在現場與工作人員和參會者的交流互動,已經能完成工作以及熱舞表演等。這款有胳膊有腿、沒有輪子的機器人,與特斯拉的車輛共享着一切核心技術,比如三電系統、軟件系統、人工智能計算機,再次引發了產業界的沸騰。
自2021年AI Day首次發佈以來,特斯拉的Optimus機器人經歷了幾次迭代,逐漸展現出更強的應用能力。最初的原型機僅能完成簡單的招手動作,2022年進一步發展到能夠搬運物體,但走路需要特斯拉員工攙扶。到2023年,Optimus不再需要攙扶,能完成更復雜的任務,如物品分類與分揀。
“作爲一種顛覆性產品,人形機器人集成了人工智能、高端製造、新材料等先進技術,在汽車製造、服務等領域有很大應用潛力。”車百智庫在第141期調研報告《加快人形機器人在汽車行業的發展》(以下簡稱“車百智庫研報”)指出,在人形機器人和智能電動汽車產業的雙重驅動下,汽車行業正迎來一場技術變革。
儘管關於人形機器人,圍繞其安全、實時、場景、成本、效率等問題仍爭論不休。但可以肯定的是,場景化落地已經起步,在不確定性中擁抱挑戰是必然趨勢。10月14日,工業和信息化部副部長王江平在國新辦新聞發佈會上表示,將出臺推動未來產業創新發展的實施意見,大力發展人形機器人等新領域新賽道。
政策及市場需求的雙重驅動下,將會進一步催化人形機器人發展,本文將結合車百智庫研報觀點,探討以下三個問題:1、人形機器人將如何有效應用於汽車行業?
2、特斯拉Optimus進化加速,人形機器人量產可期?3、推動人形機器人與汽車行業融合發展的關鍵在於?汽車行業將成爲人形機器人落地的主要領域之一
人形機器人行業已經引發了資本市場的強烈關注。
根據車百智庫調研數據顯示,2024年上半年,全球完成了22起人形機器人融資,融資總額超過70億美元。預計到2035年,中國市場規模將突破3000億元人民幣,全球市場規模或達1540億美元,相當於當前手機市場的三成。
這一數據揭示了人形機器人在多個行業(包括汽車)的巨大潛力。在智能製造、巡檢、物流等場景中,隨着人形機器人技術的不斷成熟,應用規模將快速擴大。而汽車行業將成爲其率先落地的主要領域之一。汽車行業的製造環節面臨諸多挑戰,如自動化水平低、技術工人短缺、生產能效亟待提升等。
人形機器人在汽車製造中的應用潛力巨大,尤其是在總裝環節,該環節的自動化率不足30%,傳統工業機器人難以滿足複雜的裝配需求。而人形機器人因其具備智能決策和高精度操作的特點,能夠提高生產效率,減少廢品率,並且優化整體能源管理。
它們還可以執行高風險任務,在工業自動化中提供柔性操作,減少對人工的依賴。例如,現代化工廠內的短途物流運輸、巡檢等場景中,人形機器人可以與人工智能大模型結合,實現自動上下料、複雜環境監控等功能。
汽車行業機器人應用對比概覽(不完全統計)
信息來源:公開信息,車百智庫研究院整理
所以說,目前人形機器人最好的應用場景是工廠,尤其是汽車工廠。目前特斯拉的Optimus機器人,已經在弗裡蒙特工廠的生產線上投入使用,負責搬運和電芯分類等工作。
10月14日,優必選剛剛發佈的全新一代工業人形機器人 Walker S1 已進入比亞迪工廠實訓,並且還能和 L4 級無人物流車、無人叉車、工業移動機器人和智能製造管理系統的協同作業。這是全球範圍內首個人形機器人與無人物流車等協同作業的工業場景解決方案。
車百智庫研報預計,未來2-3年內,人形機器人將在更多汽車製造場景中實現小規模商用,五到十年內將進一步普及。
目前國內外多家汽車企業紛紛加入這一賽道。豐田、北汽、上汽、比亞迪等車企已經開始投資或自研人形機器人。北汽產投今年已經投資兩家機器人公司,分別是銀河通用和帕西尼感知。上汽集團佈局更廣,今年智元機器人和逐際動力兩家公司三次獲得上汽旗下投資機構的投資,智元機器人早在去年還獲得了比亞迪的投資。
奇瑞汽車前不久斥資1億元,成立一家聚焦AI、智能機器人等領域的新公司。今年 4 月,廣汽集團宣佈,要與全球頭部企業攜手,探索人形機器人未來應用場景。
10月17日,豐田汽車則宣佈與現代汽車旗下的波士頓動力公司(Boston Dynamics)達成合作,共同推進人工智能(AI)驅動的多任務人形機器人產品的研發與部署。
此外,去年舉行的小鵬汽車科技日上,小鵬首次展示了自研的人形機器人 PX5。今年8月12日,小鵬展示了鋼鐵助理用手機下單預定MONA M03汽車。第二代人形機器人也會在今年即將到來的 1024 科技日上亮相,進一步展示小鵬汽車在人工智能與機器人技術上的創新成果。
隨着人形機器人賽道升溫,越來越多的車企正在通過資本市場與技術公司深度合作,國內外企業也共同發力,目標就是商業化,進入工廠、進入家庭生活。
量產挑戰:高成本與技術瓶頸
不過就算到今天,真正量產落地的人形機器人仍然屈指可數,大多數人形機器人還處於原型或概念驗證階段。
“(人形機器人)量產極度困難,是被低估的。”2021 年 8 月的 AI Day 召開時,特斯拉的人形機器人項目還是一個概念,馬斯克就預示了即將面臨的困難。
車百智庫研報指出,目前人形機器人主要以高校研發定製、車企戰略協議簽訂試用爲主,主要集中在工業測試和科研中使用,其在汽車行業的推廣面臨多重挑戰。
人形機器人商業化場景象限劃分
信息來源:華泰證券、中國移動、創業邦,車百智庫研究院整理
首先,硬件高昂的製造成本和技術瓶頸限制了其大規模應用。當前,人形機器人依賴於高精尖的硬件,特別是伺服系統和傳感器,導致製造成本較高。報告指出,人形機器人的單臺成本從1萬美元至250萬美元不等,這對於大規模商用來說是巨大的阻力。此外,行業內零部件定製化生產規模較小,供應鏈資源分散,無法有效降低成本。這些因素導致機器人整體應用成本過高,難以推動大規模商業化。
在控制能力和智能化水平上,現有機器人難以滿足汽車製造中複雜操作的需求,工作效率僅爲人類的70%,此外,高端零部件仍主要依賴進口,進一步加大了成本和供應鏈風險。
2022年國內人形機器人關節主要零部件格局
信息來源:中國移動,車百智庫研究院整理(藍色爲中國企業)
其次,行業標準尚未成熟。當前汽車生產線對安全性要求極高,但目前尚未有針對人形機器人的具體安全規範,這使得企業在導入機器人技術時存在顧慮。
此外,人形機器人的普及或引發倫理與社會問題。首先是數據安全,尤其是在高度敏感的汽車生產環境中,外購第三方技術可能會增加數據泄露的風險,其次是機器人與人類的交互安全性也備受關注,如果機器人出現故障或傾倒,可能會對人類工人和生產線造成傷害。
從長遠來看,機器人對低技能崗位的替代效應可能引發就業結構變動,導致部分崗位的消失。同時,機器人使用與維護還需要具備高技能的人才,但當前車間高技能人才儲備不足,這進一步阻礙了新技術的廣泛應用。由此看,人形機器人的規模落地,或許比我們想象中要困難一些。
何推動我國人形機器人與汽車行業融合發展?
未來,解決這些問題將是推動人形機器人在汽車行業大規模應用的關鍵。爲了加快人形機器人在汽車行業的規模化應用,車百智庫研報提出了一系列建議:
1、加快構建機器人行業與汽車行業融合發展生態:發揮機器人和汽車行業的技術與資源優勢,聚焦實際應用問題,通過多種合作模式實現技術共享,完善產業鏈生態。共同研發新型智能設備,加速技術轉化,定義人形機器人形態,推動其向通用型發展。
2、加快攻克關鍵共性和兼容跨行業的核心技術:在機器人硬件和大模型方面,需加快高精度傳動機構和自主學習算法的研發,提升機器人在複雜環境中的適應能力。
3、利用國內供應鏈優勢,加快實現核心零部件降本增效:國內供應商具備很強的低成本、持續優化和大規模量產的創新能力。供應鏈國產化,有助於幫助人形機器人企業優化使用成本,特別是圍繞伺服系統、減速器等核心成本的構成,需要與設計方精密合作,持續降本增效,促進更大規模的商業應用。
4、制定檢測認證標準:制定人形機器人滿足汽車行業安全應用的標準,借鑑既有的自動駕駛檢測體系,關注到實際應用中複雜環境干擾、溫度、延誤等場景問題,完善人形機器人的標檢認體系,完善安全性和可靠性指標,加快行業應用。
5、建立適應產業融合的道德和倫理機制:針對數據隱私和人類道德問題,形成行業共識,明確機器與人的職責和界限,保障生產線人員安全,減少人工智能偏見。加強制造崗位的培訓,借鑑德國職業教育體系,提升人才素質,以應對人形機器人帶來的職業變動。
隨着技術的不斷進步和行業生態的完善,人形機器人有望在未來幾年內成爲汽車製造業的重要推動力量。未來,誰能在技術突破和規模化生產上率先跑贏時間,將決定誰能主導人形機器人的未來市場。