(报告出品方/作者:东吴证券,曾朵红,谢哲栋)
核心观点:
TeslaBot风起,万亿赛道启航
特斯拉“Optimus”即将横空出世,开启人形机器人纪元。马斯克将于年9月30日发布人形机器人Optimus样机,电动车“掌门人”高调入局人形机器人究竟是“博眼球”,抑或“真功夫”?我们着重探究Optimus落地推广的两大关键问题:
1)产品“从0到1”:人形机器人主要有人机交互、环境感知、运动控制这三大核心技术。特斯拉智能汽车≈自动驾驶+轮式机器人——电动车自动驾驶赋能Optimus人机交互、环境感知相关技术,背后是传感器方案、FSD芯片及核心算法平台等;但从“轮式机器人”到高达40个自由度(关节)的人形机器人,机电硬件(主要是电机及其驱动器+减速机)、运动软件算法待突破迭代。
2)商业化可行性1→N:复盘特斯拉电动车的崛起之路,Optimus在智能化技术、市场营销等策略上均可复用电动车时代的经验,在人形机器人赛道上具备强竞争力和先发优势。放量节奏方面,参考ModelS历程,我们预计人形机器人Optimus将于年底交付、-25迅速上量,-年销量分别10/50/万台。
一、人形机器人:历经坎坷,持续发展
1.1.机器人概述:可编程操作机,全球达百亿美元
机器人是具备一定程度自主能力的可编程多功能操作机。根据美国机器人协会,机器人是一种可编程和多功能的操作机,或是为了执行不同任务而具可编程动作的专门系统。年全球机器人市场规模达亿美元,未来空间较大。根据Statista数据,全球机器人销量-年分别为亿美元/亿美元/亿美元,目前仍处于较初期发展阶段,未来空间较大。根据我国年6月1日实施的《机器人分类》,机器人可被分为工业机器人、服务机器人两大类,工业机器人主要应用于工业环境用于制造目的,而服务机器人更重视人类交互。
1.2.人形机器人:服务机器人的最高级形态
人形机器人是服务机器人的最高级形态,可被广泛应用于生活生产的众多场景。人形机器人被誉为AI领域的终极形态,是指模仿人的形态和行为而设计制造的机器人,设计制造目的是为了与人工工具和环境进行交互,从而辅助甚至替代人类的生产生活。应用场景上,主要分为商用场景和个人/家庭应用场景两大类,涵盖物流、送餐、清洁、陪伴、娱乐等应用领域。
1.3.核心产品:技术仍需突破,商业化仍是难题
1.3.1.本田ASIMO:纯电机驱动的人形机器人“鼻祖”
本田ASIMO机器人于年推出,采用纯电机驱动,自由度57个,之后十余年不断迭代升级,具备跑、跳、爬楼梯甚至跳舞等功能。售价万美元,未进行商业化,年7月停止更新。
1.3.2.波士顿动力ATLAS:液压驱动“集大成者”,带来极致运动控制性能
波士顿动力仿人机器人Atlas于年推出,采用液压驱动+控制模式,自由度28个,运动控制能力较为顶尖,目前可以实现多种“跑酷动作”。单台价值万美金,目前无商业化尝试。
1.3.3.优必选WALKER:国产人形机器人先锋,商业化进程加速中
我国机器人领域领军企业优必选的WALKER原型机于年,采用纯电机驱动,自由度41个,并多次迭代,目前版本可进行弹琴、倒水、步态行走等,商业化进程加速中。
1.3.4.其他代表产品:商业化进程较艰难
其他代表性产品包括软银的Pepper、EngineeredArts的Ameca、AgilityRobotics的Digit等成本均较高,其中Digit主打物流垂直应用场景,商业化效果最好。
二、需求:场景为本,空间广阔
2.1.场景预测:精准场景定位是商业化基础
服务机器人可以分为商业机器人和个人机器人,应用场景较为广泛。商业机器人是指在专业环境中执行服务的机器人,而个人机器人则用于私人家庭。根据Statista数据,商业机器人的应用场景主要包括医疗、物流、农业和其他(包括国防、公共关系等),个人/家庭机器人的应用场景主要为家务机器人(辅助吸尘、地板清洁、草坪修剪、游泳池清洁、窗户清洁、家庭安全等)、娱乐休闲机器人(用于满足情感需求、教育、陪伴等)。
2.2.需求预测:全球万亿蓝海市场,未来可期
家务场景机器人应用主要集中于亚洲、美国和欧洲。根据Statista数据,年亚洲、美国、欧洲的家务场景服务机器人销售额预计分别为28亿美元、24亿美元和17亿美元,合计共占89%。故我们选取其中的主要国家:亚洲的日本、中国、韩国,欧洲的英国、法国、德国、意大利,以及美国的家庭户数作为测算依据。
商业服务应用主要集中于美国和欧洲,亚洲增速较快。根据Statista数据,年美国、欧洲的商业服务场景机器人销售额分别为91亿美元、60亿美元,合计占比超60%,亚洲销售额年达48亿美元,相比年增长接近%,增速较快。
三、特斯拉Optimus:运动控制待突破,商业化可期
3.1.特斯拉Optimus:引爆人形机器人市场
首次提出概念:年8月20日,马斯克在首届特斯拉人工智能日(AIDAY)上首次发布特斯拉人形机器人(TeslaBot)计划,代号“擎天柱”(Optimus),正式宣布进军机器人领域,预计年完成,第一版可在年投入生产。财报会议提到:年4月,马斯克在财报会议上指出,Optimus的重要性将在未来几年逐渐显现,最终将比汽车业务、比FSD更具价值。
演讲中提及:年的TED访谈中,马斯克也提到人形机器人的第一批生产打算用于那些危险、无聊、重复以及人们不情愿去做的工作。并且表示,起码在两年内可以生产出有实际用途的产品,且价格预计比制造一辆车的价格更便宜(特斯拉汽车在中国的售价最低为30万元左右)。确定发布时间:年6月,马斯克在推特上发文,将特斯拉第二个人工智能日(AIDay)由原定的8月19日推迟到9月30日,可能推出Optimus原型机,同时马斯克在接受彭博社采访时称:人形机器人Optimus将在9月30日的特斯拉AI日活动上面世。
3.2.技术:自研算力芯片加持,运动控制重点突破
人机交互:近几年人机交互技术从之前只能接受固定命令,到现在通过大量的深度学习和图像训练,可以精准进行不同场景下的语音语义图像识别,应用端主要体现在智能家居等领域。环境感知:指通过摄像头、雷达、传感器(力矩、倾角、红外、触觉、温度等)对机器周围环境的监控获取信息,应用最为极致的主要为自动驾驶。
运动控制:主要包括硬件、软件两方面:1)硬件主要为电池、控制器、电机、减速器等,目前难点在核心关节的电机系统设计、材料轻量化等方面;2)软件主要是协调几十个关节协同运作,含各类运动控制算法(例如现有人形机器人采用水平反应控制、目标ZMP控制、步长位置控制等算法)。
3.3.商业化:“1到N”可期,节奏预计快于ModelS
十年间特斯拉电动车年销量从百辆迅速增长至近百万辆。回顾特斯拉近十年销量,年特斯拉全球销量不足辆,历经十年迅速增长至年的93.6万辆,10年CAGR高达%。其中,年ModelS上市,特斯拉销量增长至辆;年Model3在美交付,销量同比高增%达到25万辆;年国产ModelY上市。Model3/Y价格下沉引爆市场,为销量贡献主力军。年ModelS/X进入销量瓶颈期,Model3/Y在18-21年销量实现高速增长,销量占比稳步提升。其中年ModelS/X销2.5万辆,同比-56.2%,销量占比2.7%;年Model3/Y销91.1万辆,同比+%,销量占比97.3%,贡献年主要增量。
四、供给:
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