篇一：行业速览
引言：
最近在看机器人相关的项目，没想到二级机器人上下游概念马上就拉了一波。
前几天看到 Figure AI 的机器人连续 8 小时直播做包裹分拣，后来又看到他们开始做更长时间的连续运行挑战。虽然有人说，这类任务其实用传统工业机器人可能效率更高，但我觉得这个演示的重点不一定是证明人形机器人最适合分拣，而是验证它的稳定性、可靠性，能不能长时间在真实场景里工作。
不管什么新技术出来，总会有人辩经。辩当然可以，但我觉得更重要的是看到现在正在发生的变化，然后思考未来哪些方向可能受益。
AI也是类似，很多数据看起来渗透率还不算特别高，但从我的日常观察里又感觉已经很拥挤了。可能是我所在的信息圈本身AI浓度比较高，而真实产业里的渗透率确实还没完全起来，但趋势已经起来了。
关于AI有几个有趣的观察：一个是AI可以让原本能力优秀的人更加优秀，在代码开发层面可能未来10%的人贡献90%的工作，甚至更可怕；二是AI在某些真实生产环节中暂时只能提效部分环节，组织的效率提升还是受限于其他低效的限速步骤（和代谢过程的瓶颈类似）；三是token开始向类似移动数据流量收费模式演变，本来是只有电信，现在三大运营商都跟进了。
回到机器人，今年我觉得重点可以观察两个方向：一是机器人本体厂商的目标能不能兑现，二是工业、物流、护理等场景能不能真正跑出应用。各大厂商现在都公布了自己的年度目标，后面可以重点看它们的达成率。特斯拉 Optimus 之前的目标就没有完全兑现，也说明人形机器人短期还没那么简单。
图1 各机器人厂商量产情况
资料来源：omdia，长江证券研究所
最近我对三个应用痛点印象比较深：
一是工业/农业场景。很多时候机器人不是不能干活，而是前后流程还不够标准化。比如农业机器人使用前，可能还需要人工配料，这说明真正难的是整套流程的自动化，而不是单个动作。
二是护理场景。比如卧床病人的排泄清洁，这个需求非常刚性，也很消耗照护者。但它同时涉及隐私、尊严、安全、清洁、人机信任等问题，不是机器人能动起来就能解决的。
三是各个大厂的数据开放问题，数据比较割裂，在工厂实际场景中了解到各个厂商的机器人数据通信协调是一个痛点。
从二级市场机会看，市场预期机器人放量，那么相对确定一些的方向可能还是零部件。但也要注意，上游原材料涨价、价格下降、良率爬坡和毛利率承压等风险。现阶段市场对机器人行业的评价是25年是量产元年，26年是应用元年，且看吧。
我的未来畅想：目前机器人行业正在从固定自动化走向柔性自动化，再走向具身智能。更远期看，未来的生产是这样的：工厂/组织本身变成一个具备感知、决策、调度、执行和自我优化能力的智能系统。生活上是这样的：有一个智能统一入口，统一协调控制全屋智能、出行、生活工作安排等等。
可能不会太遥远，到时候就是我的自媒体agent帮我自动选题写文章和发布文章了，虽然目前其实可以用agent实现大部分的工作流，但是因为担心ai味太重不想用反而拖沓效率了，这个文章前前后后写了快一个两个礼拜了。标题是之前写的就这样了，当时还没看到孙哥说的物理AI。
第一章机器人的概念及发展历史
1.1 机器人的概念
机器：一般定义为由一定物质组成，消耗能源，可以运转做功。来替代人类劳动，能够进行能量变换、信息处理及产生有用功。
机器人：一般定义为自动执行工作的机器装置。既可以接受人类指挥，也可以运行预先编排的程序，还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。任务是协助或取代人类的工作。
机器人技术是一项机械、电子、自动控制、计算机及人工智能等多学科交叉的综合性应用技术。
人类利用自然力代替人力劳动创造了许多自动工具和自动机械，这已有几千年的历史了。例如，中国西周时代的歌舞伶人，春秋后期木匠鲁班制造的木鸟，东汉时期张衡发明的记里鼓车，三国时期诸葛亮发明的木牛流马。国外公元前2世纪古希腊人发明了一种自动机，1738年法国人发明了一种机器鸭，1773年瑞士钟表匠杰克.道罗斯发明了能自动书写和演奏的玩偶，18世纪日本人发明了端茶玩偶等。机器人这一概念的提出源自约100年前的科幻剧本《罗素姆万能机器人》。但是真正按照现代机器人的定义研究、制造和使用机器人的历史距今只有几十年。实际上，真正意义上的机器人是随着计算机的出现而诞生的。1961年美国Unimate公司生产了第一台商用工业机器人。1980年日本等国家迅速普及工业机器人，国际上称这一年为日本"机器人元年"。随着机构学、控制理论和计算机技术的发展，传统的机器人已发展到冗余操作臂、移动机器人、人形机器人和多机器人协作等多种形式。随着大数据和深度学习技术的发展，近两年出现的围棋脑和驾驶脑，在特定领域的智能程度已经接近于人类。另一方面，随着机械和电子器件的成本降低，特别是视觉和语音能够实现低成本的高速输入和提取，极大地提高了机器人外设的性能，扩大了机器人的应用场景。
图2 机器人发展编年事件
来源：机器人系统与实践
1.2机器人的分类
机器人的形态多种多想。目前国际上暂时没有制定统一标准。我们在这里按应用领域和移动方式简单介绍一下。
1.按应用领域分类：
按应用领域分类可以分为：工业机器人、服务机器人和特种机器人。
工业机器人还可以分为焊接机器人、搬运机器人、装配机器人和喷涂机器人。
工业机器人,顾名思义是指面向工业领域的机器人,一般形态是多关节的机械手或者多自由度的其他自动化机械装置,被广泛地应用于汽车、电子、物流、化工等工业领域中。
工业机器人由3大部分和6个子系统组成。3大部分是机械部分、传感部分和控制部分。6个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。
1）机械结构系统
从机械结构来看，工业机器人总体上分为串联机器人和并联机器人。串联机器人的特点是一个轴的运动会改变另一个轴的坐标原点，而并联机器人一个轴运动则不会改变另一个轴的坐标原点。早期的工业机器人都采用串联机构。并联机构定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。并联机构有两个构成部分，分别是手臂和手腕。手臂活动区域对活动空间有很大的影响，而手腕是工具和主体的连接部分。与串联机器人相比较,并联机器人具有刚度大、结构稳定、承载能力大、微动精度高、运动负荷小的优点。在位置求解上，串联机器人的正解容易，但反解十分困难；而并联机器人则相反，其正解困难，反解却非常容易。
2）驱动系统
驱动系统是向机械结构系统提供动力的装置。根据动力源不同，驱动系统的传动方式分为液压式、气压式、电气式和机械式 4种。早期的工业机器人采用液压驱动。由于液压系统存在泄漏、噪声和低速不稳定等问题，并且功率单元笨重和昂贵，目前只有大型重载机器人、并联加工机器人和一些特殊应用场合使用液压驱动的工业机器人。气压驱动具有速度快、系统结构简单、维修方便、价格低等优点。但是气压装置的工作压强低,不易精确定位，一般仅用于工业机器人末端执行器的驱动。气动手抓、旋转气缸和气动吸盘作为末端执行器可用于中、小负荷的工件抓取和装配。电气驱动是目前使用最多的一种驱动方式,其特点是电源取用方便，响应快，驱动力大，信号检测、传递、处理方便，并可以采用多种灵活的控制方式 ，驱动电机一般采用步进电机或伺服电机，目前也有采用直接驱动电机，但是造价较高，控制也较为复杂，和电机相配的减速器一般采用谐波减速器、摆线针轮减速器或者行星齿轮减速器。并联机器人中有大量的直线驱动需求，直线电机在并联机器人领域已经得到了广泛应用。
3）感知系统
机器人感知系统把机器人各种内部状态信息和环境信息从信号转换为机器人自身或者机器人之间能够理解和应用的数据和信息，除了需要感知与自身工作状态相关的机械量，如位移 、速度和力等外，视觉感知技术是工业机器人感知的一个重要方面。视觉伺服系统将视觉信息作为反馈信号，用于控制调整机器人的位置和姿态。机器视觉系统还在质量检测、识别工件、食品分拣、包装等各个方面得到了广泛应用。感知系统由内部传感器模块和外部传 感器模块组成，智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化水平。
4）机器人-环境交互系统
机器人-环境交互系统是实现机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。机器人与外部设备集成为一个功能单元，如加工制造单元、焊接单元、装配单元等。当然也可以是多台机器人集成为一个去执行复杂任务的功能单元。
5）人机交互系统
人机交互系统是人与机器人进行联系和参与机器人控制的装置。例如，计算机的标准终端 、指令控制台、信息显示板、危险信号报警器等。
6）控制系统
控制系统的任务是根据机器人的作业指令以及从传感器反馈回来的信号，支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。如果机器人不具备信息反馈特征，则为开环控制系统；如果机器人具备信息反馈特征,则为闭环控制系统。根据控制原理，控制系统可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。根据控制运动的形式,控制系统可分为点位控制和连续轨迹控制。图 3 所示为作业中的工业机器人。
图2 作业中的工业机器人
来源：机器人系统与实践
服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，到目前为止尚没有一个严格的定义。一般地 ，服务机器人可以分为专业领域服务机器人和个人/家庭服务机器人。服务机器人总体应用范围很广，主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。国际机器人联合会经过几年的搜集整理，给了服务机器人一个初步的定义：服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人,它能完成有益于人类健康的服务工作，但不包括从事生产的设备。 图4所示为服务机器人。
图4 服务机器人
来源：机器人系统与实践
从长远来看，目前服务机器人发展正在加速，但仍然受限于价格和技术，普及率还不是
很高。未来随着技术的发展,相信服务机器人一定会走向千家万户。
特种机器人应用于专业领域,一般由经过专门培训的人员操作或使用，辅助和(或)代替人执行任务。特种机器人可以分为水下机器人(见图5)、防爆机器人、无人机等。根据特种机器人所应用的主要行业，可将特种机器人分为农业机器人、电力机器人、建筑机器人、物流机器人、医用机器人、护理机器人、康复机器人、安防与救援机器人(见图6)、军用机器人 、核工业机器人、矿业机器人、石油化工机器人、市政工程机器人和其他行业机器人。
图5 水下机器人
来源：机器人系统与实践
图6 安防与救援机器人
来源：机器人系统与实践
2.按移动方式分类
按机器人的移动方式分类,机器人可以分为足式、履带、轮式(麦克纳姆轮、普通轮式、特 殊轮系等)、复合(轮履复合、轮腿复合等)机器人,前三种机器人分别如图7~图8 所示。
图7 足式机器人
来源：机器人系统与实践
图8 履带机器人
来源：机器人系统与实践
第二章产业链上下游
上游为零部件及软件系统的供应商，其中核心零部件包括伺服电机、减速器、控制器、传感器、丝杠等。中游为机器人的本体制造与集成，分为个人/家用服务机器人、公共服务机器人、特种机器人三种类型。下游为机器人的终端应用领域，涵盖教育、娱乐、餐饮、医疗、国防等多个领域。
图8 机器人上下游产业链
来源：前瞻产业研究院、华源证券研究所
以工业机器人为例分析：
图9 工业机器人上下游产业链
来源：前瞻产业研究院、海通证券研究所
以人形机器人为例：人形机器人产业链分为上游零部件、中游整机集成、下游应用三大环节。从成本与价值分布看，硬件成本高度集中在上游，占比达 60%～70%，中游占 20%～30%，下游场景是价值实现的最终环节。
图10 人形机器人上下游产业链
来源：大公国际
图11 人形机器人核心零部件价值量占比
来源：浙商证券
图12 人形机器人的各类核心零部件横向对比
来源：浙商证券（判断具一定主观性，供参考）
第三章 市场
长期看，机器人在C端的应用具有更大市场。短期来看，任务相对聚焦，对泛化能力要求不高工业制造场景下的任务 正在快速进入商业化阶段。在工业制造场景实现商业化落地之后，海量机器人的具身数据叠加算力技术的进步，机 器人的能力将循序渐进逐步解锁，并向商用服务、家庭服务等更开放的场景进行延伸。
图13 具身智能机器人在各类应用领域的市场空间分布
来源：东吴证券
参考资料
《机器人系统与实践》、《机器人学导论》、长江证券、前瞻产业研究院、华源证券研究所、海通证券研究所、大公国际、浙商证券、东吴证券、alpha派。仅作分享，不代表本人立场，不构成投资建议。