人形机器人投资机会详解
哈喽!今天心血来潮给大家带来了《人形机器人投资机会详解》,想必大家应该对科技周边都不陌生吧,那么阅读本文就都不会很困难,以下内容主要涉及到,若是你正在学习科技周边,千万别错过这篇文章~希望能帮助到你!
这两天,马斯克和黄仁勋重提“具身智能”概念,A股机器人板块闻风大涨。就目前来看,机器人板块可能是继传媒和教育后,AI炒作的另一个领域。
产业链的投资机会,在去年市场炒特斯拉“擎天柱”的时候,我已经做过梳理,相关个股至今都涨了不少。
大家可以再回顾一下。
最近,机器人板块持续火热。
起因是去年8月,马斯克兴致冲冲介绍的一款人形机器人“擎天柱”,没有手办模型,也没有原型机,就拿着几页PPT,却讲得栩栩如生。
只是快一年过去,一点动静也无。
直到6月22日,老马又重提此事,表示“我们有望在明年生产第一个版本的Optimus机器人”,甚至连售价都估算好了,并暗示9月30日的的“特斯拉AI日”将是“史诗级别”。
尽管这一次依然没有公布“擎天柱”的工作参数,也没有任何实机演示和操作示范,甚至连PPT都舍不得更新,十分神秘。
但还是给了全球投资者极大信心,原本就蠢蠢欲动的机器人产业链得到最好的催化剂,相关概念股接力炒作,美股也因此多次反弹。
问题来了,大家为什么这么兴奋?又有哪些投资标的值得关注?
01产业链全析
根据马斯克接受采访的公开说辞,“擎天柱”预计明年底开始交付,目标量是23年10万台、24年50万台、25年100万台。
不过,“擎天柱”在量产后的定价预计为2.5万美元,这样的售价,如果想要盈利,离不开竞争力最强的中国零部件。此外,机器人供应链的设想是希望能够借鉴目前电动车超级工厂和供应链的经验以进行复用。
而人型机器人是综合学科产品,涉足互联网、电动汽车、 航天、机器人、太阳能、地下隧道超速运输等多个领域,产业链很长。
“擎天柱”产业链图谱
总的来说,分为两条。
一是软件生态,需要大量AI算法,这是最重要的核心,自然由特斯拉自己掌握。
只有等到最后真正落地到家居应用,需要强力的交互性,别的软件厂商才有机会。
比如拥有国内最强语音开发平台的科大讯飞,具备AI能力的大华股份、海康威视,亦或者有自然语言和特定场景处理能力的拓尔思……
二是硬件产业链,这是现阶段投资者更关注的方向。
芯片方面,大概率仍和电动车类似,主控芯片给台积电代工,AI训练芯片,则由三星代工,中国产品暂时还无法替代。
除了芯片,其他成本结构中,比较具备想象力的有这样几块:
1.动力装置
首先是电池,这个不必多说,技术国内已经很成熟,相关公司的逻辑,基本与电动车一样。
其次需要电机提供动力,有液冷电机和伺服电机两种。
液冷电机控制散热,保证电机持久运行,目前还在试验中,主要与三花智控、江苏雷利合作。
伺服电机则控制速度,将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。
从竞争格局来看,在工业机器人时代,大部分市场还是被海外巨头占据,主要有德国西门子、日本松下、日本三菱、日本安川。国内也有一些较知名的公司,比如鸣志电器、汇川技术,以及刚上市的禾川技术。
还有一个最近异动比较明显的兆威机电,该公司主要做微型传动系统,把不同的齿轮和电机紧密连接。
这种产品的前景很大。比如人形机器人一只手有15个关节,如果每一处关节都安装一个电机并配套一个减速器,不仅成本太高,占用的体积与质量均太大。按照现在的市价,仅一只手的成本就要两到三万人民币。
但根据马斯克的构想,一台机器人的成本必须在2.5万美元以下,只有采用兆威机电这种售价在一两千元左右的微型传动系统,才可能保证盈利。
微型传动系统
2.减速器
在电机旋转过程中,需要在设备与电机之间连接一个装置,实现输出速度减速,才能达到收放自如,这个就是减速机。
用在机器人里的自然是精密减速机,其又分为两种,RV减速机和谐波减速机。
RV减速机负载大、刚性强、结构复杂,价格当然也更贵,通常安装在机器人较大的关节处。目前主要生产企业为日本的纳博特,国内替代公司有两个,中大力德、双环传动。
谐波减速机结构相对简单些,不过精密度更高,主要应用在灵活细小的关节处。两相比较,投资谐波减速机目前来说更有吸引力,原因有两点:
⑴ 人形机器人与传统机器人相比,最大的区别在于关节数量变多,那么自然对谐波减速器的要求和数量将增多,手指上的一些小关节不可能去用RV,太不划算。
⑵ 从国产替代方面看。此前的工业机器人产品,属于中游,下游大部分是汽车厂。而在造车新势力出现之前,优质汽车大多来自日本和欧洲,工业机器人是他们供应链中重要的一环,自然牢牢把持,后来者很难进入。
人形机器人则不同,处于消费终端,其前身“协作机器人”很多都使用了国产的谐波减速器,所以绿的谐波在协作机器人的市场份额要比工业机器人高得多。
谐波减速器的市场有多大?
在工业机器人中,谐波减速器的成本占比为30%-35%,在人形机器人中这个比值必然更高。以马斯克说的2023年10万台估算,加上原本协作机器人市场所需用量,谐波减速器的市场规模明年就能达到60亿元。
而在特斯拉的助推下,人形机器人大规模商用似乎已是注定的剧本,届时其市场未必不能达到电动车的规模,最为核心环节的谐波减速器,乐观点说也可能成为千亿细分赛道。
全球谐波减速器市场规模预测,来源:东吴证券
不过,谐波减速器目前的市场份额,超过50%还是在日本哈默纳科手中,国内的绿的谐波占20%-30%,A股中还有国贸股份也涉足此领域。
差距不大,加之现在谐波减速器的市场供需缺口仍比较大,国产替代弯道超车的机会并不小。
全球谐波减速器市场供需缺口,来源:东吴证券
3.感知器官
对从前的工业机器人而言,只需执行简单操作指令即可,感官系统其实有些多余。
人形服务机器人不然。类比人体,最重要的感知器官分别为视觉、触觉、听觉,分别催生出机械视觉、机器人皮肤、语音传导等投资机会,。
人形机器人需要能辨别表情,对算法的要求必然比工业机器人高出好几个档次,国外做这个的主要有康耐视,A股中比较有意思的标的,比较大的公司有大华股份、海康威视,还有去年上市的奥普特,以及今年即将上市的凌光云,未来都有一定机会。
语音传导则主要还是上文提到的科大讯飞。
就皮肤而言,在宣传视频中展示,“擎天柱”是完全由金属构成,不具备皮肤。至今,产业链中也没有涉及相关制造。尽管日本流行的伴侣机器人对“手感”的要求较高,与智能制造并无太大关系,所以在此略过。
以上三种其实产业都已比较成熟,现阶段需要大力发展的,其实是嗅觉、味觉、滑觉,对应着多种传感器,这是个比较明确的千亿市场。
中国传感器市场规模及增速,来源:国金证券
具体有:
位置传感器,一般用于零位不确定的位置伺服控制。用人话来说,即防止机器人启动时产生过剧烈的运动。国内龙头为华测导航。
力觉传感器,龙头为八方股份。
此外还有滑觉传感器,用于检测握力不够时所产生的物体滑动信号;距离传感器,用于智能移动机器人;加速度传感器,测量平移和旋转运动速度……主要标的为保隆科技,除了位置和力传感器,其他都有涉及。
人形机器人所需传感器部位
4.其他基础材料
比如“擎天柱”面部有一面显示器,用以提供各种有用信息。一者需要全光学玻璃,制造公司有蓝思科技、康宁玻璃;二者需要超广角高清摄像头,相关企业有联创电子、德赛西威、安森美、韦尔股份。
此外还有功率器件,以及机器人骨骼、“肌肉”所需的金属或非金属材料等等,不一而足。
本文篇幅有限,相关产业链分析只能浅尝辄止,有机会再挑选细分领域详细说明。
其实,在科技如此发达的今天,人类也没有完全理解行走的原理。虽然生物学解释了,从脊髓到腿部肌肉各个必需的器官功能,解析了肌肉舒张与收缩的原理,也知道神经信号如何在脊髓、肌肉间传导。
然而不同器官组合到一起后,人体这台超精妙仪器,如何利用它们规划步态,如何感知行走过程中的身体高度、关节转动幅度以及速度等状态,都没有确定的科学理论,就更不用提现有机电系统远远达不到生物体的运动能力。
不过如此多的未知,自然也代表着巨大的机遇。下一个十年,将有多少豪强涌出,犹未可知。
02为何执着人形?
打造出跟自己一模一样的机器人,一直是人类的终极梦想。
然而,关于机器人的外形是否一定要和人类一样,质疑声也从未断绝过。
至少在当前阶段,选择人形不是也不必要是完美选择。创造并非所有科学家的事业,而有时候从无到有的想法往往源自于几次突发奇想的冲动。
过去多年,各种非人形工业、服务机器人,不仅造价便宜,还能在特定领域发挥人类无法实现的价值,早已极快的速度普及市场,与人形机器人形成鲜明对比。
至于“擎天柱”为什么执着于人形,可以从三方面来解读。
第一, 普适性。
既然做成人形,必然是以服务人为目的,需要在人类社会中活动。
城市中的所有设施、建筑和器具,都是为了便利人类使用而设立的。所以,理论上要造一款通用机器人,人形最为合适,不需要再花大功夫为机器人另外设计一套环境,极大地降低成本。
第二, 亲和度。
服务型机器人作为侍者,需要一副容易被人类接受的外表,比如在老人陪伴、幼儿看护、产后护理等领域。
参照森政弘的“恐怖谷”效应第一段上升曲线,人类对机器人的好感度,会随其仿真度提高而增加,当仿真度达到既不像人类也不像典型机器人的比例时,情感会突然逆转,本能觉得不正常并产生厌恶和恐惧等回避反应。只有当仿真度继续提高,我们的情感反应才会再度爬起来。
这是一种防御心理。
按照当前的技术水平,足以在外观上做得接近人类,但仍会给人“僵尸”的感觉,在技术取得突破前,仿真机器人是最好的选择。
“擎天柱”之所以采用极简风格,只借鉴人类躯体结构而不采用具体面貌,大概正是基于此考量。
此外,作为一种商品,人类形态也更容易激起消费者的同理心,讲的故事也更动听,从而获得更多投资。
第三,迎合自动驾驶战略。
“擎天柱”作为一款服务型机器人,它能胜任什么工作?
马斯克本人说是为了解决劳动力问题,这未免太宏大了。
体力方面,按马斯克自己介绍,Tesla Bot体重56公斤,负重却不过20公斤,步行时速也才8公里,远低于正常人的水准,最多做些家务活,其它的至少还得等几轮更新迭代。
智力方面,更是差得远。
大家都听说过阿尔法狗打败柯洁的事,不少人以为AI比人聪明,实际上恰好相反,AI在绝大多数领域,还处于“弱智”阶段。强大的逻辑惯性,使得它们往往无法做出常识性的判断。
中国科学院曾进行过测试,当前几个主流人工智能中,Siri的IQ为23.9,Google的IQ为47.28,百度和微软AI的IQ得分分别为32.92和31.98。
而正常人类6岁小孩的IQ为55.5,成年人的智商则大都在100左右。
这种技术条件,量产机器人产品,必须针对细分应用场景研发机器人,而不是也不能制造一个“全才”。
那样成本太高,普通人也用不上。
在过去几十年中,大型厂商的研发人形机器人一直未能取得实际成果,令公众的期望落空。而技术不可能突然间飞跃,特斯拉第一代机器人不大可能宣传片中那种效果,我们明年将看到的初代“擎天柱”,极有可能只是一款赛博风浓郁的笨重车轮机器人。
抛开遥远的幻想和恶意揣测的炒作手段,这个笨重的机器必然首先要适用于一个细分领域。
据马斯克所述,初期“擎天柱”只会在美国本土推出,并且要先从特斯拉车主中开始。这个句子可以这样重写:推测早期的“擎天柱”很可能旨在实现自动驾驶,以成为电动车智能场景的一部分。
看看最近的例子,不论是小鹏的机器小马,还是小米的机器狗,再或者被韩国现代汽车收购的波士顿机器狗,有一条很明显的线:这些公司都在造车。
打开想象力:车,一定是四个轮子的吗?
小鹏可骑乘机器马
从1886年Karl Benz发明第一台汽车至今,其每个阶段每个形态,在地球上都没有任何一种动物与之对应。简单说,汽车是凭空创造出来的东西。
所以,即便到现阶段,仍没有哪一种车型,能适应这个星球的所有地形。
但是,动物的四条腿、人类的双脚双足,却能够适应全地形。这也是为什么,历史上绝大多数的发明,都是从仿生学开始的。
因为地球上的动物多样性,经过数十亿年的演化,本就就已经高度适应了这颗星球的任何环境,大自然中有我们想要的任何答案。
而现阶段的汽车结构,自动驾驶仍是不可实现的幻想。
比如,我们现在要前进0.99米,车子就能精确前进0.99米。凭现如今车子的结构,无法实现这样高的精度控制。
不论是新人还是老司机,亦或是自动泊车、FSD,开车全都靠两个字:感觉。
这就很不科学。
所以有条件的车企一窝蜂去做机器人、机器狗、机器马,核心目的无非一个:研究精度控制。
这是实现自动驾驶的先决条件。
这也是为什么在最近两年,马斯克已经很少再吹他的FSD,特斯拉的激光雷达项目也基本全部取消,为的是降低成本,拉高销量提升现金流,进而做真正有益的机器人研发。
或者说,第一代“擎天柱”,本体就是造型独特的车也不说定。
因为擎天柱的结构,本身也与电动汽车上的自动驾驶,在很多地方是相通的,比如减速机、视觉传感雷达、控制系统、私服系统以及外观上的制造工艺等等。
之所以说这么多,是想说明,即便目前Tesla Bot无法真的成为完美仿人机器人,也拥有现实应用,相关产业链的发展并非无的放矢,自然就有投资价值。
03静待下一个“特斯拉”
实际上,早在2018年,全球人型机器人的发展,就达到瓶颈。
首要原因是缺钱。
在世界经济衰退的大环境中,本就奢侈的科研经费,自然更青睐能短时间突破的学科,进步缓慢的人形机器人很难拥有竞争力。
不过现在热点既至,大量热钱涌入其中,缺钱问题想必能有所缓解。
其次,则是最根本的技术难题。
若以汽车工业化发展的时间线类比, 从第一台蒸汽动力车问世,到福特T型车从流水线走向市场,共129年的历史中,却有103年处在蒸汽动力→柴油发动机的阶段。而一旦新的驱动方式出现,产品迭代周期则数十倍缩短。
而目前行业的发展阶段,大概就处于柴油发动机取代蒸汽机前的阶段。
悲观点说,如果没有类似尼古拉斯·特斯拉的天才人物带来革命性突破,很可能我们这一代乃至下一代人,包括埃隆·马斯克本人,终生都看不到心目中的机器人。
但乐观来看,一旦驱动和计算难题得到解决,机器人产业极有可能像汽车产业那般,发展速度立刻暴增数十倍。
比如,是否会有这样一种剧本:2023年,初代“擎天柱”其实只是一款赛博风浓郁的笨重车轮机器人,之后则是漫长的2.0、3.0、4.0迭代,十几年间备受质疑。直到某天某个天才工程师做出历史性突破,率领整个产业实现跃迁,才实现戏剧性反转,成为新时代的执牛耳者。
当然,故事的主角不一定是特斯拉,此时此刻产业链里的每一家公司,或是还蜷缩在某个角落里的小团队乃至个人,都有可能。
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