人形机器人产业的发展需要人工智能、高端制造、新材料等先进技术的协同创新和突破。
2023 年 11 月 2 日,工业和信息化部印发的《人形机器人创新发展指导意见》中提出,到
2025 年,人形机器人创新体系初步建立,“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破,
确保核心部组件安全有效供给。《人形机器人创新发展指导意见》为机器人关键技术攻关指
明了方向,将有助于推动我国人形机器人产业的健康快速发展。
1 机器人“大脑”
围绕动态开放环境下人形机器人感知与控制,突破感知-决策-控制一体
化的端到端通用大模型、大规模数据集管理、云边端一体计算架构、多
模态感知与环境建模等技术,提高人形机器人的人-机-环境共融交互能
力,支撑全场景落地应用。
2 机器人“小脑”
面向人形机器人复杂地形通过、全身协同精细作业等任务需求,开展高
保真系统建模与仿真、多体动力学建模与在线行为控制、典型仿生运动
行为表征、全身协同运动自主学习等关键技术研究,提升人形机器人非
结构化环境下全身协调鲁棒移动、灵巧操作及人机交互能力。
3 “机器肢”
面向人形机器人高动态、高爆发和高精度等运动性能需求,研究人体力
学特征及运动机理、人形机器人动力学模型及控制等基础理论,突破刚
柔耦合仿生传动机构、高紧凑机器人四肢结构与灵巧手设计等关键技术,
为人形机器人灵活运动夯实硬件基础。
4 “机器体”
面向人形机器人本体高强度和高紧凑结构需求,研究人工智能驱动的骨
架结构拓扑优化、高强度轻量化新材料、复杂身体结构增材制造、能源
-结构-感知一体化设计以及恶劣环境防护等关键技术,打造具有高安全、
高可靠、高环境适应性的人形机器人本体结构。
英伟达 GR00T让人形机器人理解自然语言文本,语音,视频,以模仿人类运动;阿里云机器人大模型可赋予机器人知识库问答,工艺流程代码生成,机械臂轨迹规划,3D目标检测和动态环境理解等全方位能力
纯视觉方案:成本低,技术成熟度高,产业链成熟度高,符合人眼逻辑;易受天气影响,易受光照影响,算力需求较高,需要大量图像训练集;激光雷达方案:识别率高,环境适应力强,产业链成熟度高
摄像头可实现测距,但精度较低,通过 AI 算法识别,但难 以识别非标准障碍物;毫米波雷达纵向精度高,横 精度低;激光雷达是高精度,3D 建模,易识别;
本田 ASIMO由四个运行着 VxWorks 实时操作系统的处理器构成;欧洲 ICUB使用名为 ARCHER 的学习型算法体系;特斯拉 Optimus用Optimus 的神经网络
人形机器人将实现从0到1量产,根据摩登7测算,2025年和2030年全球人形机器人市场规模 分别有望达到1.4亿元和249.5亿元,2025-2030年全球人形机器人CAGR有望达到182%
人形机器人灵巧手进行抓取动作,空心杯电机为核心部件;信号解析 汇总执行 输出转速 (高速、低扭矩) 降速增扭 直线传动转 换为旋转传 动 驱动传导 感知及力 反馈
旋转执行器分布于肩部、手部等多自由度关节,作用是将某物旋转到一定角度完成旋转运动;驱动关节完成旋转动作,减速器为核心部件
线性执行器位于膝肘等单自由度及腕踝等双自由度关节,将电机旋转运动转为直线运动;变旋转运动为直线运动,行星滚柱丝杠为核心部件
人形机器人感知系统成本占比7.3%,执行系统成本占比53.2%;线性执行器成本占比31.0%;旋转执行器成本占比17.9%;其他成本占比39.5%
执行系统BOM占比最高,约53.2%(其中直线、旋转、手部分别 占31.0%、17.9%、4.3%);感知系统占7.3%,其他芯片、电池等部件合计占比39.5%
国防科技大学Blackman;哈尔滨工业大学HIT Humanoid; 理工汇童;浙江大学悟空;优必选WalkerX、优悠;小鹏汽车PX5;达闼科技XR-4;上海钢铁侠
全球空心杯市场规模从2021年的6.75亿美元增长至2025年的9.36亿元,CAGR为8.52%。2021年全球空心杯电机市场规模仅占微特电机的1.73%