2022年10月1日,特斯拉在AI Day上带来了人形机器人擎天柱(Optimus)原型机的全球首秀。擎天柱定位于日常生产生活,能完成行走、搬运箱子、浇水植物等活动。
自前几年起,中国慢慢的变成了全球最大的机器人市场。海外大佬的争相入局,也掀起了国内的一波机器人创业潮。
深圳优必选的Walker系列是中国人形机器人的佼佼者,经过四次迭代,已经能够在机场、银行、酒店等特定场景下提供简单服务。
而要回溯四足机器人的发展历史,首先要提到的是这一赛道的老大哥——波士顿动力,其创始人Marc Raibert被业内称为“机器狗之父”。
2019年下半年,Spot机器狗开始了商业化试水,开放向企业出租;2020年6月正式向公众开放出售。
截至2020年10月底,Spot机器狗的订单只有约260份,远不及波士顿动力原计划在当年出货1000台的目标,且主要用户还是来自B端,售出产品多数用于发电设施、退役核电站、工厂车间、建筑施工工地和研究实验室等环境。
那么,相比较售价高昂的机器狗明星Spot,为何国内的四足机器人玩家能给出万元级定价呢?这与机器人算法开源有着千丝万缕的联系。
2018年9月,麻省理工大学的仿生机器人实验室(MIT Biomimetic Robotics Lab)相继将迷你猎豹机器人(Cheetah Mini)的电机驱动器和所有运行代码开源,这在某种程度上预示着在四足机器人领域有着领头羊的Cheetah Mini的核心技术秘密已全部公开。
目前,四足机器人的功能和应用场景还十分有限,尤其在个人消费场景中稍显“鸡肋”。此外,据业内供应链的人偷偷表示,小米“铁蛋”的售价虽低至9999元,但成本约达到5万元。要真正降低机器人商业化的门槛,仍需要制造端“降本增效”。
机器人产业链最重要的包含上游的核心软硬件,中游的本体制造,下游的工业与服务应用端。
根据OFweek数据,核心零部件占工业机器人成本约70%,其中最核心且成本最高的三个零部件是减速器、伺服电机、控制器,分别占比约35%、20%、15%。
精密减速器最重要的包含谐波减速器与RV减速器。二者工作原理区别较大,前者承载力有限,但重量、体积较小,而后者恰好相反。
从2021年国内市场数据分析来看,日企哈默纳科和新宝占据谐波减速器第一和第三的份额,分别为35.5%和7.4%,第二位是国内自主品牌绿的谐波,占据 24.7%的市场占有率;RV减速器也呈现类似格局,第一和第三分别是日企纳博特斯克和住友,占比51.8%和4.3%,第二位是国内自主品牌双环传动,占据15.1%的份额。
伺服电机主要由定子、转子和编码器组成。由于其在控制精度、过载能力、速度响应等许多性能方面表现优异,因此占据机器人电机用量的绝大部分,大范围的应用于关节部位,能轻松实现精确、快速、稳定的位置控制、速度控制和转矩控制。
首先,技术工艺的客观落后无法忽略。将机器人产业细化到核心零部件上来看,中国的起步时间至少落后国外六十年。三大零部件的主要难点就在于基础工业和工艺,这都是要一直在理论和制造层面上进行研发创新投入的,要想短时间完成追赶甚至超越,任务可谓十分艰巨。
其次是在产业规模与话语权上。国内企业由于先天不足,仍大多分布在在中低端市场,与具有成熟技术的国外企业相比,市场占有率与话语权都较弱。这就使得国内外核心零部件企业在生产营收规模以及成本控制环节形成巨大落差。
供给端的正反馈机制,使国内零部件厂商不断突破垄断,而需求端的持续扩大也拉动着行业增长。
广阔而稳定的下游市场,驱动着上游厂商业务的持续发展,并推动着技术的加速迭代。
政府对于机器人核心零部件实现自主可控的重视和政策扶持,也是不可或缺的行业推动力。《中国制造2025》明白准确地提出,到2025年,自主品牌工业机器人市场占有率要达到70%,关键零部件国产化率达80%。
在机器人芯片产业链上,国外整体处于强势地位,主导着芯片设计这一核心环节。
芯片研发的关键之一是产品本身的性能,之二是生态的支撑,即软件、开发环境和合作伙伴。
总结国外芯片设计巨头的发家之路,无非是两类路线:深耕研发,积累深厚的技术储备;基于强大的资金实力展开并购。
而无论是技术的代代更迭,还是市场的战略性布局,都不是国内玩家可以在朝夕间追赶上的。国内机器人产业要想筑起自研芯片这条护城河,跨赛道竞争与差异化切入是较有希望的路径。
与国外尤其是美国相比,中国的机器人产业为何始终没有巨头诞生?究其根本,可以归结为以下几点原因:
对比之下,我国的机器人研发端尚未建立起完善的产学研通道,厂商大多弱小而分散,产品线少,高校、研究所的人才输送与国家资助力量不足,行业整体未能形成合力。