>> 中信證券-制造產(chǎn)業(yè)人形機器人感知硬件專題：人形機器人的五類感官和硬件支撐-230815
| 上傳日期： |
2023/8/15 |
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| 3740KB |
| 格式： |
pdf 共41頁 |
來源： |
中信證券 |
| 評級： |
強于大市（首次） |
作者： |
徐濤,劉海博,李睿鵬 |
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多因素催化下，人形機器人加速發(fā)展。人形機器人的感知能力是具身智能的前提，也是控制和執(zhí)行環(huán)節(jié)的前提，AI賦能也使得人形機器人有了更強的感知能力。在硬件端，感知是人形機器人運動控制零部件外的最主要環(huán)節(jié)，我們通過類比人類的五類感官來梳理人形機器人的相關(guān)感知硬件，包括交互控制、視覺傳感、力控傳感、位移姿態(tài)傳感及運動控制傳感。建議關(guān)注各環(huán)節(jié)中已有高適配度產(chǎn)品，以及可能進入國內(nèi)外人形機器人廠商的供應(yīng)鏈體系的相關(guān)廠商。人形機器人此后有充分的技術(shù)迭代和市場演繹機會，除感知硬件外，其他核心零部件廠商同樣值得關(guān)注，首次給予人形機器人行業(yè)“強于大市”評級。
▌人形機器人受多因素影響而加速發(fā)展，具身智能浪潮下感知能力愈發(fā)重要，軟件提速的同時硬件支撐也十分關(guān)鍵，且感知硬件成本占比也十分可觀。特斯拉公司等機器人快速迭代，國內(nèi)外廠商加速布局，人形機器人快速迭代。具身智能是具有身體體驗的智能，人工智能下一個浪潮很可能被具身智能所引領(lǐng)；具身智能由感知、想象和執(zhí)行三個基礎(chǔ)模塊構(gòu)成，感知是具身智能的基礎(chǔ)。AI的發(fā)展引入了多模態(tài)大模型，為感知能力的構(gòu)建和發(fā)展提供了充足的軟件基礎(chǔ)；而人形機器人不斷智能化則需要感知硬件的持續(xù)支撐，控制和執(zhí)行中需要不斷感知提供實時反饋。我們以特斯拉Optimus為例進行硬件BOM分拆成本測算，認為2萬美元的降本目標實現(xiàn)可期，感知硬件成本是人形機器人運動控制零部件外的最主要環(huán)節(jié)。
▌人形機器人的感知環(huán)節(jié)主要可以分為交互控制、視覺傳感、力控傳感、位移姿態(tài)傳感及運動控制傳感，通過與人類感官類比來梳理相關(guān)硬件環(huán)節(jié)：
1）交互控制環(huán)節(jié)類比人類的“大腦”，一般由主控、協(xié)調(diào)和分布控制構(gòu)成，硬件涉及主控芯片、協(xié)調(diào)控制器、分布式驅(qū)動控制器等，SoC、MCU、FPGA等芯片廠商、智能控制器及可編程邏輯控制器廠商有望受益。
2）視覺傳感環(huán)節(jié)類比人類的“眼睛”，3D機器視覺為人形機器人視覺傳感主要方案，具體方法以多目視覺和iToF為主，國產(chǎn)廠商有望加速國產(chǎn)替代。
3）力控傳感環(huán)節(jié)類比人類的“觸覺”，力矩傳感器為目前的主要方案，六維力傳感器將會使機器人關(guān)節(jié)具備全方位的力感知能力，人形機器人的發(fā)展也會推動六維力傳感器放量降本；此外，柔性電子皮膚或為人形機器人觸覺的終極解決方案，目前已取得初步進展。
4）位移姿態(tài)傳感類比人類的“小腦”，負責人形機器人姿態(tài)穩(wěn)定，主要使用慣性測量單元IMU來實現(xiàn)，IMU由陀螺儀和加速度計構(gòu)成，已普遍采用MEMS方案，人形機器人對IMU精度有一定的要求，MEMS芯片研發(fā)能力十分重要。
5）運動控制傳感類比人類的“末梢神經(jīng)”，主要通過關(guān)節(jié)和靈巧手伺服系統(tǒng)中的編碼器來實現(xiàn)，磁編碼器因其結(jié)構(gòu)特性，更受機器人廠商青睞。
▌風險因素：人形機器人產(chǎn)業(yè)化推進不及預(yù)期；核心零部件國產(chǎn)化不及預(yù)期；人形機器人或存在倫理阻力；下游需求不及預(yù)期；企業(yè)間競爭加劇。
▌投資策略：1）交互控制：建議關(guān)注從事具備自主架構(gòu)的無刷電機的MCU廠商峰岹科技、從事焊接機器人控制系統(tǒng)的柏楚電子以及具備機器人控制和通信線纜出貨能力的鑫宏業(yè)。2）視覺傳感：建議關(guān)注具備3D視覺一體化能力的奧比中光和其他兼具軟件和算法能力的3D機器視覺核心零部件供應(yīng)商。3）力控傳感：建議關(guān)注具備六維力傳感器研發(fā)和生產(chǎn)能力的柯力傳感和昊志機電，以及國內(nèi)柔性電子皮膚產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)先身位的漢威科技。4）位移姿態(tài)傳感：建議關(guān)注具備更高導(dǎo)航精度且具備芯片自主研發(fā)生產(chǎn)能力的MEMS慣性傳感器新銳芯動聯(lián)科，此外關(guān)注其他IMU相關(guān)廠商。5）運動控制傳感：建議關(guān)注具備磁編碼器研發(fā)生產(chǎn)能力的匯川技術(shù)、奧普光電、禾川科技和昊志機電。力矩傳感器、編碼器和視覺傳感器國產(chǎn)廠商空間較大，建議率先關(guān)注相關(guān)環(huán)節(jié)的國產(chǎn)廠商。人形機器人此后有充分的技術(shù)迭代和市場演繹機會，除感知硬件外，其他核心零部件廠商同樣值得關(guān)注，首次給予人形機器人行業(yè)“強于大市”評級。
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