
今年春晚和元宵晚会,人形机器人首次登上全国瞩目的央视舞台,引发热议。不少观众感慨:曾经科幻小说里描绘的“机器人时代”似乎正在逐渐映入现实。春节后,人形机器人概念股节节走高,万得人形机器人指数(8841699)累计上涨12.75%(数据来源:wind,2025年2月5日-2月17日)。
作为人工智能的下游应用,人形机器人为什么这么火?目前可以代替人类完成哪些高难度的工作?它们是否已经具备走入千家万户的量产条件?“机器人时代”的到来,还会远吗?
带着这些问题,本期《中欧深一度》携手《中国基金报》,在中欧中证机器人指数基金经理宋巍巍的带领下走进智能机器人实验室,通过对话一线技术人员,近距离揭秘前沿技术,洞察未来科技走向,探索机器人这一万亿级市场的未来格局。
人有两件宝,双手和大脑。当AI算力可以和人脑相较高下时,人形机器人的仿生手指又有多灵巧?能否和人类的五指相媲美?
在智能机器人实验室,可以看到,这款昵称为“星期三”的明星产品已经有了7个自由度的机械臂和仿生五指灵巧手。据介绍,这款机器人于2024年11月13日发布,是首款全尺寸双足人形机器人,身高约1.79米,体重60至65千克(视机械臂和执行器配置而定)。
此外,这款机器人在各关节处均配备旋转智能关节。其自由度配置如下:机械臂7个自由度,灵巧单手12个自由度,头部2个自由度,单腿6个自由度,总计52个自由度,多自由度使得机器人可以实现各个方向的灵活运动。
春节晚会上,机器人走起路来颤颤巍巍,但转起手绢却稳如泰山,这是什么道理呢?
人类80%的工作依靠双手完成,因此灵巧手对于机器人也至关重要,这款“星期三”的灵巧手配备了直线关节和微型电机。此外,髋胯部作为机器人底盘,对稳定性起关键作用,在机器人腿部和髋胯部位配置了行星关节;在机器人双臂配置了谐波关节,主要是为了在高响应带宽下,把握力控和位控精度。
“星期三”现场进行了拿水瓶、倒水、整理衣服,给电脑装主板等精细动作,可以看到星期三在执行任务中精度误差极小。后续,人类通过佩戴头显还可以操控机器人“战甲”,就像《环太平洋》中的一样,通过机器人进行巡检、防爆和危险救援等高风险工作。
从人形机器人的内部构造来看,机器人的大脑叫做控制单元。控制单元包括计算单元、电源管理单元和通信模块,通过高速通信线将传感器和关节的控制信号汇集到自主研发的接口板上。其中计算单元集成了CPU和GPU。
机器人的指令经过CPU和GPU计算后,通过传输单元(交换机板)传递到各关节和部位,实现预定动作。传感器数据通过交换机汇聚到算力单元,完成推理任务并形成闭环控制。即,机器人的大脑负责任务拆解和信号发送,而运动控制层面则负责将这些信号转化为具体动作。
“一个人形机器人需要计算系统、电源管理单元、通信模块、关节控制器等多个软硬件的协同运动。”宋巍巍表示,人形机器人的设计模仿了人类的生理结构,包含大脑、躯干和四肢。其中,一体化关节是关键组成部分,在成本中占比较大。此外,传感系统,如视觉传感器和力矩传感器等,构成了机器人对外部世界物理变化的感知能力。
大语言模型尤其是ChatGPT、Deepseek的出现,又将如何推动机器人技术的发展?
Transformer架构在神经网络中被证明能有效处理语言、图像和视频,并在决策层面展现出潜力。在机器人实验中,小脑的运动模型采用强化学习,其骨干网络已改为Transformer架构,以实现多任务能力。此外,小脑底层的控制模型与人类运动数据结合,通过对抗学习训练模型,使其具备拟人性并完成多种任务。
例如,仿真环境训练机器人能够高效率低成本实现机器人的行走训练。
今年以来人形机器人的爆火,让不少投资者认识到了这个新版块的投资机会。不过,相比其他日用消费品,机器人行业具有较高的行业壁垒,我们该如何把握住这个新赛道的投资机会?
宋巍巍介绍,2022年11月,ChatGPT的发布不仅是大语言模型的关键突破,更是具身智能领域的重要催化点,为人形机器人等下游应用带来了曙光。此后,众多科技公司纷纷涉足人形机器人行业。
其次,算力芯片性能的提升和软件生态的构建是机器人行业的另外一个催化。在2025年1月CES展上,马斯克公布的机器人量产计划(2026年5万至10万台,2027年预计增长10倍)点燃了资本市场,大幅加快了人形机器人的量产进度。
映射到资本市场,宋巍巍划出四大黄金赛道:
1、核心零部件(占成本50%)
减速器、丝杠等“关节”技术壁垒高,是运动系统的关键。
2、传感器
机器人与外界交互的“感官”,如视觉、触觉、听觉等,对感知外部世界至关重要。
3、电机和电池
机器人能量转换和能量来源的核心部件。
4、算力基建
CPU、GPU等,支持端侧推理运算能力,以及背后的仿真系统和大模型技术。
宋巍巍认为投资机器人产业需重点关注以下三点:
1
市场流动性变化:包括美联储及国内央行的降息加息政策,主导市场周期。
2
行业重大事件:如马斯克的量产计划、国内科技巨头的入场,对行业发展影响深远。
3
公司业绩与短期表现:关注个股的业绩和发展动态。
宋巍巍最后总结,机器人产业的中长期投资机会充满希望,但投资者必须把握投资节奏。产业发展不会一帆风顺,而是充满周期波动。投资者需像在寒冬中储备食物一样,为未来的发展做好准备,避免在短期波动中失去信心。这不仅适用于二级市场投资者,也适用于一级市场的公司。
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