2025年人形機器人行業投資策略:多傳感融合与材料構建具身智能

  • 来源:群益金鼎證券
  • 发布时间:2025/06/19
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人形機器人行業投資策略:多傳感融合&材料構建具身智能.pdf

人形機器人行業投資策略:多傳感融合&材料構建具身智能。2025年初至6月12日,機器人板塊共上漲11.4%,跑贏機械整體板塊4.0pcts。從走勢看,機器人板塊于4月後有所回升,6月12日收盤價較最低點上漲19.8%;和東財全A、創業板等寬基指數對比,機器人板塊的彈性也明顯更優。我們繼續看好人形機器人板塊,2025年將是人形機器人量產元年,板塊配置價值較高。

一、中國加大具身智慧領域投入,人形機器人小規模量產

2025年機器人板塊複盤

2025年初至6月12日,機器人板塊共上漲11.4%,跑贏機械整體板塊4.0pcts。從走勢看,機 器人板塊于4月後有所回升,6月12日收盤價較最低點上漲19.8%;和東財全A、創業板等寬基 指數對比,機器人板塊的彈性也明顯更優。 我們繼續看好人形機器人板塊,2025年將是人形機器人量產元年,板塊配置價值較高。

人形機器人開啟量產元年

目前配送機器人、智慧型機器狗等諸多機器人已實現商業化,落地於酒店、學校、巡檢等諸 多場景。英偉達CEO黃仁勳表示AI下一個浪潮將是“具身智慧”,而作為AI的載體,具備高等智慧的 人形機器人將進入“量產元年”。

國內人形機器人“身體”領先

國內人形機器人硬體及小腦控制技術領先。繼直膝行走演算法實現後,國內人形機器人已 展現側空翻、武術、舞蹈等技能,開發進度領先於世界。 宇樹科技G1實現全球首次電驅人形機器人原地側空翻,並複刻經典武術動作。眾擎SE01通 過AI動作捕捉系統,實現對電影《功夫》斧頭幫舞蹈的機械適配,動作標準簡練。

瓶頸集中在“大腦”領域

在人形機器人運動能力(硬體及小腦)已達到較高水準的背景下,當前制約人形機器 人的商業化主要瓶頸主要在智慧方面: ①高品質訓練資料缺失,廣度不足。具身智慧訓練需大量真實資料,儘管相關企業 都在進行資料獲取,但仍面臨資料數量不足、標注成本高、精度不高的問題,並且 家庭、野外等複雜場景也相對缺失。 ②本體廠商AI大模型能力不足,正確率不夠。以工業為例,工業領域要求機器人正 確率達99.9%以上,而當前模型仍無法滿足需求。 目前國內政府、私企均向具身智慧領域加大投入,並提升國產化程度。

國地中心建立訓練平臺賦能企業

模擬資料訓練平臺:2025年3月,上海國家地方共建人形機器人創新中心(工信部+上海政府授牌),聯 合上海大學和清華大學發佈具身智慧模擬平臺——“格物”。類似英偉達Isaac Lab,該平臺基於強化學 習框架與多模態運動控制技術,新機器人導入即訓練,無需重新程式設計,説明企業加速開發、降低成 本。 真實資料獲取平臺:此外,上海國地中心還建設了國內首個人形機器人實地訓練場,首期部署超100台機 器人,日採集軌跡資料超500條,預計2025年收集1000萬條高品質實體資料,將賦能機器人模型訓練。

二、感知層 —傳感器產業迎來發展機遇

傳感器是人形機器人感知世界的基礎

人形機器人的感知層是其獲取外界資訊、理解環境並與交互物件(如人類、物體)建立聯 繫的核心模組,相當於機器人的 “五感”,包括視覺、觸覺、力覺等,是決策層和執行 層運作的前提。

機器人產業將催生大量傳感器需求

在場景端應用階段,人形機器人必須依賴傳感器實現精細化操作。不論是當前的智慧訓練 ,還是未來的商業化量產,產業都將對智慧傳感器提出更為嚴苛且多樣化的要求。 以特斯拉的Optimus為例,為實現靈巧抓握,其配置觸覺傳感器,來感知物體的質地、形 狀等資訊;為保障身體平衡,Optimus配置足部六維力傳感器,來感知行走、奔跑等動作 時身體的受力資訊。

3D視覺傳感器:負責感知和理解

人類約80%資訊通過視覺獲取,而人形機器人也將採用視覺技術實現對外界的感知。從用途看, 機器視覺技術主要用於視覺感知和人機交互。 視覺感知:指機器人獲取周圍的環境資訊,識別障礙物、人、物體等,用於路徑規劃、作 業等。 人機交互:指機器人識別並理解人類的面部表情、手勢等,來實現和人的情感交流。

視覺方案以深度相機為主,雷射雷達為輔

人形機器人視覺方案並未統一,其中,以特斯拉為首的企業沿用車端攝像頭方案,通過演 算法實現高效感知;而宇樹科技、智元機器人使用雷射雷達+深度相機等多傳感器融合方案 實現硬體級數據整合。 從使用場景來看,我們認為深度相機作為視覺方案更為合適,也是當前的主流方案;雷射 雷達用於安全冗餘以及特殊場景。

內資品牌在中國機器人視覺市場領先

從應用場景來看,外資3D相機主要應用於檢測類場景,包括汽車、3C、半導體晶圓檢測、晶片 檢測等高端領域,如基恩士、LMI、康耐視等外資份額超60%; 國產品牌更多專注於引導類場景,包括物流、工程機械、金屬加工等中低端場景,根據GGII數 據,2023年中國機器人引導類3D相機國產化率超過80%,諸如奧比中光、梅卡曼德、埃爾森等公 司產品已經實現國產替代。

核心部件自主可控

公司在3D視覺的核心領域研發積累深厚。演算法方面,公司設計了結構光、雙目、iToF深度解 算濾波等底層演算法,計算視覺深度資訊;硬體方面,公司所有深度引擎晶片均為自研,核心 技術實現自主可控,其餘TOF類晶片也處於研發進程當中。 此外,公司積極佈局機器人領域,產品已廣泛應用於服務、工業機器人領域,為高仙機器人、 雲跡科技、普渡科技等超100家頭部服務機器人品牌提供技術和產品服務。

力傳感器:機器人關節的力控核心

力傳感器通過將力的量值轉換為相 關電信號,幫助機器人即時感知自 身和環境、工件之間的接觸力/力 矩,從而主動調整自身動作,提升 可靠性和魯棒性。 按照測量維度劃分為一維、三維、 六維力傳感器,其中: 一維/三維產品較為成熟,主要 用於人形機器人基礎關節; 六維力傳感器結構複雜,應用 于人形機器人手踝和腳踝部位 。六維力傳感器維度最高,能 同時測量Fx、Fy、Fz、Mx、My 、Mz六個分量,適用於空間內 力的隨機變化。

國內企業積極進入人形機器人產業

六維力傳感器對非線性精度、串擾誤差等指標要求嚴苛,需投入價值千萬級的六維標準機和可靠性測試平臺 等,並建立數學建模、工況資料庫訓練,並且需在材料端有深厚積累。 國內企業近年來加大研發投入,國產產品在串擾等方面較海外廠商仍有差距,但精准度等方面基本可以達到 世界領先水準(如工業級准度常需≤0.5%FS),且價格僅為外資品牌的一半左右。 從國內上市公司的進展來看,柯力傳感等公司已掌握了六維力傳感的結構及演算法解耦,並積極對人形機器 人手腕、腳腕等結構做適配,未來有望應用于人形機器人領域。

三、材料層 —人形機器人量產催生高端材料需求

輕量化材料PEEK性能優異

PEEK材料(聚醚醚酮)是一種性能優異的特種工程塑料,具備機械特性好、耐熱等級高、 耐腐蝕、阻燃、耐磨、耐水解、耐剝離、生物相容、易於加工等特性。 在同樣拉伸強度的情況下,PEEK材料的重量僅為鋼的1/21,鋁合金的1/8。PEEK材料能夠 滿足機器人輕量耐用的需求,此外在其他高端製造領域,也有以塑代鋼的長期發展潛力。

PEEK材料已用於機器人

特斯拉第二代Optimus機器人使用了PEEK材料,在保持性能不變的條件下實現了10kg的減重。 PEEK輕量特性將助力機器人在在機動性、工作效率、動力續航方面有進一步提升;自潤滑性 有利於減少關節與齒輪磨損,延長使用壽命;耐磨性和耐高溫性確保軸承與傳動系統在頻繁 運動中的穩定性,支援精准操作。

海外龍頭領先,國內大力擴產

PEEK材料在穩定量產、客戶導入方面均有門檻,其中需要經歷較長時間的產能爬坡和用戶 端穩定性驗證。 2022年全球PEEK消費量7556噸,中國消費量2334噸。截止2022年,全球PEEK材料主要競爭 者為海外廠商威格斯、索爾維和贏創,CR3占比超70%。 國內PEEK材料主要廠商包括中研股份、鵬孚隆、山東君昊等,近幾年國內新增產能較多。 國產PEEK價格僅為進口價格的1/2,後續國產替代有望加速。

UHMW-PE纖維競爭格局

海外高端產能領先,國內廠家擴產+技術升級追趕中。2023年UHMWPE纖維海外產能約 為2.2萬噸/年。國內UHMWPE纖維產能約6.6萬噸/年,主要生產企業為九州星際(3萬 噸)、同益中(0.80萬噸)、南山智尚(0.36萬噸)等企業。

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编辑:火腿肠
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