2025年具身智能产业链分析:人形机器人传感器数量将超200个

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  • 发布时间:2025/09/22
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2025年具身智能产业链分析:从实验室到市场的商业化探索.pdf

2025年具身智能产业链分析:从实验室到市场的商业化探索。具身智能上游芯片方面,其所需芯片种类众多,其中AI芯片为核心,主要分为云端训练芯片、云端推理芯片和端侧推理芯片;机器人传感器方面,力传感器、电子皮肤、视觉传感器、惯性传感器是人形机器人迈向具身智能的关键传感器。这类传感器不仅价值量较高,且与人形机器人的智能化、仿生化和高自由度等发展方向紧密相连;自动驾驶载具传感器方面,智能驾驶系统、智能座舱系统、智能动力系统所需的传感器数量,随自动驾驶等级的提升而增加。

2025年,中国政府工作报告首次将具身智能纳入未来产业培育计划,标志着其成为推动新质生产力发展的核心赛道。具身智能正从实验室走向商业化应用,在各行业场景中开启试点。具身智能通过物理实体与环境的持续互动实现智能涌现,其载体包括人形机器人、自动驾驶载具等。本报告将深入分析具身智能产业链的构成,重点关注上游基础支撑层和中游主机厂的发展现状及趋势,为行业从业者和研究者提供全面的参考。

一、具身智能产业链上游基础支撑层:AI芯片与传感器为核心驱动

具身智能产业链上游的基础支撑包括AI芯片、传感器、执行器、驱动系统等硬件,以及AI算法与大模型、操作系统等软件供应商。其中,AI芯片和传感器是支撑具身智能“感知-决策-执行”闭环的核心硬件。

在AI芯片方面,具身智能应用需要的芯片种类较多,包括AI算力芯片、通用计算芯片、传感器接口芯片、存算一体芯片、通信与互联芯片等,覆盖了从云端大模型训练到端侧执行的全链条需求。根据部署位置和功能的差异,具身智能所需AI芯片可分为云端训练芯片、云端推理芯片和端侧推理芯片。云端训练芯片侧重于高算力和大规模数据并行处理能力,主要用于训练大规模具身智能模型;云端推理芯片注重能效比和低延迟,用于云端模型的实时推理任务;端侧推理芯片则强调低功耗和高可靠性,直接嵌入机器人或自动驾驶载具中,支持本地实时决策。这三类芯片在设计目标、技术路径和应用场景上存在显著差异,共同支撑具身智能系统的运行。

传感器方面,具身智能通过传感器与物理世界的交互实现感知、决策和执行能力。根据载体的不同,传感器在机器人和自动驾驶载具上的功能定位和应用场景存在差异。机器人传感器的核心目标是模拟人类感知能力,实现精细化操作和交互,例如通过触觉传感器感知物体接触力、温度及滑动状态,或通过六维力传感器精准控制关节力矩以完成抓取、装配等任务。而自动驾驶载具传感器则侧重于环境建模与动态避障,例如激光雷达提供高精度三维点云以识别障碍物,毫米波雷达在恶劣天气下穿透性强,超声波雷达用于近距离泊车检测。

在人形机器人载体中,力传感器、电子皮肤、视觉传感器、惯性传感器是其迈向具身智能的关键传感器。这类传感器不仅价值量较高,且与人形机器人的智能化、仿生化和高自由度等发展方向紧密相连,对提升机器人的性能有决定性作用。人形机器人在迈向具身智能的过程中,其感知能力呈现多元化,运动控制频率持续提升。传感器数量将由初期的60~100个逐步增长至超过200个,手部自由度由3增长至超过20。这种传感器数量和价值量的提升,使得机器人能够模拟人类手指的复杂运动轨迹,实现包括精细抓取、物体旋转、柔性触控在内的多类操作任务。

在自动驾驶载具传感器方面,智能驾驶系统、智能座舱系统、智能动力系统所需的传感器数量随自动驾驶等级的提升而增加。例如,在L1级别自动驾驶中,摄像头数量为2~4个,毫米波雷达为1~3个;而在L2+/L3级别,摄像头数量增加至10~12个,毫米波雷达数量也显著提升。这种传感器数量的增加直接提升了载具对环境的感知能力,为其在复杂场景中的动态响应和任务完成提供支持。

执行器与驱动系统方面,对于人形机器人而言,旋转关节、线性关节、灵巧手等是关键部件。旋转关节通常采用无框力矩电机或空心杯电机驱动,配合谐波/行星减速器,实现高精度扭矩控制和轻量化设计;线性关节则依赖丝杠或腱绳传动,以平衡负载能力与柔性需求;灵巧手作为末端执行器,集成多轴自由度驱动系统、触觉传感器和六维力传感器,通过“触觉+视觉”多模态感知实现毫米级抓取精度。这一系统直接体现了具身智能的核心理念,通过本体与环境的动态交互和感知-决策-执行的深度融合,使机器人突破传统“程序化动作”局限,在复杂场景中展现类人化的自主适应能力。

二、具身智能产业链中游主机厂:人形机器人成为最佳载体

具身智能的载体不一定是人形机器人,可以是任意形态的机器人,也可以是自动驾驶载具,其均具备具身和智能两种属性。然而,从具身智能的本质——通过物理实体与环境的持续互动实现智能涌现来看,人形机器人是其最佳载体。

机器人根据功能和应用场景可分为工业机器人、服务机器人、特种机器人及人形机器人四大类。工业机器人以高精度、强重复性为特征,主要应用于制造环节的搬运、焊接等任务,依赖预设程序,传感器以位置/力觉为主,运动自由度多为6轴机械臂,运动路径固定。服务机器人强调环境适应性与人机交互能力,覆盖家庭、商业等场景的家务、导引等功能,集成视觉、语音、红外传感器,支持动态环境识别,以移动(轮式/履带式)为主,部分带简单机械臂。特种机器人针对医疗、抢险等特殊环境,需具备高可靠性与定制化操作能力,搭载专业传感器,按需定制运动自由度。人形机器人则以拟人化结构为核心,集成多模态感知、灵巧运动与复杂决策能力,可适应生产制造、家政医疗等多元化场景。

人形机器人作为具身智能的最佳载体,已成为机器人产业中最热门的赛道。其优势在于:首先,人形结构天然适配人类环境,双足行走、灵巧手操作等能力使其能直接复用人类社会的基础设施;其次,人形机器人集成3D视觉、触觉传感器等多模态感知系统,结合具身智能大模型,可构建对物理世界的深度理解;同时,其运动控制系统与本体感知协同,支持动态环境中的实时决策与适应性学习。

人形机器人主机厂根据企业的成立时间、行业背景、技术路径、市场定位等维度,可分为先驱型、初创型、跨界型、传统工业/协作机器人型和科技/互联网巨头型企业。先驱型主机厂以波士顿动力、Engineered Arts等为代表,长期专注底层技术研发,技术壁垒高且专利密集,但商业化进程较慢;初创型主机厂以宇树科技、智元机器人等为代表,依托开源算法和现成供应链,通过轻量化设计和AI优化快速迭代,以低成本、高灵活性切入消费级与科研场景;跨界型主机厂以特斯拉、小米等为代表,复用母公司技术资源,通过资源整合快速构建硬件与场景联动能力;传统工业/协作机器人型主机厂从工业机器人技术延伸,在工业和特种领域提供稳定解决方案;科技/互联网巨头型主机厂的优势则在于智能化技术与生态整合能力,技术路径以大模型+算力+生态赋能为核心。

自动驾驶载具作为具身智能的物理载体之一,可大致分为汽车类和低空飞行类。汽车类包括自动驾驶乘用车、自动驾驶商用车和特种自动驾驶车辆;低空飞行类包括消费级自动驾驶无人机、工业级自动驾驶无人机、eVTOL和载货eVTOL。两者均通过“感知-决策-控制”闭环实现场景适配,具身智能的强弱直接取决于对各自运行场景的动态响应与任务完成能力。

自动驾驶乘用车需处理城市复杂场景,依赖多传感器融合,决策逻辑以“人机协同安全”为核心,兼顾舒适性,强人机交互能力,运动控制注重行驶平稳性、制动/转向精度。自动驾驶商用车以固定路线准点性为核心,优先避让行人,支持站点精准停靠,运动控制以低速行驶为主,停靠精度要求高。特种自动驾驶车辆以任务效率为核心,按预设路线自主调度,支持多车协同作业,运动控制适应非铺装路面,强调载重稳定性和定位精度。

低空飞行类载具中,消费级自动驾驶无人机以稳定飞行为核心,支持预设航线自动飞行,避障优先级高于任务,运动控制强调悬停稳定性和抗风能力;工业级自动驾驶无人机以任务完成为核心,自主规划巡检/作业路线,支持断点续飞,运动控制适应中低空,强调航线精度和续航稳定性;eVTOL以安全冗余为核心,支持应急备降规划,规避空中冲突,运动控制注重垂直起降稳定性;载货eVTOL以时效与载重为核心,自主规划最优配送航线,支持多机协同调度,运动控制强调载重下的续航和精准停靠。

三、具身智能大模型:国内外技术路径与代表模型

具身智能大模型是支撑具身智能系统的核心软件部分,其通过多模态感知与决策能力,实现机器人和自动驾驶载具的智能行为。国外典型的具身智能大模型包括谷歌的RT-X、英伟达的GROOT、Meta和卡耐基梅隆大学联合打造的RoboAgent等;国内典型的具身智能大模型有智元Genie Operator-1、银河通用GraspVLA等。

谷歌的PaLM-E模型结合PaLM语言模型与视觉模型(ViT),支持指令驱动的机器人动作生成(如抓取、导航),通过图文联合表征实现具身任务。RT-X模型融合视觉、语言、运动数据,支持实时动作规划与环境交互,强调端到端决策和硬件协同,目标是优化机器人在复杂场景中的实时响应。VoxPoser模型通过文本指令生成人体或机器人动作姿态,用于虚拟角色控制、具身交互及机器人动作模拟。RoboAgent模型结合多模态感知与决策能力,支持复杂场景下的任务分解与执行(如仓库分拣、导航避障)。GROOT模型通过视频-语言-动作数据训练,实现从自然语言指令到机器人动作的直接映射,应用于抓取、操作等任务,并强调实时推理与硬件加速。

国内模型中,智元机器人的Genie Operator-1通过自然语言指令生成机器人动作序列,支持复杂场景下的任务规划与动态调整,适用于服务机器人和工业场景。银河通用的GraspVLA基于视频-语言-动作数据训练,实现零样本泛化抓取,通过仿真合成数据预训练提升泛化能力。清华TSAIL团队的RDT框架通过仿真训练机器人动作策略,支持多模态感知与动态环境适应,用于复杂操作任务(如灵巧手操作)。有鹿机器人的Master 2000模型整合视觉、语言、运动数据,支持家庭服务机器人的多任务执行,强调低成本与易部署性。

这些大模型的技术路径主要集中在多模态数据融合、实时决策、硬件协同和泛化能力等方面。多模态数据融合通过结合视觉、语言、运动数据,提升模型对物理世界的理解能力;实时决策强调低延迟和高可靠性,满足具身智能系统在动态环境中的需求;硬件协同通过优化模型与芯片、传感器的配合,提升系统整体效率;泛化能力则通过仿真训练和零样本学习,使模型能够适应未知场景。

以上就是关于2025年具身智能产业链的分析。具身智能作为新兴赛道,其产业链上游以AI芯片和传感器为核心,支撑系统的感知和决策能力;中游以人形机器人和自动驾驶载具为主要载体,通过多模态感知和运动控制实现与环境的互动;大模型作为软件核心,推动具身智能系统的智能化发展。未来,随着技术的进一步成熟和商业化应用的拓展,具身智能有望在更多行业场景中发挥重要作用。

编辑:666知识控
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