上海證券報
2024-12-06 
人形機器人：形成未來新質生產力的關鍵抓手
中國宏觀經濟研究院徐策中國經濟信息網何賽
人形機器人是未來產業中最重要的領域之一。隨著技術加速演進，人形機器人有望在未來5至10年實現在工業生產、家庭生活等各個場景的應用，成為形成新質生產力的重要工具，將深刻變革人類生產生活方式，重塑千行百業發展格局
我國高度重視人形機器人產業。在政策激勵下，我國發展人形機器人的完整配套產業鏈正在加速形成，關鍵環節正逐漸實現國產替代。國內企業創新研發實力不斷增強，一批國產人形機器人產品陸續推出
未來人形機器人市場需求量巨大，整體市場規模將超過汽車，并將帶動上游配套產業鏈體系高速發展，為關鍵零部件及核心技術的國產替代帶來發展機遇。用于人形機器人的專用大模型也將迎來高速發展，成為新一代“人工智能+”發展的重點領域
激活人形機器人產業創新發展動能，需要深化科技體制改革，推進產業融合，完善產業發展基礎條件。要進一步推進應用場景建設，增強產業支撐能力，深化國際交流合作，完善治理體系，培育壯大企業創新主體，構建人形機器人制造業技術創新體系
人形機器人是形成未來新質生產力的關鍵抓手，將深刻變革人類生產生活方式，加速人工智能技術的突破，同時也是未來大國產業和科技競爭的重要舞臺。伴隨著技術加速演進，人形機器人已成為科技競爭的新高地、未來產業的新賽道、經濟發展的新引擎。當前，我國發展人形機器人的條件和產業基礎不斷增強，中央和地方出臺一系列政策規劃布局人形機器人產業，相關完整配套產業鏈條正在加速形成。同時，國內超大規模市場蘊藏多種現實應用需求，加速推進人形機器人商業化應用。未來5年，要實施重大舉措，推進產業、人形機器人與人工智能融合；落實重大改革，釋放人形機器人產業增長活力；推進重大工程，夯實人形機器人產業發展底座。
一、人形機器人是打開未來新質生產力大門的關鍵抓手
人形機器人技術加速演進，有望在未來5至10年實現在工業生產、家庭生活等各個場景的應用，成為形成新質生產力的重要工具，將深刻變革人類生產生活方式，重塑千行百業發展格局。同時，人形機器人也是人工智能的理想載體，通過與真實世界交互，加速培育多模態大模型，加快人工智能技術的突破。人形機器人還是國家產業和科技實力的集大成者，其實用化并投入量產后也將影響世界主要強國的競爭格局。
（一）人形機器人是新勞動工具，將重塑千行百業發展格局
人形機器人是新勞動工具的典型代表。工業和信息化部發布的《人形機器人創新發展指導意見》明確指出，人形機器人有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品，將深刻變革人類生產生活方式，重塑全球產業發展格局。通過模仿人類的外觀、形態和行為能力，人形機器人可以無縫對接人類所有現有基礎設施和工具，在各種應用場景幫助人類執行難以操作的任務，并且具有與人類相當甚至超越人類的靈活性和泛用性。與傳統工業機器人相比，人形機器人不再依賴預設程序來執行任務，而是具備感知環境、學習和自主決策的能力，使其能夠適應多樣化的場景，執行更加復雜的任務，并實時調整策略以應對不確定因素，突破傳統工業機器人只能在固定地點按固定程序工作的弊端。人形機器人上述特性使其必將成為組成新質生產力的新勞動工具之一，有望顛覆千行百業的發展格局。
（二）人形機器人是人工智能的理想載體，將加速人工智能技術的突破
人形機器人是人工智能大腦和機器人身體的結合。英偉達創始人兼CEO黃仁勛指出，人工智能的下一個浪潮將是具身智能，是能理解、推理、并與物理世界互動的智能系統。作為通用人工智能的理想載體，人形機器人將引領人工智能的前沿研究方向，促進人工智能在多模態和智能交互方面的發展。人形機器人在與真實環境交互時，通過視覺、聽覺和觸覺等多種傳感器獲得復雜的感知信息，必然會收集和處理大量數據，并將其加工喂養給大模型，實現端到端的大規模訓練與計算，培育大模型多模態信息融合能力，進而加速人工智能突破性進展。
（三）人形機器人是產業和科技實力的集大成者，將是未來競爭的關鍵場景
人形機器人是高性能芯片、控制軟件、視覺聽覺傳感器、電動液壓關節、柔性人造皮膚、移動通信等一系列高新技術的集大成者。發展人形機器人產業需要產業鏈上下游從零部件到整機，以及人工智能、通信網絡等各個環節完善的產業配套體系。人形機器人一旦實用化并走向量產，將迅速成為生產生活中必不可少的工具，數量有望超越人類，帶動工業全產業鏈的快速發展。發達國家大量裝備人形機器人之后，將有望抵消其人口老齡化及勞動力短缺的劣勢，從而加速實現再工業化，并在勞動生產率上與仍依靠人力的發展中國家再次拉開顯著差距。從世界范圍內看，各主要強國都已將發展人形機器人產業提升至國家戰略高度，人形機器人產業勢必成為未來大國產業和科技競爭的重要舞臺。
二、我國發展人形機器人的條件和產業基礎日趨完善
我國高度重視人形機器人產業，從中央到地方均出臺一系列政策規劃加快產業布局。在政策激勵下，我國發展人形機器人的完整配套產業鏈正在加速形成，關鍵環節正逐漸實現國產替代。國內企業創新研發實力不斷增強，呈現百花齊放態勢，一批國產人形機器人產品被陸續推出。近年來我國快速發展的新能源汽車產業也為人形機器人提供絕佳測試場景，加速推進人形機器人商業化應用。
（一）支持政策體系及產業布局不斷完善，推動人形機器人產業加速發展
我國高度重視人形機器人產業的發展，提出了一系列政策和計劃。2021年，“十四五”規劃綱要就將機器人產業提到了重要位置。工業和信息化部、國家發展改革委等十五部門制定的《“十四五”機器人產業發展規劃》中明確提出，到2025年，我國要成為全球機器人技術創新策源地、高端制造集聚地和集成應用新高地。2023年工業和信息化部印發的《人形機器人創新發展指導意見》提出，到2025年，人形機器人創新體系初步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關鍵技術取得突破；到2027年，人形機器人技術創新能力顯著提升，綜合實力達到世界先進水平，產業加速實現規模化發展，相關產品深度融入實體經濟，成為重要的經濟增長新引擎。各省市也圍繞著人形機器人產業加速布局：杭州市提出到2026年實現智能機器人全產業鏈工業產值突破500億元；上海在《上海市推動制造業高質量發展三年行動計劃（2023—2025年）》中，將智能機器人產業作為重點投資領域；深圳、北京、湖北、重慶、江蘇、山東、安徽等地也陸續出臺政策，明確提出發展人形機器人產業。
（二）人形機器人產業鏈體系正加速形成，關鍵環節正逐漸實現國產替代
我國發展人形機器人的完整配套產業鏈正在加速形成。在“大腦”方面，我國人工智能產業正處于快速發展期，技術創新能力不斷增強，相關基礎已相對完備。大模型作為當下最熱的科技領域，是國內創業投資的新風口，科研院所、大專院校、科技巨頭及創業企業均布局大模型，呈現“百模大戰”局面。同時，優必選、傅立葉智能、智源、科大訊飛、銀河通用等企業均已接入人工智能大模型，華為盤古大模型5.0版本也已經植入具身智能載體“夸父-MY”人形機器人。
在“小腦”和“肢體”方面，高性能芯片、傳感器、控制器、伺服系統、諧波減速機等關鍵環節正加快實現國產替代，部分零部件的國產替代性能已接近國際先進水平，且性價比優勢明顯。在電機領域，國內有步科股份、雷賽智能、禾川科技、鳴志電器、兆威機電等知名公司；在減速器領域，有綠的諧波、科峰智能、精銳科技、雙環傳動、昊志機電等廠商；在六維力傳感器領域，宇立儀器、坤維科技、鑫精誠正逐漸獲得市場話語權；在高端伺服系統領域，奧普光電正在打破國際龍頭企業在中高端光柵編碼器的壟斷。近年來我國新能源汽車產業的高速發展，使我國在電機、電控、電池等方面具有領先地位，同時零部件小型化、安全性和能量密度的提升，也使得大批零部件可以復用于人形機器人。優必選Walker S、傅里葉GR-1型人形機器人從芯片到零部件的國產化率已經超過90%。關鍵零部件的國產替代將推動我國人形機器人的生產成本進一步下降，加速我國人形機器人實用化進程。
（三）企業創新研發實力不斷增強，呈現百花齊放態勢
我國人形機器人企業呈現百花齊放態勢。優必選、宇樹科技、傅里葉智能、開普勒、樂聚等企業迅速發展，小米、華為等科技巨頭也紛紛入局。優必選Walker S、宇樹H1、傅里葉GR-1、智元遠征A1等一批國產人形機器人產品被陸續推出。京津冀、長三角、粵港澳已成為我國機器人產業發展的三大高地，具備人形機器人整機能力的企業超過25家。根據人民網研究院發布的《人形機器人技術專利分析報告》，截至2023年5月底，我國人形機器人專利申請量居全球第一，人形機器人專利申請集中度為20%至30%。這表明人形機器人企業之間，技術競爭激烈，發展活力強勁。
（四）超大規模市場蘊藏多種現實應用需求，加速推進人形機器人商業化應用
工業制造、商用服務和家庭陪伴是未來人形機器人三大商業應用場景。依托我國超大規模市場蘊藏的多種細分垂類場景，我國人形機器人率先實現走出實驗室，收集真實場景數據，為人形機器人升級迭代產品，進而在未來實現大規模商業化應用奠定基礎。
在工業制造領域，汽車生產環節具有大量裝配、搬運、質檢等細分場景，為人形機器人商業化應用提供理想測試場景。近年來，我國新能源汽車產業迅猛發展，并在5G+工業互聯網、數字孿生技術的加持下建成高度數智化的生產線，極其適合測試人形機器人大規模應用及收集真實數據。優必選Walker S、智元遠征A1等型號機器人均已經開始在汽車總裝車間中“實訓”打工。
在商用服務領域，熱度較高的智慧文博、文旅及快遞物流行業為機器人商用服務創造大量應用場景。成都人形機器人創新中心已經開發出全球首個服務文旅會展場景的生成式數字人機器人。中科源碼（成都）服務機器人研究院也發布了全國首個基于物流場景的具身智能機器人，應用于倉儲物流分揀、樓宇快遞分揀等場景。
在家庭陪伴領域，近年來我國人口老齡化趨勢日益明顯，護理人員存在長期短缺問題，養老領域成為人形機器人加快商業化應用的又一場景。比如，樂聚機器人正以智能陪伴、社交互動、巡檢監護等為切入點推動人形機器人應用于智慧康養領域。
三、推動人形機器人產業發展將為經濟發展帶來新動能和新空間
未來人形機器人市場需求量巨大，整體市場規模將超過汽車，并將帶動上游配套產業鏈體系高速發展，為關鍵零部件及核心技術的國產替代帶來發展機遇。用于人形機器人的專用大模型也將迎來高速發展，成為新一代“人工智能+”發展的重點領域。人形機器人最終將賦能千行百業，在工業生產、生活服務等領域發揮重要作用。
（一）未來人形機器人需求數量遠超汽車，市場規模將迅速增長
人形機器人在未來生產生活中的豐富應用場景將使其市場需求量極其龐大。特斯拉CEO馬斯克認為，人形機器人普及程度將是汽車普及程度的10倍，最終在數量上有望超越人類，達到100億臺至200億臺規模。Marketsand Markets則預計到2027年，全球人形機器人市場規模將達173億美元，復合增長率為63.5%，市場發展廣闊。國際機器人協會預測，從2021年至2030年，全球人形機器人市場規模年復合增長率將高達71%。據今年召開的首屆中國人形機器人產業大會上發布的《人形機器人產業研究報告》預測，至2024年，中國人形機器人市場規模將達到約27.6億元；到2029年，該市場規模有望擴大至750億元，占據全球市場的32.7%；到2035年，中國人形機器人市場規模有望達到3000億元。
（二）配套產業鏈體系高速發展，為國產替代帶來發展機遇
人形機器人是先進制造業的集大成者。人形機器人產業的發展，將會帶動機械、電子、傳感、軟件、通信、人工智能等高端產業的共同發展。例如，如果特斯拉Optimus銷量達百萬臺，上游環節的線性關節總成、旋轉關節總成的市場空間會超過500億元；力矩傳感器、行星滾柱絲杠、諧波減速器等的市場空間將超過100億元。
從具體零部件來看，目前人形機器人執行器關鍵零部件如絲杠、減速器、電機等高端領域的產品國產化率較低，特別是行星滾柱絲杠、空心杯電機及六維力矩傳感器等產品。例如，在2023年，中國行星滾柱絲杠市場的國產品占比僅為15.09%。在電機方面，根據浙商證券研報，預計2029年全球無框力矩電機市場規模超300億元，其中人形機器人下游占比達73%。在傳感器方面，GGII預測，到2030年，全球人形機器人領域力傳感器市場規模將達328億元，其中人形機器人領域六維力傳感器市場規模將達138億元。在絲杠方面，華鑫證券認為，到2030年，用于人形機器人的行星滾柱絲杠價值量為229.6億元，復合年均增長率達到154.1%。未來人形機器人上千億規模的市場空間將給相關領域企業大規模布局國產替代、趕超國際龍頭企業提供發展機遇。
（三）人形機器人大模型成為發展新熱點，涌現出相關配套需求
專用大模型是推動人形機器人未來發展的關鍵力量。自然語言模型已經不能滿足人形機器人發展的需求，必須開發模態覆蓋面更廣、模態聯系能力更強、具有強可擴展性的多模態大模型，才能夠突破單一模態不足以應對復雜實際場景的限制，真正成為人形機器人的“大腦”。因此，強調智能體在真實物理環境中的身體存在，通過與環境的直接交互學習的具身智能成為當前“新一代人工智能+”發展的新方向。國內外多家機構都在組織開發專用于人形機器人的大模型，以多模態大模型賦予人形機器人語言理解、場景認知和動作規劃等關鍵能力，使機器人能夠在復雜環境中實現高度的適應性和交互能力。比如，英偉達發布世界首款人形機器人通用基礎模型GR00T；成都人形機器人創新中心也研發出國內首個基于視覺擴散架構的人形機器人任務生成式R-DDPRM模型。
訓練具身智能需要構建數據集和訓練場配套體系。數據是人形機器人未來的靈魂，而當下缺少規模化數據是阻礙具身智能進步的主要痛點，也是人形機器人實用化落地的主要障礙。不同于訓練傳統大模型具備豐富的數據資源供給，訓練具身智能所需的真實數據資源較為稀缺且采集難度較高，一些企業不得不采用“少量真實數據+大量合成數據”的方案訓練。因此構建數據集和訓練場十分關鍵，高質量、多樣化的真實數據成為決定人形機器人發展速度的核心要素。人形機器人訓練場作為人形機器人大模型數據生產和實現數據規模化的重要基礎設施，將成為各地重點發展的新基建，賦能整個人形機器人生態。
（四）人形機器人賦能千行百業，帶來生產力巨大提升
人形機器人將轉化為“生產力工具”，支撐豐富應用場景體系，推動新質生產力加速發展。
在工業領域，人形機器人能夠作為技術工人的補充，分擔危險或枯燥的任務，極大提升生產效率，大幅降低人口紅利逐漸減弱、老齡化趨勢日益嚴重、勞動力成本快速上升背景下的企業人力成本負擔。從優必選的工廠實測來看，雖然目前人形機器人在汽車工廠的效率約為人工的20%，但通過未來1至2年的優化，其工作效率將提升至人工的100%，并且可以通過24小時不間斷工作，在綜合效率上超過人工。
在生活應用方面，人形機器人在文旅、醫療、養老、家庭等領域均有豐富應用場景。在養老領域，根據前瞻產業研究院報告，2024年我國養老機器人的市場規模約為79億元，未來5年將會以15%左右的復合增長率快速成長，預計到2029年，我國養老機器人的市場規模將會達到159億元。在家庭生活中，人形機器人將是每個家庭必不可少的工具。國家統計局公布的第二次全國時間利用調查結果顯示，我國居民每日用于無酬勞動的平均時間為2小時42分鐘，其中做家務時間為1小時26分鐘，超過健身鍛煉、休閑娛樂時間，并且女性家務勞動時間為男性2倍以上。人形機器人進入家庭將極大節約人們用于家務瑣事的時間，使人們可以投入更多時間用于學習和休閑。
四、完善配套體系建設，激活人形機器人產業創新發展動能
激活人形機器人產業創新發展動能，需要深化科技體制改革，推進產業融合，完善產業發展基礎條件。未來一個時期，特別是“十五五”時期，要進一步推進應用場景建設，增強產業支撐能力，深化國際交流合作，完善治理體系，培育壯大企業創新主體，構建人形機器人制造業技術創新體系。
（一）實施重大舉措，推進產業、人形機器人與人工智能融合
一是推進應用場景建設。出臺支持和鼓勵企業使用人形機器人的相關政策，培育人形機器人市場，利用好我國龐大工業體系和超大規模市場的優勢，在特種、制造、民生服務等場景推廣示范應用，通過場景運用加快我國人形機器人產業實用化，搶占全球產業鏈高地。
二是增強產業支撐能力。建設人形機器人產業鏈中試平臺、中試公共服務機構，提升工程開發、樣品試制、數據模擬、工藝改進等能力，加速推進科技成果工程化、產品化和產業化。
三是深化國際交流合作。拓展人形機器人國際合作空間，推動產業國際化發展，深度參與國際規則和標準制定，為全球人形機器人產業發展貢獻中國智慧。
四是完善人形機器人治理體系。加強技術標準和規范建設，確保人形機器人的智能化設計和應用符合人類倫理，及時制定人形機器人應遵守的倫理準則和道德規范。
（二）落實重大改革，釋放人形機器人產業增長活力
落實黨的二十屆三中全會關于構建支持全面創新體制機制精神，深化科技體制改革，夯實人形機器人產業發展底座。
一是強化企業創新主體地位。培育壯大企業群體，加強與高校及科研院所的技術成果轉化對接服務，推動科技金融超前開展企業孵化；圍繞核心部件及關鍵技術，梯次培育科技型企業和專精特新企業，打造具有生態主導力和全球競爭力的人形機器人“鏈主”企業。
二是構建人形機器人技術創新體系。加大基礎研究支持力度，支持龍頭企業牽頭聯合產學研用組成創新聯合體；加快人形機器人與元宇宙、腦機接口等前沿技術融合，探索跨學科、跨領域的創新模式。
三是加強人才引育。加大人形機器人相關學科專業人才培養力度，創新產學研合作培養模式；加強高端人才海外交流引進，健全人才服務體系。
（三）推進重大工程，夯實人形機器人產業發展底座
一是構建聰慧的“大腦”。推進算力設施建設和人工智能基礎研究，開發具備國際領先水平的人形機器人大模型，增強環境感知、行為控制、人機交互能力。
二是建設靈活的“身體”和敏捷的“小腦”。系統布局高性能芯片、運動控制系統、行星滾柱絲杠、空心杯電機及六維力矩傳感器等關鍵技術和核心零部件國產替代產業，突破“卡脖子”技術。
三是充實“靈魂”的養料。推進人形機器人高質量數據集及訓練場建設，建設人形機器人數據采集、治理與應用驗證平臺，通過多種復雜場景，規模化生產人形機器人大模型所需的真實數據，加快人形機器人與真實應用場景的融合。
（文章來源：上海證券報）
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