新形势下，随着老龄化不断加剧，我国出现劳动力短缺、人力成本不断提高的现象，这种现象制约了中国产业转型升级的发展，中国产业结构亟需转型，发展人形机器人产业，则是破题的关键。
过去，人形机器人的概念仅停留在科幻小说、电影之中，现在随着科学技术的进步，人形机器人逐渐走进现实、走进生活。
当下，有关人形机器人的技术已经取得了长足进步。这种进步不仅仅体现在硬件水平，更体现在人形机器人的自主学习能力。
今年，大模型技术的爆发使人形机器人有计算学习的基础。不仅如此，人形机器人还可以在运转时根据指令生成相关代码，进行自主学习，以此实现从专用到通用场景的升级，大大拓展了实用性。目前，特斯拉最新版本人形机器人擎天柱，已体现出精准控制力和探索并记忆环境功能。
随着人形机器人的性能提升，其市场前景也极其可观。在2023特斯拉股东大会上，美国科技巨头马斯克强调：“如果按照人和机器人的数量为2：1比例的话，机器人的需求会远远超过汽车。”
根据高工机器人产业研究所（GGII）预计，2026年全球人形机器人在服务机器人中的渗透率有望达到3.5%，市场规模超20亿美元，到2030年，全球市场规模有望突破200亿美元。
一、解构擎天柱
目前国际上机器人的标杆是特斯拉的人形机器人，擎天柱。
早在2021年8月，马斯克在首届AI DAY上发布特斯拉人形机器人Tesla Bot，但当时只是一个概念机形态，在2022年特斯拉AI DAY上，擎天柱首次亮相。
到了今年，特斯拉2023年度股东大会上，擎天柱已经能流畅行走、协同行走、识别并记忆周边环境等，并能在工厂中执行简单任务。最令人惊讶的是，它展示了双手处理复杂任务的能力。
擎天柱的双手之所以如此灵活，离不开空心杯电机的作用。电机能为双手的活动提供动力，但是传统的电机太大，安装在手上过于笨重，所以问题的关键在于如何减小电机的尺寸。空心杯电机又小又好用，所以正好被特斯拉用于擎天柱的双手上，让擎天柱的双手灵活自由。
除了一双灵巧手，擎天柱能流畅行走，最大的进步就藏在机器人的“关节”里。人体的关节决定了做各种动作的灵活性，机器人的“关节”执行器同样如此。
执行器可以根据运动分为两类：旋转执行器和线性执行器。简单的说，旋转执行器让机器人的部位能旋转，线性执行器让机器人的部位沿着直线运动。
擎天柱在身体机械部分有28个关节，其中有14个旋转执行器和14个线性执行器。旋转执行器包含谐波减速器、无框力矩电机、力矩传感器、编码器、轴承等主要部分，成本占比约为23%；线性执行器包含行星滚柱丝杠、无框力矩电机、力矩传感器、编码器、轴承等主要部分，成本占比约为28%。
其中，减速器是机器人的核心零部件，减速器主要分为RV减速器和谐波减速器两类。RV减速器是两级减速结构组合，承载强、刚度大，目前由日系主导，国产RV减速器正处于追赶阶段。谐波减速器具有体积小、质量轻、传动比大的特点，具备高性能。当下国内谐波减速器市场也是由日系主导，但比RV减速器好一点，目前内资品牌市场份额逐步提升。
二、中国的产业链机会
打破进口垄断格局，国产替代势在必行。
先从手部看起，有一种看法认为，灵巧手设计难度大，零部件多，技术壁垒较高，国外灵巧手技术先进，国内难以从中分一杯羹，其实不然。
国外技术高，但价格则更高，所以国外生产的灵巧收一般用于科研领域，如Shadow灵巧手报价约220万元/只。用于假肢领域的仿生灵巧手灵活程度稍差一些，但价格也相对较低，如德国的Bebionic仿生灵巧手价格至少32万元/只。
反观国内，灵巧手的价格优势明显，灵巧手的国内生产商有因时机器人、浙江强脑科技、思灵机器人、蓝胖子机器智能等。其中浙江强脑科技的BrainRobotics仿生灵巧手应用领域是假肢行业，标准版价格是10.8万元/只。因时机器人是国内商业级五指灵巧手的龙头企业，因时灵巧手与特斯拉灵巧手有着类似的关节数和相同的电机数目，现在价格为5万元/只。国内灵巧手生产商完全可以凭借降本优势，进入特斯拉这样的人形机器人本体生产商的供应链。
再看空杯机赛道，根据QYResearch报告，2022年全球空心杯电机市场规模为54.6亿元（按照1:7.3汇率），而目前人形机器人还未商业化，假设在空心杯电机行业的下游应用领域中人形机器人占比为5%，即应用于人形机器人领域的空心杯电机销售额为2.7亿元，预测2028年应用于人形机器人领域的空心杯电机销售额为41.2亿元，将为国内生产商带来16.5亿元的营收。
首先，鸣志电器产品达到了国际先进水平，能够满足特斯拉的需求，已经被选入供应商名单；其次，鸣志电器产品在技术过关的前提下具有明显的价格优势，且毛利率为36.7%，仍有继续降价的空间；
笔者在把国内生产商鸣志电器和国外生产Faulhaber、Maxon的相似规格的无刷空心杯电机进行对比时，发现鸣志电器产品在性能上接近甚至超过了Faulhaber产品，相比国际龙头Maxon产品，转速还有的差距，但价格便宜许多，拥有很强的竞争力。
未来人形机器人将会成为空心杯电机的主要应用场景，将促使国内生产商加大研发投入，改进绕线设计加工工艺，加快空心杯电机国产替代速度。预测到2028年，国内生产商市占率将从15%提升到40%。
最后谈一下减速器。目前全球机器人减速器市场高度集中，日本厂商占据大部分市场份额，2021年纳博特斯克占据中国RV减速器53%市场份额，哈默纳科占据中国谐波减速器35.5%市场份额。
国内已将突破机器人关键核心技术作为重要工程，国内不灵里领先厂商已经厂商攻克了减速器关键核心零部件领域的大部分难题。进口精密减速器以日本哈默纳科公司的产品为例，其单价通常在3,000~4,000元之间，国产精密减速器单价为该价格的30%~50%，在技术差距不大的情况下，国产替代是大势所趋。国产减速器厂商的崛起势不可挡。
三、产业未来发展趋势
机器人整机厂里，先有新能源汽车行业翘楚特斯拉的马斯克，再有投身汽车的小米，更有造车新势力之一的小鹏……在人形机器人产业的发展中，新能源汽车制造商是一支不可忽视的力量。
为何新能源汽车制造商乐于人形机器人的开发？答案是技术迁移，即新能源汽车的自动驾驶、电控、电机等技术可以迁移到人形机器人的制造上。
就像新能源汽车的发展之路一样，最早由特斯拉先崛起，后来中国新能源跟进竞争。现在，特斯拉的机器人做得越来越好，国内傅里叶、小鹏、小米等厂商也纷纷跟进，产业趋势如出一辙。市场中流传一句话：“现在不关注机器人，就相当于两年前错过新能源。”
同时，工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》，专门强调了人形机器人的发展问题，清晰画出人形机器人战略路线图。
工信部表示，人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，有望成为计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品。同时提出，国内人形机器人产业前期已有一定基础。到2025年，人形机器人创新体系将初步建立，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破，确保核心部组件安全有效供给。而到2027年，形成安全可靠的产业链供应链体系。
值得注意的是，此次《意见》还明确要求，培育2-3家有全球影响力的生态型企业和一批专精特新中小企业，打造2-3个产业发展集聚区，孕育开拓一批新业务、新模式、新业态。而且要求聚焦3C、汽车等制造业重点领域，提升人形机器人工具操作与任务执行能力，打造人形机器人示范产线和工厂，在典型制造场景实现深度应用。
2023年正是人形机器人产业化的破晓时刻，当前时点刚好是各项技术大突破的交汇点，无论是精密控制零部件方案的迭代升级，还是GPT大模型的不断进步，都让中国人形机器人产业的跃升更近了一步。
在政策的指导下，国产厂商的不断进步中，国内人形机器人有望迎来高光时刻，让我们拭目以待。
作者 格兰
编辑 祖智慧