依托长三角深入布局,把上海打造成为全球人形机器人产业高地

研究
团队

上海市发展改革研究院副院长 张勇

上海市发展改革研究院城乡区域发展研究所 吕梦轩 刘兴

  一、 研究背景和目的

  人形机器人通过模仿人类的关节、感知和思维系统来实现移动、认知、学习等行为,辅助人类从而解放更多的生产力。由于现实世界一直是为人形态而设计的,因此人形机器人可以在大量工作中直接应用现有工具和场景,具有更强的通用性。随着软硬件层面技术的不断突破,人形机器人已经迎来产业变革的风口,马斯克认为人形机器人将会成为一个比电动汽车,甚至比传统汽车市场更大的行业。对人形机器人产业发展进行深入分析,有助于上海加快布局人形机器人产业并积极建设打造为产业高地。

  二、 研究的主要内容

  研究对人形机器人行业当前发展面临的革命性变化进行了剖析,对行业后续的走势进行了前瞻判断,并由此提出上海布局人形机器人产业的若干工作建议。

  (一)人形机器人行业正迎来奇点时刻

  在硬件层面:关节执行器的电机驱动方案逐渐形成行业共识。目前人形机器人常见的驱动方案主要有液压、气压和电机驱动三种。相比较而言,电驱方案能源利用效率高、速度和位置精度表现都比较好,在运动能力和成本方面达成了一定的平衡,新推出的人形机器人产品均采用了电机驱动的方案,并通过迭代电机性能、优化精密减速器等途径,逐步实现人形机器人的产品标准化、低成本和可量产。

  在软件层面:AI大模型迎来爆发,人形机器人有望成为“具身智能”最佳载体。大模型通过将图像、文字、具身数据联合训练,引入多模态输入,为机器人注入思想和灵魂,使其拥有一定的感知和学习世界的能力。人工智能技术的不断进步正快速提升人形机器人与现实世界的交互能力,并让具身智能成为可能。

  在市场层面:随着硬件端解决方案的逐步成熟和软件端大模型的智慧赋能,人形机器人行业正迎来越来越多的入局者。以特斯拉为代表的巨头入局推动行业加速发展,国内企业正积极布局。上海也涌现出了以康复机器人起家转型切入人形机器人赛道的傅利叶智能和由原华为“天才少年”彭志辉创业成立的智元机器人,成为业内崭露头角的本土企业。

  在政策层面:工信部发布《人形机器人创新发展指导意见》成为行业首个顶层设计。此外各地陆续发布相关的支持政策或行动方案,如深圳提出开展通用型具身智能机器人的研发和应用,重点发力人形机器人的终端制造;山东将人形机器人作为未来产业的重要组成部分加快布局;我市提出瞄准人工智能技术前沿,加快人形机器人创新发展;北京则从全产业链角度出发全方位支持人形机器人产业发展。

  (二)人形机器人行业未来发展前瞻

  其一:商业化后人形机器人领域有望诞生世界级企业。咨询机构Markets and Markets预测人形机器人市场规模将从2023年的18亿美元增长到2028年的138亿美元,如此大的市场空间,类比消费电子行业的苹果、华为及新能源汽车中的特斯拉、比亚迪,人形机器人行业也必然诞生若干世界级的龙头企业。

  其二:工业场景有望最早批量应用人形机器人。考虑到人形机器人产品初期工作稳定性和智能性可能还不够高,工业场景能够为人形机器人提供丰富的使用反馈帮助其迭代升级,待软硬件技术进一步成熟后,可应用至教育、医疗、养老、家庭等更多场景,并最终成为人类生活中随处可见的伙伴。

  其三:人形机器人商业化的当务之急是降低成本。根据前期调研走访与相关测算,20万元/台的售价是决定人形机器人能否走向商业化的关键门槛。2022年中国制造业和服务业的平均工资分别为7.11和7.02万元/人,目前工业机器人价格的中位数约为20万元,若人形机器人售价能够降至约20万元/台,回本周期将会显著缩短,销售空间也会迅速打开。

  其四:上海及长三角地区发展人形机器人具备先发优势。从产业契合度来说,人形机器人与工业机器人和智能新能源汽车产业链的耦合性较高。一方面,人形机器人中所用到的伺服系统、控制器、减速器等原本就是工业机器人的核心零部件;另一方面,部分用于汽车的零部件如轴承、图像传感器,自动驾驶的控制软件等也能切换应用于人形机器人。长三角是我国工业机器人和智能新能源汽车产业发展最为完备的区域之一,产能规模大,产业链条完整,产业投资集聚度高。市场政府携手,以上海为龙头发展长三角人形机器人产业正当其时。

  (三)若干工作建议

  第一,通过“外引+内育”,积极集聚人形机器人龙头企业。在外引方面,积极争取行业龙头企业落户,以其先进的生产技术、有力的产业链掌控能力和行业引领效应来促进上海与长三角地区人形机器人产业快速迭代升级。在内育方面,注重规模、扩大底座和百花齐放,建立全市人形机器人培育企业名单,定期跟踪给予资金、人才、技术对接等方面支持。

  第二,组建上海通用人形机器人科学中心,专注于人形机器人共性技术。针对人形机器人技术发展和重大需求,尤其是目前国产替代尚存在较大差距的核心零部件领域,依托现有人形机器人的产学研资源,建议组建上海通用人形机器人科学中心,系统集成扶持重点产业项目。

  第三,积极为人形机器人创造更多应用场景。为了提升人形机器人使用的通用性,亟需各种应用场景的拓展来积累运行数据并对现有软件模型进行优化升级。建议依托现有人形机器人产学研资源组建人形机器人概念验证中心,积极对接区域内的初创团队,为人形机器人产品提供工业制造、医疗护理、居家养老、教育培训等多场景下的小批量验证途径,打造一站式软硬件系统验证及产业化平台,更快助力人形机器人创业企业成长壮大。

  第四,积极引导资本支持和撬动行业发展。建议上海牵头,联手苏浙皖等建立针对人形机器人的产业投资引导基金,发挥产业基金的政策牵引作用,加大对人形机器人和机器人核心零部件、应用场景等上下游企业的投资力度,鼓励国有机构采购使用人形机器人并给予一定补贴。支持相关优秀人形机器人企业在科创板上市。同时,支持长三角主要机器人产业园建设,投孵联动,共建高质量创新发展生态圈。

  第五,对人形机器人产业开展专题研究并尽快出台专项支持政策。建议要围绕人形机器人关键技术、核心零部件、重点初创企业和潜在的供应链企业展开专题研究,深入了解各类市场主体政策诉求,并抓紧研究出台人形机器人专项支持政策。建议在上海建立长三角人形机器人产业培育资源库,在政策扶持方向上,苏浙皖各扬其所长,加强协同,保持长三角机器人产业领先地位。

  三、 研究的主要创新

  在研究领域上,本文从硬件、软件、市场和政策这四个层面对人形机器人行业当前的发展情况展开了分析,形成了较为全面的行业现状描绘,并以此为基础,对人形机器人行业的后续发展做出了前瞻性的判断。在研究方法上,在线上课题组充分挖掘了海内外各类最新的信息资源,以尽可能了解到行业发展的最新进展。在线下,课题组通过走访调研行业协会、人形机器人初创公司,组织召开专家会等形式了解到了更多专业判断。在此基础上,对上海布局人形机器人产业给出了相关的建议意见。

  • 城乡区域发展研究所