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【行业洞察】人形机器人上游产业链!传感器国产化方向有望取得突破进展

2023-12-26 10:16

瑞尔特 --%

根据工信部发布的政策:2024年要出台未来产业发展行动计划瞄准人形机器人、量子信息等产业。全国工业和信息化工作会议在京召开。会议强调,2024年要加快培育新兴产业。启动智能网联汽车准入和上路通行试点,推进北斗规模应用和卫星互联网发展。壮大新能源、新材料、高端装备生物医药及高端医疗装备、安全应急装备等新兴产业,打造生物制造、商业航天、低空经济等新的增长点。出台未来产业发展行动计划,瞄准人形机器人、量子信息等产业,着力突破关键技术、培育重点产品、拓展场景应用。

我们可以看到国家政策很鼓励人形机器人行业的发展,从目前产业来看,人形机器人行业还是处在产业发展初期。在产业发展初期(初创期),行业的需求还是在初期,同时因为产品价格的较高,产业链一条化不健全,等因素,造成行业内企业,大多没有多少营收和利润,市场会基于未来行业的发展空间,给于行业的企业较高的估值。但是一旦有行业的需求的开始爆发,进入成长期,行业也会将入蓝海,行业内的企业都会将入量价起升阶段,业绩和估值都会得到大幅度提升,这个阶段就相当于19年,20年的新能源车

但是在人形机器人整个产业链中,相比于减速器来说(基本已经完全实现国产化),国内传感器这块,是短板,国产化程度很低,基本都是海外垄断,因为海外价格高,也妨碍了我国人形机器人产业的发展,未来相信随着我国技术的进步,人形机器人传感器环节一定会诞生出优秀的公司

事件:12月13日,特斯拉通过X平台的“TelsaOptimus”官方账号,发布了OptimusGen2二代人形机器人演示视频,视频聚焦于OptimusGen2的运动与控制性能和感知能力,演示了行走、深蹲站立、双指拿放鸡蛋等动作,新一代机器人的灵活性、行走速度、平衡能力、精细操作与感知均有明显提升。

特斯拉发布第二代Optimus(Gen2)宣传视频,最大边际变化在于传感器,包括足部的六维力矩传感器和指尖的触觉传感器。OptimusGen2的传感器由特斯拉自主研制而成,在视频中多次展示了手部和足部传感器的画面:1灵巧手的每个手指关节都配备了触觉传感器;2足部配备了力/力矩传感器。触觉传感器是影响机器人运动和交互能力的核心零部件,六维力/力矩传感器,能反映机器人关节处的受力情况,以帮助机器人实现更安全更精确的检测与外界的交互接触。OptimusGen2展示了双手的拇指/食指手指指尖传感器,用不同的亮度颜色反馈出力的大小和位置,进一步加强灵巧手的感知及灵活度。而足部传感器的增加让脚底力的反馈更多元,更精准,扩大机器人应用场景,提高其动作准确性。

力矩传感器:我们来看下,国内在力矩传感器和触觉传感器方面的发展进度,和一些有可能获得突破的企业。

多维力矩传感器的技术壁垒较高,美日企业优势明显,国内仍处产业早期。因技术壁垒较高,国内可量产的企业较少,美日企业先发优势明显。全球六维力/力矩传感器主要分为日韩品牌、欧美品牌和国产品牌三大阵营。

国内可以做六维力矩传感器宇立仪器(SRI)之外,如坤维科技、鑫精诚、海伯森、蓝点触控、神源生智能、瑞尔特测控等,均已有相关的产品落地并进入产业化应用。其他厂商如重庆鲁班机器人技术研究院、昊志机电、埃力智能,柯力传感,通过自主研发力传感器技术,已经具备六维力/力矩传感器的生产能力,未来有望可以通过下游客户验证。

ModorIntelligence数据,2020年力传感器市场价值为151.21亿人民币。2026年力传感器市场价值将达到198.49亿人民币,2021-2026年预测期间的复合年增长率为4.63%。2022年中国市场六维力/力矩传感器机器人行业销量4840套,同比增长62.58%;2022年中国六维力/力矩传感器机器人行业市场规模1.56亿元,同比增长54.35%。目前,六维力和力矩传感器市场基数依然偏小,尚未形成明显规模效应。

触觉传感器:目前用于机器人的触觉传感器主要包括两大类:用于机器人精准力控的单体六维力/力矩传感器和用于机器人手指、表面的阵列式触觉传感器,也被称为电子皮肤。

触觉使机器人能够感知物体的硬度、粗糙度、形状等多种信息,使得机器人能够更加准确地感知和理解周围环境中的物体特征,这是机器人实现精准操作物体和执行复杂任务的基础。电子皮肤多维感知,用于机器人手掌关节。是一种致力于模拟并超越人类皮肤功能的柔性仿生传感器,可模仿人体皮肤对外界环境的感知。

“电子皮肤”,能够实现与环境接触力、温度、湿度、震动、材质、软硬等特性的检测,是机器人直接感知环境作用的重要传感器,有助于智能化的人形机器人实现产业化落地。柔性触觉传感器具备三大特点:(1)像人皮肤一样具有柔韧性。(2)在保证测量准确度和灵敏度的同时,能够实现任意弯曲变形、有弹性。(3)能够覆盖在非规则、非平面的机器人本体表面,可扩展、分辨率高。电阻式、电容式、压电式为目前应用最广泛的柔性触觉传感器类型。根据QYResearch数据,2022年全球柔性触觉传感器约15.3亿美元市场,预计2029年市场规模增长至53.2亿美元,2022-2029CAGR为17.9%,机器人、医疗领域需求为市场增长的主要驱动力。

触觉传感器这块目前仍是国内“卡脖子”领域,海外Novasentis、Tekscan、JDI、BaumerGroup、FrabaGroup五大供应商占据全球柔性传感器市场57.1%的份额,但其产品价格高昂,大阵列多功能柔性触觉传感器每片均价高达15万元,目前国内还是没有上市公司可以实现国产化。最有可能的实现国产化的企业汉威科技,也只是不分零部件可以实现国产化(柔性微纳传感器产品实现在医疗器械部分核心器件的国产替代,在智能机器人领域与小米科技、九号科技、深圳科易机器人等开展合作)。

数据来源:九方金融研究所

参考资料:

20231007-财通证券-力传感器深度研究报告:力传感器是力控的关键部件,国内企业正逐步替代外资。

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