“地球上機器人的數(shù)量將超過人類，每個人都將擁有一臺機器人。”特斯拉的創(chuàng)始人馬斯克曾描述過這樣一場夢。
在馬斯克的設(shè)想中，未來人形機器人的需求量將遠遠超過電動車，他甚至還預言，一旦產(chǎn)品成熟，量產(chǎn)數(shù)量可能將超過100億臺。那么，我們距離這一美好愿景的實現(xiàn)還有多遠？
現(xiàn)在看來還有很長一段距離。眼下，人形機器人商業(yè)化落地的最大阻礙之一，就是其高昂的成本。
成本有多高？
本田公司經(jīng)過14年探索研發(fā)的人形機器人ASIMO，單臺價值250萬美元，在歷經(jīng)多次迭代后，仍不得不在2022年宣布“退役”。
波士頓動力公司用于特種作業(yè)的人形機器人Atlas制造成本約200萬美元，已面市十年之久，仍在優(yōu)化迭代，至今未能實現(xiàn)商業(yè)化。
特斯拉已經(jīng)是人形機器人降本的佼佼者，但據(jù)估算，其人形機器人 Optimus 的制造成本仍在10萬美元左右，要達到其2萬美元的目標成本，還需降本80%。
而放眼國內(nèi)，小米、宇樹、樂聚等公司也透露，其人形機器人產(chǎn)品的單臺造價也高達幾十萬到上百萬人民幣…如此高昂的成本，讓不少終端應(yīng)用廠商望而卻步，遲遲不敢入局，也造成人形機器人技術(shù)發(fā)展多年卻始終處于產(chǎn)業(yè)化前夕的局面。在 2023 年之前，大多數(shù)人形機器人產(chǎn)品都是作為研究平臺或表演道具，始終未能真正大規(guī)模落地。而隨著科技大廠爭相加碼，初創(chuàng)公司不斷涌現(xiàn)，人形機器人產(chǎn)業(yè)的曙光才開始顯露出來。
最主要的是其昂貴的硬件成本。人形機器人的每個部位都涉及多個零部件，數(shù)量從十幾個到幾十個不等，累積下來，導致其硬件造價不菲。像是高性能的控制器和電機驅(qū)動等零部件，幾乎每一個的價格都高達上萬元。其中，部分零部件需要進行專門定制，單個制造成本將再次翻倍增加。
以特斯拉人形機器人Optimus為例，其整體 BOM 成本中，關(guān)節(jié)部件占比最高，約 56.9%。關(guān)節(jié)部件的主要組成部分包括電機、執(zhí)行器、減速器傳感器等。而關(guān)節(jié)部件中價值量占比最高的分別為：無框力矩電機、諧波減速器、位置傳感器。
此外，人形機器人軟件開發(fā)的成本也相對較高。軟件的開發(fā)是人形機器人實現(xiàn)復雜功能和適應(yīng)不同環(huán)境的關(guān)鍵。在整個人形機器人的研發(fā)中，硬件和軟件相輔相成，共同推動著人形機器人技術(shù)的進步。
降本有多難？
人形機器人降本面臨著技術(shù)與市場的雙重考驗。這涉及到硬件、軟件、研發(fā)等多個方面的成本問題，制造商需要面對一系列挑戰(zhàn)。
為了確保人形機器人的質(zhì)量和性能，需要使用高質(zhì)量、先進的零部件和材料。這些零部件和材料通常成本較高，因此在降本的同時保持機器人的質(zhì)量是一個挑戰(zhàn)。此外，供應(yīng)鏈的不穩(wěn)定性、原材料價格波動等因素都會對成本產(chǎn)生影響，而這些因素是難以完全控制的。
馬斯克提及Optimus機器人產(chǎn)能受限的原因主要是缺乏現(xiàn)成的執(zhí)行器。Optimus的軀體擁有28個關(guān)節(jié)執(zhí)行器，且每只手都有六個電纜驅(qū)動執(zhí)行器，執(zhí)行器的成本超過總成本的一半。
Optimus機器人的主要構(gòu)造
其中，有六種不同的執(zhí)行器，分別是三種旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器和三種直線執(zhí)行器。根據(jù)特斯拉給出的數(shù)據(jù)，在硬件中，旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器占據(jù)最大的價值量。而要解決這一問題，特斯拉最好的辦法就是自己生產(chǎn)執(zhí)行器，而這又涉及到研發(fā)與設(shè)計等一系列投入。
人形機器人作為一種先進的智能機械系統(tǒng)，要實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、抓取、行走等多種任務(wù)，必須依賴高度復雜的運動和感知控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)涉及多個領(lǐng)域的核心技術(shù)，包括人工智能、感知技術(shù)和機械工程。然而，這些技術(shù)的研發(fā)和集成成本相當昂貴，尤其是對于追求高性能機器人而言，更是至關(guān)重要。
降低制造成本的要求與保持高性能的目標之間存在矛盾。在追求降本的同時，不可避免地會面臨性能損失的風險，需要在兩者之間找到平衡點。這增加了集成過程的難度，也對研發(fā)團隊的技術(shù)水平提出了更高的要求。
如何讓人形機器人發(fā)揮更多作用，讓市場、投資者、客戶能夠看得到其商用價值，也是當前企業(yè)急需解決的問題之一。人形機器人市場相對較小，如果沒有足夠的市場規(guī)模和需求，就難以享受到批量生產(chǎn)的成本優(yōu)勢，從而無法實現(xiàn)成本的大幅下降。
國內(nèi)“人形機器人第一股”優(yōu)必選已將其大型人形機器人Walker的成本降至10萬美元以下。雖然目前人形機器人應(yīng)用有限，但未來還是具有很大的潛力，而隨著人形機器人應(yīng)用規(guī)模的擴大，批量生產(chǎn)下機器人成本仍有較大下降空間。
優(yōu)必選機器人家族
如何正確降本？
當前，人形機器人企業(yè)正積極探索降本的策略，重點集中在材料、制造、設(shè)計和技術(shù)等多個方面。通過綜合考慮這些關(guān)鍵因素，企業(yè)力圖找到有效的平衡點，以期在最大程度地降低制造成本的同時，確保產(chǎn)品的高質(zhì)量和高性能。
尋找經(jīng)濟、輕量的材料和零部件是降本的重要一環(huán)。企業(yè)需要在保持性能和耐久性的前提下，努力控制材料成本。在這方面，許多國內(nèi)企業(yè)通過在人形機器人上采用國產(chǎn)驅(qū)動器等措施，有效降低了制造成本。還有一些人形機器人企業(yè)通過采用高強度、輕量的碳纖維復合材料，替代傳統(tǒng)金屬材料，不僅有效減輕了機器人的整體重量，提高了能源利用效率，還成功降低了制造成本。例如，1X公司的兩款人形機器人產(chǎn)品EVE和NEO都在外殼上采用了柔性材料。
1X公司給人形機器人使用柔性、輕量的材料
人形機器人的制造工藝復雜，需要使用先進的制造設(shè)備和技術(shù)，這也增加了制造成本。而提高制造效率，可以降低成本。提高生產(chǎn)規(guī)模，通過批量生產(chǎn)來分攤固定成本，有助于降低每臺機器人的制造成本，提高生產(chǎn)效益。工信部日前印發(fā)《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》，提出到2025年，人形機器人整機產(chǎn)品達到國際先進水平，并實現(xiàn)批量生產(chǎn)。2023世界人工智能大會（WAIC）上，馬斯克表示，Optimus預計3-5年內(nèi)量產(chǎn)。傅利葉GR-1將在1-2年內(nèi)實現(xiàn)量產(chǎn)交付。達闥預計2025年可規(guī)模化量產(chǎn)。
設(shè)計階段考慮到組件的標準化，以便能夠批量生產(chǎn)。通過共享通用組件和模塊，可以提高設(shè)計的復用性，減少制造成本。以人形機器人的手臂為例，傳統(tǒng)的人形機器人手臂采用多關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，每個關(guān)節(jié)都需要使用傳感器和驅(qū)動器，這增加了成本。而優(yōu)化后的手臂結(jié)構(gòu)可以減少關(guān)節(jié)數(shù)量，從而降低成本。為了盡早達成2萬美元的目標，馬斯克正敦促工程師努力降低機器人的功耗和零件數(shù)量。
采納新技術(shù)可以提高機器人性能，同時降低總體成本。AI大模型的出現(xiàn)，讓人形機器人擁有更強大的工具鏈，能夠更“聰明”地處理多模態(tài)的信息，擁有更高質(zhì)量多線程處理能力。據(jù)悉，F(xiàn)igure通過人形機器人專用大模型降低了人形機器人各類任務(wù)的訓練時間，也從一定程度降低了人形機器人的部署成本。此外，1X也和OpenAI開展了合作，致力于具身人工智能的研發(fā)。
Figure公司訓練人形機器人煮咖啡在企業(yè)和科研機構(gòu)的不懈努力下，人形機器人的制造成本開始下探，不再動輒上百萬元，這也為人形機器人的商業(yè)化落地帶來了更多的可能性。
一些國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)著眼于將人形機器人的價格進一步降低。開普勒機器人計劃將其控制在2-3萬美元，而智元機器人預計未來其首款人形機器人的制造成本將在20萬元以內(nèi)。當然，這并非最后的售價區(qū)間，而是機器人玩家們給自己定下的一個小目標。
從去年開始，全球投資市場對于人形機器人熱情高漲。2023年，國內(nèi)人形機器人企業(yè)累計獲得超20億元融資。其中，達闥機器人獲得超10億人民幣C輪融資，智元機器人更是在短短1年內(nèi)接連獲得五輪融資。
今年年初，人形機器人領(lǐng)域就有兩筆大金額融資事件，分別是挪威企業(yè)1X的1億美元B輪融資和國內(nèi)初創(chuàng)企業(yè)星動紀元的1億元天使輪融資。然而，即便看起來資本市場對于人形機器人的熱情很高，人形機器人實現(xiàn)量產(chǎn)及場景應(yīng)用，依然需要更多資金支持。
面對未來，雖然道路依然充滿挑戰(zhàn)，但當前人形機器人領(lǐng)域的眾多新產(chǎn)品、新嘗試、新方向也讓我們看到了更為光明的前景。
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