天風證券：人形機器人元年或將开啓，AI下遊硬件應用迭起

核心觀點

人形機器人元年或將到來，斯坦福ALOHA機械臂硬件成功布局；AI底層平台搭建完畢，英偉達IsaacAMR系統助力軟件研發；人工智能重塑行業競爭格局，核心制造企業追趕爭先；初創團隊引領下遊硬件多點开花，重量級硬件應用湧現可期。

摘要

1. 人形機器人元年或將开啓，Mobile ALOHA+Isaac AMR 重塑 行業生態

人形機器人商業化元年或將到來，“AI+軟硬件”供給准備充足。工信部印發的《人形機 器人創新發展指導意見》指出人形機器人有望成爲繼計算機、智能手機、新能源汽車後 的顛覆性產品；Markets and Markets 預計到 2027 年，全球人形機器人市場規模達 173 億美元，復合增長率爲 63.5%，市場發展廣闊。爲爭奪這一迅速增長的市場，主要 廠商積極推進相關產品的迭代升級和量產落地，人形機器人的商業化條件已然具備。

核心技術瓶頸加快突破，AI 助力機器人具形化。長期困擾人形機器人智能控制升級發展的主要有三個問題： 

（1）模仿學習能力：強調AI泛化能力，基於對於人類動作的模仿，人形機器人應具備 自主決策、自主學習升級的能力，提升任務完成的完整性和連貫性。 

（2）末端執行能力：強調靈巧機器手的操作精度，在中央分析器“大腦”的運算決策下， 人形機器人的動作輸出應精准、降低失誤率，提升任務完成的正確性和准確性。 

（3）基於感知的運動控制能力：強調底盤的全地形移動能力，類似自動駕駛，人形機器 人應基於對周圍環境的感知實現對自身的運動控制，增強全移動操作能力，提升任務完成的時效性。 

Mobile ALOHA 系統和 Isaac AMR 平台分別針對軟件算法和硬件开發提出解決方案，攻克人形機器人三大難題，降本增效，加速人形機器人量產實現。

1.1. 斯坦福：Mobile ALOHA 助力人機協同訓練，模仿學習取得重大突破 

人形通用機器人元年或將开局，Mobile ALOHA 到來宣示 AI 賦能機器人迫在眉睫。Mobile ALOHA 是基於 Transformer 端到端學習模型，通過 ACT 動作學習算法模仿人 類雙手動作的遠程操作系統，在已有的靜態 ALOHA 數據集上，利用共同訓練，助力機 器人完成需要精確操作的任務；達到人類模擬 50 次演示、機器人相同動作執行成功率超 過 80%的優良效果，而成本僅爲同類系統的 10%-20%。 

Mobile ALOHA 在做家務方面表現出較大的潛能，人形家務機器人雛型初現。近日，走紅全網的斯坦福炒菜機器人Mobile ALOHA展現出 AI 賦能下低成本實現機器人商業化 的可能。Mobile ALOHA不僅可以自主操作，還可以支持全身遠程操控完成洗衣、澆花、 煮咖啡等復雜任務，更可以通過神經網絡自行學習雙手操作的日常行爲，充分完成做菜、 使用櫃子存放物品、與人擊掌等個性化的挑战任務，在家政領域方面潛能突出，或成爲 人形機器人家用化的“拐點”。 

我們認爲，Mobile ALOHA 系統的優勢在於共同訓練和模仿學習，其將助力機器人在得到人類演示的數據基礎上，自主尋找不同任務的對應最優解，並在不同任務的執行中不斷提高操作的精准性與靈敏性，爲人形機器人運用在更多場景上創造可能。人形機器人 可廣泛應用於家政、工業、醫療等諸多行業，行業下的細分場景對機器人的需求往往會 存在差異。如要廣泛適應不同場景，則會帶來較高的研發成本，同時造成部分場景下功 能冗余、使用效率低。Mobile ALOHA 通過开源實現“完全復刻”，賦予使用者以低成 本在較短的時間內自由訓練機器人，來滿足個性化的需求，使得其應用空間更具想象力、 靈活性，爲人形機器人量產使用做好准備。

1.2. Mobile ALOHA：低成本人工智能機器人，新型算法助力高性價比 

家庭保姆機器人的“原型機”，潛力廣闊的 AI 自主模仿學習系統。Mobile ALOHA 系統在團隊論文中被定義爲“一種用於收集雙臂運動數據的低成本全身遠程操作系統”，本意是开發機器人雙臂運動控制的廉價研究平台，但其恰好解決了家務機器人研發的兩大難題：

1）機器人的運動控制能力：主要是機械手臂的運動控制。Mobile ALOHA 團隊利用“靜 態數據集+模仿學習”聯合訓練的方法豐富機器人的運動執行樣式、提升執行的准確性並 增強應對新任務的解決能力，同時开源式設計使得“人人可復刻”，使得普通人也可以在短時間內具備熟練使用的能力。 

2）機器人的移動能力：主要是機械底座的平穩移動。Mobile ALOHA 團隊直接外購市場 上成熟的AGV（智能搬運機器人）產品，得益於定位導航、路徑規劃等技術在上一個十 年的普及推廣，採用的AgileX Tracer AGV有效地解決了機器人在家庭的靈活移動問題。

凸顯模仿學習的應用潛力，避免“神話”大模型作用。Mobile ALOHA 系統以“模仿學習” 爲核心，強調機器直接模仿人類的行爲邏輯，降低編程要求，相比需要高算力、強算力 支撐的大模型，在訓練成本上更具優勢，以犧牲一定精准度爲代價，簡化學習流程、便 於普通人上手操作，助力家務機器人早日“走出實驗室”。

1.3. 靈巧機器手，國內外研究及應用加速增強機器人操作能力 

機器人靈巧手作爲一種新型的末端執行器，在機器人與環境的交互中起着關鍵作用。末端執行器是機器人執行部件的統稱，一般安裝於機器人腕部的末端，是直接執行任務的裝置。靈巧手作爲一種新型的末端執行器，預期可以實現的擬人化強力抓持、精准抓取 和靈活操作能力，具有日趨廣泛的應用需求和市場前景。多指靈巧手的機構形式是多指 多關節，最普遍的是手指數目爲 3～5 個，各手指具有 3 個關節，手指關節的運動副都是採用轉動副。目前各種協調控制、抓取規劃方法被提出以用於控制多指靈巧手實現模擬人手的抓取和操作。

1.4. 英偉達：Isaac AMR 平台，虛擬環境仿真高效率提升機器人移動能力 

基於感知的運動控制能力是人形機器人的重要基礎，Isaac AMR 平台加速機器人的部署效率。英偉達發布的可供第三方進行二次开發的全新自主移動機器人平台 Isaac AMR （Autonomous Mobile Robot），可用於模擬、驗證、部署、優化與管理自主移動機器人， 包含了邊緣到雲的軟件服務、計算能力以及一套參考傳感器和機器人硬件，可加快AMR的开發和部署速度，減少成本和縮短產品上市時間。 

虛擬環境算法加速機器人感知能力提升，集成式設計便於機器人大規模生產。軟件層面，與斯坦福 Mobile ALOHA 團隊採用低成本的“模仿學習”方法訓練機器人操作能力不同的是，英偉達團隊基於 Isaac Sim 創造“逼真的數字孿生”便於 AMR 機器人的設計，Isaac AMR 加快全自主移動機器人的部署並降低成本；硬件層面，採用模塊化設計集成 Nova Orin，便於研發人員評估系統並改進。

2. 人工智能成爲產業勝負手，核心互聯網及工業企業重點布局 

AI 之战打響，核心大企業抓緊布局。ChatGPT 等大模型廣泛受到關注，AI 熱潮席卷全球， 展示出 AI 技術與傳統產業相結合所爆發出的生命力和活力，使得利用人工智能轉型升級 發展模式成爲公司的未來生存之道。爲追趕時代潮流，世界 500 強等核心大企業加大布 局力度，爭先开發新技術，用 AI 改進企業運營模式。 

傳統業務數字化轉型，與 AI 應對新業務挑战同步進行。世界 500 強企業不斷將核心業務 與 AI 相結合，新舊互補創造出新的生產力，據 Morning Consult 調查顯示，2022 年全球 企業 AI 採用率達到 35%；同時應對新業務的擴展，持續橫向开發新 AI 產品使用場景，憑 借自身資金優勢和技術積累，主動建立 AI 研發及應用公司生態，打造可持續發展及新的 盈利增長點

2.1. 微軟：建立 AI Lab, 將新 AI 技術融入原有軟件、硬件及應用生態 

微軟期待用 AI 重新定義軟件开發與工作的未來。微軟與 OpenAI 合作，將其大語言模型 ChatGPT 和 GPT-4 等集成到 Azure 平台上，爲开發者提供便捷的 AI 應用开發和部署服務。微軟還推出了一系列 AI“集合”——涵蓋從 Azure OpenAI、Copilot Stack、开發工具到協作應用等領域，微軟將 AI 融入現有的軟件和服務生態，從提供 AI 工具到構築 AI 平台 和生態，全方位幫助开發者應對技術革命，予力人們運用 AI，讓每個人都可以在工作和生活中，探索全新機遇與無限可能。

2.2. IBM：利用 AI 研發高效的機器人流程自動化平台 

IBM 相繼發布紅帽OpenShift 开放式混合雲技術平台、新一代 AI 與數據平台 IBM watsonx，積極在 AI 領域布局，助力政府和企業實現快速、高效、安全地實現數字化轉型；並注意制定正確的護欄以確保 AI 系統中的數據質量、合規性和透明度，引導企業有 效運行 AI，以合乎道德標准的方式快速獲益。

2.3. Amazon：已部署超 75 萬個倉庫機器人，實現系統化人機協作 

亞馬遜採用 AI 技術驅動機器人，用於自動化的倉庫操作和物流處理。如 Sparrow、 Cardinal、Proteus 等倉庫機器人，亞馬遜通過引入紅杉（Sequoia）和 Digit 兩種新的機 器人系統，結合 AI 技術和高級機械設計，提升機器人的移動速度和工作效率。 

亞馬遜的 AI 應用優勢顯著：

(1) 快速送貨服務：AI 技術使亞馬遜能夠更快地處理和執行客戶訂單，處理所需時間減少了 25%。 

(2) 交付估計的准確性：通過 AI 驅動的系統，亞馬遜提高了交付估計的准確性，增強了客戶信任和滿意度。 

(3) 員工與機器人的協同：目前有超過 75 萬個機器人在亞馬遜與人類員工協同工作，通常被用來承擔“高度重復的任務”，減輕人類員工的壓力，提升整體工作效率。

2.4. 日立集團：加速迭代，利用 AI 推動傳統鐵路建設與智慧醫療創新

日立基於搭載 AI 及 IoT 技術的智能 OT 研發控制系統，在數字解決方案、自動控制架構、 電機驅動與電子電力方面开創新格局。將 AI 與核心業務相結合，研發解決復雜社會課題 的數字解決方案和高度可靠性、安全性的自動控制技術，低碳排放的電氣化產品，如運 用 AI 與 IoT 分析收集的傳感數據，开發高效的運行維護方案，維護鐵路設備、加快制藥 進程等。同時，日立加快自研自有生成式人工智能（AI）產品，开拓 AI 產品運用的更多 場景。

2.5. 松下：領先布局智能家居與智能制造，AI 相機加速佔領 B 端市場

松下成立人工智能研究中心，重點發力於 AI 機器人、智能家居設備和工業自動化。並將 AI 技術與其電子產品相結合，开發 AI 產品在家用電器、住房、汽車等領域的使用場景。

i-PRO 嵌入式人工智能安防攝像頭：AI 引擎深度學習能力強大，可精准檢測、識別與判斷圖像。通過使用深度學習的分析技術和安全技術，在攝像機內部集成強大的AI引擎， i-PRO網絡攝像機可以直接運行深度學習應用程序，無需額外的服務器進行分析計算，從而保持高水平的准確性和效率，研究領域涉及圖像識別、數據分析、智能機器人等分類場景。

使用場景廣泛，支持個性化定制。AI 攝像頭，可以提供高精度的人類搜索、車輛搜索、佔用檢測等功能。此外，i-PRO 可以滿足不同客戶的需求，提供從中端到高端的各種型號，以及可定制的特殊型號。

2.6. 瑞士 ABB：協作能力領先，提供智能應用機器人 

ABB 的機器人，在協作機器人、機器學習和人工智能等領域能力先進突出。ABB 專門爲電力、自動化、機器人和電氣化等行業提供 AI 技術和工程解決方案，累計交付超過50 萬套機器人解決方案，機器人研發、量產及應用經驗豐富，在工業生產中使用場景衆多。

2.7. 西門子：專注工業人工智能开發，基於物聯網的應用領域廣泛 

工業人工智能的先驅和領導者，AI 應用場景衆多。西門子基於自研雲基礎物聯網操作系 統 MindSphere，通過將 AI 技術固化爲應用程序形式，爲發電、能源管理、智慧城市和醫 療領域等方面的客戶提供降本增效的智能解決方案。同時注重 AI 技術的前沿專利布局， 西門子在 AI 技術的專利申請方面 2018 年排名全球第十一、歐洲第一。

2.8. 軟銀：創造高度擬人化機器人，支持二次开發和互動未來 

高度擬人化的機器人平台，增強人機交互體驗。軟銀的 Pepper 機器人通過其獨特的肢體 語言和表情系統，能夠輕松地與人類進行交流並產生共鳴。在應用領域上，Pepper 廣泛 應用於商業和教育環境，如零售、金融、公共服務等多個行業，並具有更多开發新場景 使用的優勢： 

（1）操作系統的兼容性：採用 NAOqi 2.9 操作系統，允許第三方集成服務。該系統基於 Android 平台开發允許开發者輕松集成多種第三方 AI 服務，如訊飛的語音識別和語義理 解、微軟的人臉識別技術、自定義人臉識別引擎、SLAM 建圖和導航技術、ArUco 視覺庫 定位和導航等。 

（2）人工智能與交互技術：具有人臉識別、情感分析和自主移動的能力。Pepper 機器 人利用先進的 AI 技術可以自行識別人臉數據，並根據人的面部動作從事情感分析，能通 過 SLAM 技術進行空間定位和導航，提供更加自然的人機交互體驗。 

（3）全傳感器硬件配置：Pepper 頭部配備有豐富的傳感器，含觸摸傳感器、麥克風、多 個攝像頭、眼部和耳部 LEDs 以及揚聲器等，加強與用戶的交互能力；移動底盤含有 6 個 激光傳感器和 3 個觸碰傳感器，可用於室內環境的精確掃描和導航。 

（4）編程環境开放：支持多種編程語言，含 C++、Python、JavaScript 和 LabVIEW 等， 適合不同开發者的需要。Pepper 採用圖形化編程工具 Choregraphe，由軟銀獨創，使得 編程過程更加直觀易用，並內置 RoboWizard 應用提供了基於語音交互的多功能操作界面， 如基礎語音聊天、舞蹈、拍照、應用啓動，便於使用者自由編程定義機器人功能。

3. 初創團隊引領下遊硬件多點开花，重量級硬件應用湧現可期

“AI+”成爲新興產業的催化劑，初創團隊創造新興產品蕴含較多可能。將 AI 與傳統產 品相結合，將提供相對差異化的使用體驗，深受消費者歡迎，成爲未來市場主要競爭點，AI運用有望成爲各廠商开發亮眼新功能、爭奪市場份額的核心战略手段。跟隨這一潮流，我們選取了一些在智能機器人、智能生活、智能家居、3D 打印及智能辦公等領域具有一 定應用前景的全新產品，其初創團隊瞄准差異化競爭賽道，蕴含着較多的投資機會。以下四大領域湧現出一批特色AI下遊硬件應用：

（1）多功能機器人：機器人智能化、自動化發展加快，自主決策與學習能力大幅提升， 可在復雜情景中處理更豐富的事務，應用空間充滿想象，如具有情感分析和表達功能的 家養寵物機器人 MOFLIN、增添生活樂趣。

（2）智能消費電子：AI 賦能日常使用的電子設備，人工智能改善產品的體驗感、多樣化 功能，可滿足消費者日益增長的個性化需求，如具有全面輔助攝影功能的智能相機助手 Arsenal 2、幫助新手快速成長爲大師。

（3）智能家居：人工智能助力傳統家居實現互聯化、全場景鏈接，切實改善用戶居住生活環境，豐家居富生活模式，如智能 AI“私人教練”Vi、在家實時體驗個性化的專業健身指導。

（4）AI 推動生產力進步：在3D打印領域，“AI+3D 打印”激發出更多創新力，提升3D打印成品的完整性和精細性；在智能辦公領域，人工智能改變傳統辦公方式，更好適應 线上化、遠程化辦公趨勢發展、顯著提升工作效率，如基於ChatGPT 驅動的AI語音記錄器 PLAUD NOTE、可自動全程整理會議紀要。

AI 普惠化浪潮席卷，更多企業參與競爭。ChatGPT代表的以大模型爲主的生成式AI技術突破，使得AI與PC結合成爲可能，降低了個人或小企業使用大模型智能算力的門檻，充分釋放AI开發新產品潛力，有望出現更多AI產品，使得“一切皆有可能”。我們認爲，伴隨着开發准入的普惠化，未來有望創造出更多顛覆性的AI下遊應用產品，徹底革新人類生活與工作方式，並改變行業競爭生態。

4. 建議關注

雲端AI相關企業：寒武紀、海光信息（天風計算機覆蓋）、龍芯中科、紫光國微、復旦微電、安路科技等。 

邊/終端AI相關企業：瑞芯微、晶晨股份、恆玄科技、全志科技、樂鑫科技、富瀚微、 中科藍訊、炬芯科技、兆易創新、中穎電子、芯海科技等。 

存儲相關企業：江波龍（天風計算機聯合覆蓋）、瀾起科技、聚辰股份、北京君正、普 冉股份、東芯股份、佰維存儲等。 

AI應用端相關企業：工業富聯、大華股份、海康威視等。

注：本文來自天風證券於2023年2月1日發布的《天風·機器人｜電子：人形機器人元年或將开啓，AI下遊硬件應用迭起》，證券分析師：天楓證券產品團隊

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