

一人形機器人簡介
01概念定義
人形機器人是一種模仿人類的外觀和行為的仿生通用機器人,具有擅長處理復雜多樣任務、易于融入人類日常活動等特點,其設計功能目標是在工廠和商業活動中替代人進行工作,或在日常生活中幫助和服務人類。
根據不同的使用需求和場景,人形機器人可分為基礎版整機和功能型整機兩大類。基礎版整機主要面向功能深度開發和一般應用需求,打造具有類人外觀、雙腿行走、雙臂雙手靈巧操作等基礎要素的通用平臺,具體包括小型人形機器人和全尺寸人形機器人等類別。功能型整機是在基礎版全尺寸人形機器人的基礎上,主要面向民生、制造、特種等特殊應用場景,根據需求對產品特定能力進行強化,具體包括低成本交互型人形機器人、高精度型人形機器人、高可靠型人形機器人和高運動性能型人形機器人等類別。
人形機器人是當前世界機器人領域最活躍的焦點,有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品,將深刻變革人類生產生活方式,已成為全球主要國家和地區科技競爭的新高地、未來產業的新賽道、經濟發展的新引擎。
02應用設想及價值意義
結構及功能特點
人形機器人是一種通用機器人。為應對不同工作任務,相比于針對單一任務設計的專用機器人,通用機器人的關節自由度更多、整體結構也更加復雜,導致其總體運行效率和精度相對降低。因此,人形機器人更擅長于處理復雜多樣的工作任務,不擅長處理簡單重復、對運行效率要求高的工作。
人形機器人是一種仿人機器人。顧名思義,人形機器人總體上是參照人類身體特征進行設計,其運動特性大致與人類相當,其外觀特征也讓人類用戶更感熟悉。因此,人形機器人更擅長在人類工作生活的環境中輔助或替代人類進行工作,擅長與人類交互,不擅長原本人類難以執行的任務。
應用設想
基于其結構及功能特點,人形機器人有望率先在工業領域實現示范應用,在特種領域將逐步替代人類,并將于成熟度較高后在民生領域實現大規模應用。
在工業領域,經過數十年發展傳統工業機器人及智能化產線已具有很強的工作能力,但實際生產中仍有一些特殊環節依賴于人工作業,進一步使用傳統工業機器人應對此類工作需要付出很高的代價,同時招工難、用工貴的問題愈發凸出,因此使用人形機器人就成為了理想方案。
在特種領域,在諸如火災救援現場、礦井下、核電站、化工廠等危險和極端環境中,為了保護生命安全由機器人完全替代人類進行作業是必然趨勢,同時該類任務多有環境惡劣、路況未知、操作復雜等特點,傳統的輪式或多足機器人可應對的任務有限,人形機器人可以“手腳并用”移動和靈巧操作的特性具有獨特優勢。
在民生領域,人形機器人極強的通用性使其可以應對如家務等復雜多樣的任務需求,人形機器人與人類相似的結構使其可以完美適配人類生活環境,人形機器人與人類近似的外觀又使其可以更好完成情感陪伴等任務。
價值意義
帶動機器人全產業鏈發展。人形機器人的發展引導產業上下游企業加強資源互通共享,協同突破一批關鍵共性技術和基礎部組件產品,而上述成果也可在其他種類機器人領域廣泛應用,由此反哺帶動機器人全產業發展。
驅動經濟增長。人形機器人發展潛力大、應用前景廣,遠期全球人形機器人市場規模有望達到萬億美元量級,隨著其技術的不斷成熟和應用的快速拓展,人形機器人將逐步發展為驅動經濟增長的重要引擎。
推動人類社會發展。一方面推動人類生活方式變革,人形機器人將是未來智能化生活的核心樞紐和重要的商業入口。另一方面推動人類全面重新分工,促進社會生產力躍上更高臺階,將人類從低價值和重體力的工作中解放出來,更可以解決養老、康復護理、家政服務等勞動力短缺行業的燃眉之急。
03產業鏈全景圖
從產業鏈視角看,人形機器人產業鏈可分為上游基礎部組件及軟件、中游整機制造和下游系統集成與應用三大環節。
圖1:人形機器人產業鏈全景圖

基礎部組件及軟件
人形機器人基礎部組件及軟件由結構組件、執行器、傳感器、控制器、動力能源和軟件等二級環節組成。其中,結構組件包括輕量化骨骼、仿人機械臂、仿人靈巧手和仿人腿足等,執行器包括電驅動執行器、液壓伺服執行器和氣動伺服執行器等,傳感器包括視覺傳感器、聽覺傳感器、力傳感器、觸覺傳感器(電子皮膚)、嗅覺傳感器和姿態傳感器等,控制器包括高算力主控制器、高性能運動控制器和智能感知規劃決策芯片等,動力能源包括高能量密度電池、智能電源管理系統、電池組優化匹配系統和動力能源總成等,軟件包括操作系統、中間件、開發平臺和工具包等。
整機制造
人形機器人整機由基礎版整機和功能型整機兩個二級環節組成。其中,基礎版整機包括小型人形機器人、全尺寸人形機器人等,功能型整機包括低成本交互型人形機器人、高精度型人形機器人、高可靠型人形機器人和高運動性能型人形機器人等。
系統集成與應用
人形機器人系統集成與應用由特種領域、工業領域、民生領域和其他領域四個二級環節組成。其中,特種領域應用包括安防巡邏、危險作業、應急救援、太空作業等,工業領域應用包括裝配、轉運、檢測、維護等,民生領域應用包括醫療康復、養老陪護、家政服務、娛樂表演、商業服務、教育培訓、農業作業、倉儲物流等,以及其他應用領域。
04國外發展歷程
日本
早稻田大學于1967年啟動人形機器人研究,并于1972年開發出世界上第一臺真正意義上具有行走能力的全尺寸人形機器人WABOT-1,后于1984年開發出可進行對話和表演的WABOT-2。本田公司于上世紀八十年代啟動人形機器人研究,于2000年推出的Asimo可完成上下樓、奔跑和踢球等動作,后于2017年推出了針對應急救援設計的E2-DR。豐田公司于2017年開發出的遠程控制機器人T-HR3系列可以將操作人員的動作映射到機器人上,后于2021年推出家庭保姆機器人Busboy。此外,日本還有軟銀機器人公司于2014年推出的社交機器人Pepper,東京大學于2014年推出的高速雙足機器人Achires,后于2018年推出Kengoro和Kenshire,大阪大學于2015年展示超仿真機器人Erica。
美國
美國波士頓動力公司成立于1992年,在經過長期技術開發積累后于2009年推出了人形機器人PERMAN,后于2013年推出了Atlas,Atlas系列機器人在運動控制方面實現較大突破,其可以在復雜環境下實現快速穩定的行走,同時可以做出跳躍、后空翻等動作。特斯拉公司于2021年公布了其人形機器人計劃“Tesla Bot”,并于2022年公開展示了原型機Optimus,特斯拉通過開創性地采取優化硬件細節、提速軟件開發,借助現有資源、降低制造成本,以及打造明星項目、匯聚關鍵要素等方式,有效提升了產品開發效率、壓減了產品成本和售價,Optimus預計售價在2025-2030年之間開啟量產,售價約2萬美元、遠低于正在開發中的同類產品。美國航空航天局和通用汽車公司于2010年開始聯合研發第二代人形機器人Robonaut-2,期望其在汽車制造和航天航空領域都能發揮重要作用,并于2011年通過“發現”號航天飛機將其運往國際空間站,使其成為人類史上首個太空機器宇航員,美國航空航天局還于2023年宣布正與澳大利亞伍德賽德能源公司開展合作,通過將人形機器人Valkyrie派往石油鉆井平臺擔任操作員提升其遠程操作能力,從而提高無人駕駛和海上能源設施的安全性和效率,并為人形機器人參與未來太空任務收集有價值的數據。此外,加利福尼亞大學洛杉磯分校研發出高速雙足機器人ARTEMIS,麻省理工學院研發出重型操作機器人HERMES,美國加州理工學院研發出Amber,Figure公司推出了通用型重型操作機器人Figure 01,Apptronik公司研發出通用人形機器人Apollo,Agility Robotics公司推出了Cassie和Digit。同時,近年來美國人工智能領域公司也愈發重視參與人形機器人研發,例如英偉達推出了人形機器人通用基礎模型GR00T。
俄羅斯
俄羅斯“仿生人技術”科研生產聯合體于2011年開始研發用于應急救援的Fedor系列人形機器人,該機器人可被遠程控制,也可自主執行語音命令,俄羅斯于2019年將其運往國際空間站執行任務。2021年“仿生人技術”科研生產聯合體稱其正在開發Teledroid人形機器人,該機器人結構近似無腿人體軀干,將由位于空間站或飛行控制中心的穿戴特殊服裝的操作員對其進行控制,將于2025年前完成開發,同年俄羅斯國家航天集團稱其正與“能源”火箭航天集團公司合作研制太空行走人形機器人。此外,俄羅斯Promobot公司打造出一款面部仿真人形機器人,可執行導購、迎賓等任務。
歐洲其他國家
意大利科學研究院開發的iCub系列可以實現抓取東西、跳舞、玩捉迷藏游戲等功能,還與比薩大學聯合研發了消防救援機器人WALK-MAN。英國Engineered Arts公司推出了具有豐富表情和動作細節的Amca,以及側重于與語言交互功能的RoboThespian。挪威1X Technologies公司推出了用于安保巡邏的四輪底盤人形機器人呢EVE,正在開發雙足人形機器人NEO。德國慕尼黑工業大學開發出高速雙足機器人LOLA,卡爾斯魯厄理工學院開發出雙臂協作機器人ARMAR。西班牙Macco Robotics公司推出了人形機器人調酒師KIME,PAL Robotics公司推出了REEM-C和主要用于工業領域的TALOS。
二產業現狀與趨勢
01產業規模及預測
2026年中國人形機器人產業規模將突破200億元。在2022年及之前較長時期,中國人形機器人產業持續處于基礎研究和技術積累階段,主導產品多為用于教育的小型人形機器人,以及少量用于實驗、展覽、演出等場景的全尺寸人形機器人。2023年,人形機器人產業進入爆發期,在學術界、產業界、政府、資本等多方通力協作下,人形機器人發展勢能快速釋放,“行業老兵”乘勢發展壯大甚至成功上市,同時涌現出一批有較強創新實力的初創企業,產業規模增長至39.1億元,同比增長85.7%。在政府引導和投資驅動下,2024和2025年人形機器人產業將持續高速增長,一批領先產品將開始小規模量產,同時也將有更多其他行業企業跨界入局。在2026年及之后,人形機器人產業發展的主要驅動力將逐漸轉變為市場需求拉動,而前期市場拉動作用將相對有限,加之產業規模基數的增大,人形機器人產業規模增速將逐步回落。
圖2:2021-2026年中國人形機器人產業規模及預測

功能性整機發展潛力較高。當前人形機器人產業仍處于發展初期,基礎版整機在產業中占據主導地位,應用于教育等場景的小型人形機器人發展相對成熟,2022和2023年基于功能深度開發等目的打造的全尺寸人形機器人發展逐步提速。未來,隨著基礎版整機的持續完善和針對特定場景開發功能模塊的不斷成熟,以及市場需求逐漸釋放,功能型整機將逐步占據主流,未來發展潛力巨大。
圖3:2021-2026年中國人形機器人產業結構及預測

02驅動和阻礙因素分析
政策
中國加快構建人形機器人政策體系,推動產業躍升發展。一是推動人形機器人創新發展,2023年11月工業和信息化部印發《人形機器人創新發展指導意見》,該政策通過完善頂層設計全面推進人形機器人產業布局,提出到2025年初步建立人形機器人創新體系、整機產品達到國際先進水平、孕育開拓一批新業務、新模式、新業態,到2027年產業綜合實力達到世界先進水平、成為重要的經濟增長新引擎等發展目標,部署了突破關鍵技術、培育重點產品、拓展應用場景、營造產業生態和強化支撐能力五大重點任務,最后為順利推進該政策的落地實施提出了四項保障措施。二是開展人形機器人揭榜掛帥工作,2023年9月工業和信息化部辦公廳發布《關于組織開展2023年未來產業創新任務揭榜掛帥工作的通知》,其中人形機器人是4個重點方向之一。三是建設人形機器人標準體系,2023年8月工業和信息化部等四部門印發《新產業標準化領航工程實施方案(2023─2035年)》,設立了前瞻布局未來產業標準研究的重點任務,并將人形機器人作為未來產業的關鍵領域之一。上述政策措施均為產業突破瓶頸、躍升發展奠定堅實基礎。
多地高度重視規劃引領,積極強化政策支持。自2023年以來多地政府通過針對性制定政策措施支持本地人形機器人產業發展、力圖搶占發展先機,其中北京、上海和廣東的支持力度相對突出,安徽、浙江、山東、重慶等其他地區政府也積極跟進。
表1:部分省(市)人形機器人產業相關政策

經濟
世界經濟復蘇乏力或使終端用戶推遲探索應用人形機器人。2023年世界經濟增長動能不足,國際貨幣基金組織預計全球經濟增速將從2022年的3.5%放緩至2023年的3.0%和2024年的2.9%,遠低于2000-2019年平均3.8%的歷史水平,同時發達經濟體的增長率預計將從2022年的2.6%放緩至2023年的1.5%和2024年的1.4%。中國經濟持續回升向好的基礎還不穩固,有效需求不足,社會預期偏弱。在此背景下,多數工業和服務業企業傾向于采取保守經營策略、推遲對人形機器人等未來項目的試用和投資,例如2023年中國制造業固定資產投資增速比2022年下降2.6%,家庭和個人也傾向于減少消費支出,對用于教育和娛樂領域的人形機器人銷售帶來壓力。
社會
人民對工作生活品質要求提高和人口增長減緩將持續推高人形機器人市場需求。隨著中國經濟和社會的快速發展,一方面,人民對工作生活的品質要求提升,即不希望做工作環境差、待遇低的工作,企業對生產運行效率的期望提高,即希望用的技能熟練、能長時間勞動、成本低、穩定不跳槽的工人。另一方面,人口增長放緩、人口結構老齡化的挑戰將不斷加大,即未來在制造業、病人看護、家務服務等崗位的用工缺口將越來越大,這都對人形機器人的大規模應用提出了明確且緊迫的應用需求。
技術
關鍵技術不斷突破為人形機器人帶來躍升發展機遇。近年來人工智能技術發展取得重要進展,以ChatGPT為代表的人工智能大模型已具有實用價值,可以為人形機器人打造智慧“大腦”和“小腦”提供支撐。新材料領域碳纖維、高強韌鋁鎂合金等輕量化材料性能不斷提升,助力人形機器人打造輕量化骨骼和高強度本體結構。同時人形機器人專用傳感器、執行器、控制器、動力能源和軟件等重點產品開發攻關也有望迎來突破,大大加速人形機器人“由科幻照進現實”的進程。
03面臨的主要問題和挑戰
技術與產品成熟度
多項基礎部件亟待優化,產品成熟度較低。當前中國人形機器人產品構建還面臨諸多瓶頸,一是基礎部組件性能不足,相比于傳統機器人,人形機器人具有結構高度緊湊的特點,需要在更小空間內、以更輕的總重量、達成更強的性能才能滿足使用需求,而受伺服電機、減速器、空心杯電機等零部件限制,現有電驅動執行器的總體性能和輕量化水平無法滿足人形機器人的更高需求,同時結構組件和動力能源總成產品也需進一步優化。二是感知系統和控制算法深度開發不足,人形機器人需要具有較強的智能感知、決策、行動和交互能力,但目前新一代傳感器、高算力智能控制器、智能控制算法和人工智能大模型等產品和技術尚不成熟,且用于訓練迭代的實際場景數據積累不足。三是整機性能和穩定性問題突出,現有人形機器人征集產品大多存在結構設計不完善、自由度不足、智能化程度不足、可執行任務有限、人機交互體驗不佳等問題,難以達到設計目標。
規模化制造與維護
生產制造與維護成本高,距離產業化較遠。人形機器人作為新型科技產品,面臨的產業化卡點較多。一是制造投入成本高。人形機器人需具有較高自由度、感知和思考能力,對伺服電機、減速器、輕量化結構件、先進傳感器和高算力芯片需求較高,造成人形機器人的單個制造成本高達數十萬元甚至超百萬元,遠超一般用戶承受范圍。二是維修保養難度大。人形機器人結構復雜、部件眾多、工作的場景環境多樣,現有產品成熟度較低,易出現故障,且維修周期長,后期保障不足。三是使用過程安全水平不高。如何加強抗干擾能力,避免對人類和財產造成傷害,避免造成重要數據信息泄露,也是人形機器人需要攻克的重要方向。
商業化落地應用
高價值應用場景有局限,商業化落地較難。一是在多數工業場景中,人形機器人效率不高。工業場景下的任務需求多具有重復度高、負載大、精度要求高、節拍緊湊連續等特點,而作為以通用性為目標設計的產品,人形機器人在上述方面難以與傳統工業機器人媲美,在多數工業場景中并不具備優勢。二是在多數特種場景中,人形機器人適應能力不足。特種機器人需要使用有限的能源長時間、高強度的在水下、管道、野外、火場、災區等特殊環境中服役,人形機器人的結構特征導致能量利用效率不高、運能能力有限,無法與針對環境特點設計的特種機器人媲美,難以替代傳統特種機器人。三是在多數服務場景中,人形機器人獲取用戶認可較難。與新能源汽車替代傳統燃油汽車的發展路徑不同,目前市面上并沒有可以與人形機器人對標的已融入人類生活的產品,用戶對其使用體驗和安全性等方面存在疑慮,使用習慣尚需逐步培育,市場進入快速增長期需要一定過程。
04主要趨勢
產品開發提速
以產業化思維整合現有資源快速推出樣機。有別于過往學術界出于追求極致性能步步為營打造試驗樣機的思路,2022年左右由產業界帶來的產業化思維開始主導人形機器人產品開發,其特征為在設計之初就將控制成本作為優先目標之一,并優先在短時間內打造出一款“基本及格”的初代樣機再逐步迭代優化。在此趨勢下,人形機器人企業初創企業積極整合產業鏈資源以快速推出整機產品,跨界入局的科技巨頭則充分利用企業原有基礎以降低研發和生產成本,2023年有一批企業集中發布人形機器人產品及計劃。該趨勢一是有利于加快軟件算法開發和硬件結構優化進程,二是有利于提速人形機器人批量化生產進程,三是有利于企業進一步吸引資金、人才等資源要素以加快發展。
技術融合發展
積極融合前沿先進技術打開想象空間。2023年人形機器人領域積極探索與人工智能、新材料、元宇宙、腦機接口等前沿技術融合發展,大大提速了人形機器人“大腦、小腦、肢體”等一批關鍵技術創新進程,例如人工智能通用大模型技術的突破就為人形機器人增強環境感知、行為控制和人機交互等能力提供了更加高效、實用的技術路徑。該趨勢一是有力提升了人形機器人功能想象空間,改變了公眾對于人形機器人“華而不實”的認知,轉而賦予了人形機器人更多應用設想和期待,二是大大縮短了人形機器人開發時間預期,將其由遙遠的未來想象轉變為近年即可開啟量產和示范應用的實際期待,并由此吸引了更多資源要素投入產業發展。
商業探索拓展
主動出擊力爭盡快打通商業邏輯。當前,打通從產品和服務設計到銷售或持續經營的商業邏輯閉環、形成可復制擴張的商業模式已成為各家人形機器人企業競爭的關鍵之一,能獲取實際訂單、形成可持續的營收乃至實現盈利的企業將在下一輪資源要素和成長空間爭奪戰中取得巨大優勢。為此,一些企業積極聯合汽車制造企業開展工業領域示范應用,一些企業聯合家電巨頭打造智慧家庭應用場景,還有一些企業則基于當前民眾對人形機器人的好奇和希望近距離了解的需求開發人形機器人展覽展示綜合服務。該趨勢將引領產業加速提升市場競爭力、更快邁入更健康的成長模式,也將推動人形機器人產品在實踐中加速迭代優化。
三技術創新
01概念定義
中國人形機器人研究熱潮已持續十余年,2023年研究熱度再次提升。在2000-2009共10年間,人形機器人領域中文論文發表數量持續增長,研究熱度持續提升。在2010-2019共10年間,人形機器人領域研究持續保持較高熱度,為后續產業爆發增長打下堅實基礎。2023年,隨著人工智能等協同領域技術突破打開人形機器人技術想象空間,以及產業爆發增長帶來更多需求,人形機器人領域研究熱度再次提升。
圖4:2000-2023年中文人形機器人論文發表數量
02成果轉化
專利數量
近年來中國人形機器人專利申請公開量與授權量快速增長。中國第一件人形機器人授權專利出現于2002年,其后經歷了十余年研究積累階段,自2015年起進入快速增長期。2014-2023年,中國人形機器人專利申請公開量復合年均增長率(CAGR)為19.3%,授權量CAGR為22.9%,顯示出人形機器人領域創新活躍度持續提升。
中國人形機器人發明專利授權占比持續提升。2014-2023年,中國人形機器人發明專利授權量復合年均增長率(CAGR)為31.6%,實用新型專利授權量CAGR為15.9%,外觀設計專利授權數量則持續在10件上下波動。2023年,中國人形機器人發明專利授權量為83件,占總授權量的55.7%,連續第三年超過50%,顯示出人形機器人領域創新質量較高。
圖5:2001-2023年中國人形機器人領域專利申請公開量與授權量

圖6:2002-2023年中國人形機器人領域專利授權情況

專利分布
北京市人形機器人有效發明專利儲備優勢突出。截至2023年底,中國共有人形機器人有效發明專利455件,其中北京市人形機器人有效發明專利擁有量位居全國之首,占比為27.3%,廣東省緊隨其后,數量占比為18.9%,而長三角地區浙江、江蘇、上海和安徽等省(市)有效發明專利數量合計占全國比重超過三成,區域技術儲備實力強勁。
圖7:2023年中國人形機器人領域有效發明專利擁有量區域結構

03創新機構
北京人形機器人創新機構數量領先。北京具有較強實力的創新機構數量大幅領先,其中既包含北京理工大學、清華大學等具有雄厚研究積累的高校院所,也包含北京通用人工智能研究院、北京人形機器人創新中心等新型研發機構。同時,江蘇、山東等地雖然當前開展深入研究的機構有限,但具有人形機器人研究潛力的創新機構數量較多,如進行充分激發其研究潛力有望提升行業影響力并帶動本地產業發展。
表2:2023年中國人形機器人相關創新機構分布

四企業動態
01產業生態現狀
人形機器人產業生態既包含產業鏈上中下游的基礎部組件及軟件、整機制造和系統集成與應用環節企業,也包含重點高校院所及創新機構、公共服務平臺、園區載體、產業協會和集群促進組織、金融服務機構。
基礎部組件及軟件
眾多企業追隨熱點跨界入局,為整機開發打下基礎。2023年,隨著人形機器人熱度的持續提升,一批與人形機器人具有相近基礎的其他行業企業跨界入局,針對人形機器人需求定制開發新產品,帶動人形機器人基礎部組件及軟件環節快速填補供應空缺。然而,由于當前人形機器人整機量產計劃尚不明朗,基礎部組件及軟件企業難以接到實際訂單,因此多數企業僅止于前期觀望,并未布局實際產能。
整機制造
整機產品不斷涌現,為生態發展帶來信心。2023年,在政府、資本、創新等多方大力支持下,人形機器人整機環節呈現出爆發式發展態勢,多家人形機器人初創企業和跨界入局的科技巨頭企業發布了新推出的或迭代優化后的整機產品,人形機器人整機產業化進程進一步提速,為全生態注入強勁信心。
系統集成與應用
商業模式尚未形成,整機企業主動探索。2023年,隨著人形機器人整機產品的不斷涌現,在市場潛力帶動和政策驅動下,探索開拓應用場景成為了行業和民眾關注的重點。然而,由于當前整機產品尚不成熟,并且暫未找到具有市場競爭力的應用邏輯,因此尚未出現專業人形機器人系統集成商,而是由整機企業自行開展示范應用,嘗試跑通商業模式。
重點高校院所及創新機構
具有較強積累的高校院所加強投入,新型研發機構和具有研究潛力的高校院所積極入局。一批目前具有較強研究積累的高校院所持續加力研發創新,并積極推動創新成果轉化。北京、上海、廣東、浙江等地的人形機器人相關新型研發機構根據行業需求加快攻關共性技術。同時,各地具有人形機器人研究潛力的創新機構數量較多,有待進一步激發活力。
公共服務平臺
開展前期布局,提升服務能力。國內多家機器人檢驗檢測平臺正在加緊建設人形機器人檢測能力,并大力推進人形機器人標準體系建設,為支撐本地及周邊產業發展打牢基礎。
園區載體
多地打造特色集聚區,全力引培生態資源。當前尚無專門聚焦人形機器人領域的產業園區和集群,多為基于原有機器人產業園區發展人形機器人相關產業,其中北京、上海、廣東深圳已形成了初步集聚態勢,沈陽、杭州等地的機器人集群及園區有望釋放發展潛力。而在江蘇無錫等地,一批人形機器人專門園區載體正在加快籌劃和建設中。
產業協會與集群促進組織
基于傳統機器人行業協會進行拓展,持續增強與協同領域的聯動。隨著人形機器人熱度的持續提升,部分原有機器人產業協會開始重視并策劃人形機器人主題活動,數個人形機器人專門行業組織也在籌辦醞釀進行中。同時,相關組織也根據人形機器人跨學科跨領域協同創新的需求進一步優化成員范疇,著力加強對人工智能、腦機接口、元宇宙等相關領域的聯動。當前尚無人形機器人集群促進組織出現。
金融服務機構
追隨熱點入局,掀起投資熱潮。作為一種極具想象空間的概念產品,人形機器人在2021年及之前就吸引了諸多投資機構進行布局,2022年特斯拉公司公開展示了其人形機器人原型機Optimus,在全球范圍內掀起了一股人形機器人投資熱潮,2023年隨著一批中國人形機器人初創企業的成立和整機產品的亮相,一批投資機構圍繞人形機器人主題積極尋找機遇進行投資,為人形機器人產業發展提供重要支撐。
02重點企業分布
廣東、北京、上海已集聚一批核心企業。廣東人形機器人產業布局相對較早,目前已擁有多個發展相對成熟的整機產品和明星企業,產業鏈發展成熟度也相對領先。北京正利用自身研究孵化、規劃布局、政策配套和載體建設等方面的優勢,積極引培人形機器人企業。上海則充分發揮長三角地區機器人產業基礎、金融資本、創新創業人才等配套資源優勢,采取一系列措施加快建設人形機器人創新平臺和產業載體,全力吸引和支持人形機器人初創企業落地上海并高速發展。
表3:2023年中國人形機器人相關企業分布

03資本市場動向
投融資事件數量
2023年人形機器人投融資熱度顯著提升。賽迪顧問整理的中國第一件人形機器人領域投融資事件發生于2012年,在2015至2022年間投融資熱度有所提高但總體維持較低水平。受國際熱點事件影響,資本市場對人形機器人的關注度在2022年末及2023年顯著提升,2023年人形機器人領域迎來強勁的投融資熱潮,共計發生投融資案例22個。
圖9:2012-2023年中國人形機器人投融資事件數量

投融資事件輪次分布
投融資案例多集中于項目早期。2023年人形機器人投融資事件多集中于早期,種子輪、天使輪、Pre-A輪、A輪和A+輪合計占比50%,戰略投資和股權融資的比例也較高,這反映出人形機器人產業正處于從實驗室研發到產業化轉化的關鍵期。同時,B輪、C輪和D輪等中晚期投融資事件較少,僅有1家企業完成Pre-IPO和IPO上市,反映出產業要實現規模化發展仍任重而道遠。
圖10:2023年中國人形機器人投融資事件所處輪次占比

投融資事件地區分布
北京、廣東、上海為重點投融資地區。2023年度北京、廣東和上海投融資事件合計超過總投融資數量的90%,這與當前人形機器人發展階段以及各地區政府重視程度有著密切關系。當前人形機器人產業整體處于研發核心技術和開發原型產品階段,與有一定研究基礎的高校、科研院所等機構保持密切協作和招引優質研究型人才是企業的優先訴求。同時,北京、廣東和上海地區政府也積極布局,率先出臺了一系列政策措施支持人形機器人產業發展,積極招引人形機器人產業資源,因而也吸引到多數初創企業在此落地。
圖11:2023年中國人形機器人行業投融資地區分布情況

五發展建議
01對政府
建議一
加快完善頂層設計、構建產業生態。建議中央政府進一步完善規劃和政策體系、著力營造產業生態,著力提升產業創新能力,編制人形機器人關鍵技術和產品發展路線圖,加快打造人形機器人創新中心和重點實驗室,在科技研發重大項目中增加人形機器人相關課題比例;著力夯實產業發展基礎,統籌建設人形機器人算力中心、人形機器人檢驗檢測中心等公共服務臺平臺,提速行業標準研制工作;著力優化產業組織模式,大力培育具有全球競爭力的大型企業和具有特色優勢的中小企業,引導產業協會等行業組織向集群促進機構轉型升級,促進產業要素高效協同發展,打造人形機器人特色集聚區或先進制造業集群。同時,有意布局的地方政府應結合本地產業基礎與資源稟賦,制定有針對性且可操作的人形機器人產業專項規劃和政策措施,及早推動本地人形機器人產業揚帆起航。
建議二
積極開展示范應用、助力商業進程。由簡單到復雜分級建設測試場景,適時開展一批實際環境試點應用,支持企業在過程中尋找漏洞短板、積累關鍵數據、優化產品設計,并從控制算法、數據采集和存儲、法律法規等多個層面探索完善安全保障機制,確保用戶人身財產和數據信息安全。積極組織供需對接活動幫助人形機器人企業深入理解用戶需求,通過開展揭榜掛帥活動和發布推薦目錄鼓勵人形機器人企業潛心開發優質集成方案,通過建立示范應用保險補償機制使用戶敢于嘗試人形機器人產品,從而促進技術、產品和應用的融合發展,提速人形機器人商業落地進程。
02對企業
建議一
持續增強創新能力、突破關鍵瓶頸。一是持續加大自身創新投入力度,從企業戰略方向出發布局重點研發項目,大力建設創新人才梯隊,注重分析和積累生產工藝經驗,加強與高校院所的研發合作。二是重視布局上游基礎部組件及軟件環節,針對制約企業業務發展的瓶頸技術和產品,可以通過互相持股乃至合并收購的方式加強與上游企業協同創新,通過“高度信任、緊密如一”的配合打通兩個不同行業領域之間的信息壁壘,從而縮短磨合過程、提升綜合研發能力,并為未來規模化生產建立供應保障。
建議二
聚焦攻關優勢應用、跑通商業邏輯。雖然人形機器人最終將發展為通用機器人,但在當前技術水平及產業現狀背景下,企業基于自身資源優勢選擇和突破一個細分應用已成為“站穩腳跟、贏取未來”的關鍵。建議企業一是結合自身研發積累、技術特色和渠道優勢,深入理解目標領域應用特點和客戶需求,加強技術開發與場景應用的融合,設計差異化人形機器人整機產品并快速迭代優化。二是緊抓客戶需求主動出擊,圍繞人形機器人整機產品選配周邊設備,打造功能完善、穩定可靠的整套人形機器人集成系統,挖掘客戶延伸需求豐富服務種類、進一步增強客戶黏性,并著力強化本地維修保障能力,形成基礎模式、業態后復制擴張,促進自身人形機器人產品規劃化應用。
03對投資機構
建議一
建議關注高精度型人形機器人和基礎版全尺寸人形機器人。高精度型人形機器人具有精細智能上肢作業能力和靈活移動能力,可應用于制造等場景,有望有限實現小規模示范應用。而基礎版全尺寸人形機器人將首先應用于人形機器人生態企業用于個性化功能開發,同時也有望在較長時期內充當商業產品的底層基礎。兩者都有望在未來不久產生市場應用需求。
建議二
建議關注旋轉型電驅動關節、直線型電驅動關節和空心杯電驅動關節。由于人形機器人的“仿人”的特征,人形機器人結構中擁有遠多于傳統機器人的關節,因此電驅動執行器在人形機器人成本中占據較高比例,同時人形機器人對電驅動執行器的性能要求更高,且在傳統機器人中應用較少的直線型直線型電驅動關節和空心杯電驅動關節更將享有一段時間“紅利期”,投資價值較高。

山東優寶特智能機器人有限公司是山東省政府引進的高科技企業。公司核心團隊具有山東大學、中國科學院自動化所等知名院校背景,長期進行人工智能、特種機器人研究與開發。公司入選山東省“泰山產業領軍人才計劃”。獲“國家級高新技術企業”、“山東省專精特新中小企業”、山東省創新型中小企業“濟南市瞪羚企業”等榮譽。公司開發的腿足式機器人、液壓特種機器人應用于電力巡檢、應急救援、礦山、高校等行業客戶。




