1、人形機器人定義
人形機器人擁有會(huì )使用人類(lèi)工具、所需空間少、非連續接觸運動(dòng)等特點(diǎn),使其更易于人機交互,適應人類(lèi)工作場(chǎng)景,未來(lái)有望對人類(lèi)的工作起到一定程度的替代作用。
人形機器人
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工業(yè)機器人與人形機器人具備以下區別:
(1)“大腦思維”層面:人形機器人在A(yíng)I感知技術(shù)和AI語(yǔ)言大模型的加持下,可以自主學(xué)習、決策以及推理;而工業(yè)機器人的“大腦思維”通常是被事先編碼設定的,能夠重復做編碼設定好的事情而不知疲倦。
(2)“身體體型”層面:人形機器人的身高體型更接近人類(lèi)的普遍身高體型,十分類(lèi)似人體,其行為也“類(lèi)人”。
基于以上兩個(gè)特點(diǎn),工業(yè)機器人的發(fā)展與成熟對于人形機器人奠定了重要基礎以及“解鎖前置科技點(diǎn)”的作用。
2、人形機器人行業(yè)發(fā)展歷程
根據觀(guān)研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國稀土永磁材料行業(yè)發(fā)展現狀分析與投資前景研究報告(2025-2032年)》顯示,人形機器人技術(shù)起步于20世紀60年代后期,經(jīng)歷了早期發(fā)展階段(2000年以前)、高度集成發(fā)展階段(2000-2015)、高動(dòng)態(tài)運動(dòng)及高智能化發(fā)展階段(2015年至今)。2022年起,隨著(zhù)AI大模型技術(shù)突飛猛進(jìn),人形機器人發(fā)展進(jìn)入爆發(fā)期。
人形機器人技術(shù)起步于1960年代后期,以日本的研究成果最為顯著(zhù)。根據產(chǎn)品運動(dòng)和交互功能成熟度,其發(fā)展歷程可大致分為四個(gè)階段:
早期發(fā)展階段(2000年以前):1973年,早稻田大學(xué)研發(fā)出世界第一款人形機器人WABOT-1的WL-5號兩足步行機。1986年,日本本田開(kāi)始進(jìn)行人形機器人ASIMO的研究,并于2000年成功發(fā)布第一代機型。
高度集成發(fā)展階段(2000-2015年):2003年日本豐田發(fā)布“音樂(lè )伙伴機器人”,其可以實(shí)現吹喇叭、拉小提琴等樂(lè )器演奏功能;2011年,日本本田推出第三代ASIMO,其具有利用傳感器避開(kāi)障礙物等自動(dòng)判斷并行動(dòng)的能力,還能用五根手指做手語(yǔ),或將水壺里的水倒入紙杯。
高動(dòng)態(tài)運動(dòng)發(fā)展階段(2015年至今):2016年,美國波士頓動(dòng)力公司發(fā)布雙足機器人Atlas,具有極強的平衡性和越障能力,能夠承擔危險環(huán)境搜救任務(wù);2020年,美國敏捷機器人公司推出雙足機器人Digit,能夠在無(wú)人干涉的環(huán)境下自行選定搬動(dòng)箱子,適用于物流、倉儲、工業(yè)等多種應用場(chǎng)景。
全球人形機器人行業(yè)發(fā)展歷程回顧
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3、人形機器人應用領(lǐng)域
(1)工業(yè)領(lǐng)域
在工業(yè)生產(chǎn)的大舞臺上,人形機器人正逐漸嶄露頭角。在汽車(chē)制造行業(yè),以往沖壓件上下料工作,工人不僅要承受繁重的體力勞動(dòng),還面臨一定的安全風(fēng)險。如今,人形機器人憑借其精準的控制和不知疲倦的特性,高效地完成沖壓件上下料任務(wù),大幅提升了生產(chǎn)效率和安全性。在電子組裝行業(yè)也是如此,一些精密的電子元件組裝,對操作的精細度要求極高,人形機器人憑借其柔性和通用性?xún)?yōu)勢,能夠靈活適應不同的組裝任務(wù),輕松應對復雜的電子組裝流程,保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩定性。
(2)服務(wù)領(lǐng)域
醫療方面:在醫療領(lǐng)域,人形機器人可以協(xié)助醫生進(jìn)行診斷工作。通過(guò)對大量醫療數據的快速分析,為醫生提供診斷參考建議,輔助醫生做出更準確的判斷。在康復治療中,機器人能夠按照預設的康復方案,精準地幫助患者進(jìn)行肢體康復訓練,提高康復效果。
養老層面:對于養老服務(wù),人形機器人能成為老人貼心的陪伴者。它可以陪老人聊天,聽(tīng)老人講述過(guò)去的故事,為老人解悶。還能提醒老人按時(shí)吃藥,關(guān)注老人的身體健康狀況,在緊急情況下及時(shí)發(fā)出警報,保障老人的安全。
教育領(lǐng)域:在教育場(chǎng)景中,人形機器人輔助教師開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。它可以針對學(xué)生的不同學(xué)習情況,提供個(gè)性化的學(xué)習輔導,解答學(xué)生的疑問(wèn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣,成為學(xué)生學(xué)習的好幫手。
(3)家庭消費領(lǐng)域
當下,家庭消費端人形機器人的應用尚處于起步階段,但未來(lái)前景廣闊。隨著(zhù)技術(shù)不斷進(jìn)步,成本逐漸降低,在家庭服務(wù)方面,人形機器人可承擔起打掃衛生、整理物品等家務(wù)工作,讓人們從繁瑣的家務(wù)中解脫出來(lái)。在娛樂(lè )陪伴上,它能與家庭成員一起玩游戲、看電影,成為家庭娛樂(lè )的新成員,為家庭生活增添更多樂(lè )趣。
4、人形機器人行業(yè)相關(guān)政策
中國政府高度重視人形機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,出臺了一系列政策予以支持。2023年1月,工信部等十七部門(mén)發(fā)布《“機器人+”應用行動(dòng)實(shí)施方案》,提出到2025年,制造業(yè)機器人密度較2020年實(shí)現翻番,服務(wù)機器人、特種機器人行業(yè)應用深度和廣度顯著(zhù)提升?!侗本┦袡C器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展行動(dòng)方案(2023-2025年)》首次針對人形機器人行業(yè)進(jìn)行政策指導,提出加緊布局人形機器人,支持企業(yè)和高校院所開(kāi)展人形機器人整機產(chǎn)品、關(guān)鍵零部件攻關(guān)和工程化。
《人形機器人創(chuàng )新發(fā)展指導意見(jiàn)》提出到2025年,人形機器人創(chuàng )新體系初步建立,“大腦、小腦、肢體”等一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破,確保核心部組件安全有效供給。整機產(chǎn)品達到國際先進(jìn)水平,并實(shí)現批量生產(chǎn),在特種、制造、民生服務(wù)等場(chǎng)景得到示范應用,探索形成有效的治理機制和手段。培育2—3家有全球影響力的生態(tài)型企業(yè)和一批專(zhuān)精特新中小企業(yè),打造2—3個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚區,孕育開(kāi)拓一批新業(yè)務(wù)、新模式、新業(yè)態(tài)。到2027年,人形機器人技術(shù)創(chuàng )新能力顯著(zhù)提升,形成安全可靠的產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈體系,構建具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)生態(tài),綜合實(shí)力達到世界先進(jìn)水平。產(chǎn)業(yè)加速實(shí)現規?;l(fā)展,應用場(chǎng)景更加豐富,相關(guān)產(chǎn)品深度融入實(shí)體經(jīng)濟,成為重要的經(jīng)濟增長(cháng)新引擎。
為進(jìn)一步推動(dòng)我國人形機器人產(chǎn)業(yè)的穩健發(fā)展和新質(zhì)生產(chǎn)力的培育,工信部、教育部等七部門(mén)于2024年1月29日聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于推動(dòng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》,其中特別對人形機器人等未來(lái)產(chǎn)業(yè)的標志性產(chǎn)品進(jìn)行了戰略規劃。
5、人形機器人對永磁材料的需求分析
無(wú)框力矩電機是人形機器人旋轉執行器與線(xiàn)性執行器都不可或缺的動(dòng)力來(lái)源部件,根據科爾摩根所披露信息,其關(guān)鍵原材料/零部件包括釹鐵硼磁材、SS400系列鋼材(對應國內牌號Q235系列)、電工鋼、銅材、樹(shù)脂、集成電路板等。
無(wú)框力矩電機上游主要原材料/零部件
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第三代稀土永磁材料釹鐵硼,為人形機器人中重要核心零部件無(wú)框力矩電機、空心杯電機的核心材料,其作用主要為電產(chǎn)生磁場(chǎng),從而與線(xiàn)圈相互作用,實(shí)現電能到機械能的轉換。
除人形機器人電機應用以外,釹鐵硼廣泛應用于變頻空調的壓縮電機、風(fēng)電直驅電機、新能源車(chē)、汽車(chē)EPS轉向系統、汽車(chē)微電機、3C端的VCM和聽(tīng)筒、工業(yè)機器人等諸多領(lǐng)域。根據觀(guān)研天下測算,2024年釹鐵硼下游應用需求分布如下。其中新能源汽車(chē)、工業(yè)電機和傳統車(chē)的需求量占比較高,工業(yè)機器人需求占比增長(cháng)迅速。
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(1)供給端
釹鐵硼的供給方面,2024年中國釹鐵硼產(chǎn)量預計將達到26萬(wàn)噸,相比2023年約24萬(wàn)噸的產(chǎn)量,有顯著(zhù)的增長(cháng),這一增長(cháng)態(tài)勢也反映出中國釹鐵硼產(chǎn)能在持續擴張。
從區域分布來(lái)看,浙江依舊是國內最大的釹鐵硼生產(chǎn)基地,發(fā)揮著(zhù)行業(yè)領(lǐng)頭的關(guān)鍵作用,有著(zhù)較高的地區集中度。在浙江,聚集了眾多釹鐵硼生產(chǎn)企業(yè),形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈條,從原材料供應到產(chǎn)品加工再到銷(xiāo)售,各環(huán)節緊密協(xié)作,極大地提高了生產(chǎn)效率,也促進(jìn)了產(chǎn)能的提升。
從企業(yè)來(lái)看,我國汝鐵硼行業(yè)產(chǎn)能前五企業(yè)為金力永磁、大地熊、正海磁材、中科三環(huán)和英洛華。(排名不分先后)
(2)需求端
機器人成為稀土磁材增長(cháng)新引擎。從上文可知,近年來(lái)工業(yè)機器人對汝鐵硼的需求占比提升較快,這和國內對機器人的政策扶持有較大關(guān)聯(lián)。
2023年6月28日,北京市人民政府辦公廳印發(fā)《北京市機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展行動(dòng)方案(2023-2025年)》,明確到2025年,北京市機器人核心產(chǎn)業(yè)收入達到300億元以上,打造國內領(lǐng)先、國際先進(jìn)的機器人產(chǎn)業(yè)集群。2023年1月19日,工業(yè)和信息化部等十七部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于印發(fā)“機器人+”應用行動(dòng)實(shí)施方案的通知》,目標到2025年,制造業(yè)機器人密度較2020年實(shí)現翻番。
除了工業(yè)機器人以外,人形機器人對釹鐵硼的需求更具想象空間,單個(gè)人形機器人所需的高性能釹鐵硼將達到 3.5kg/臺,觀(guān)研天下預計2025-2032年國內機器人數量需求總量將接近1000萬(wàn)臺,對汝鐵硼的需求將超過(guò)3萬(wàn)噸,這對我國稀土行業(yè)下游需求的增長(cháng)有非常大的推動(dòng)作用。
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