2023年全球人形機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀分析 感知、決策與執(zhí)行層面的軟硬件需匹配【組圖】

人形機(jī)器人行業(yè)主要上市公司：小米集團(tuán)-W(01810.HK);雙環(huán)傳動(dòng)(002472.SZ);步科股份(688160.SH);鳴志電器(603728.SH);江蘇雷利(300660.SZ);恒帥股份(300969.SZ);綠的諧波(688017.SH);中大力德(002896.SZ);匯川技術(shù)(300124.SZ);秦川機(jī)床(000837.SZ);長(zhǎng)盛軸承(300718.SZ);奧普光電(002338.SZ);埃斯頓(002747.SZ)等

本文核心數(shù)據(jù)：人形機(jī)器人軟硬件架構(gòu)、人形機(jī)器人FSD視覺(jué)方案

整體框架：軟件決定人形機(jī)器人高度，算法需與硬件匹配

人形機(jī)器人本質(zhì)是AI系統(tǒng)落地物理世界的最佳載體，算法是核心，需與硬件匹配。機(jī)器人的輸出包含了虛擬與物理兩種能力。雖然人形機(jī)器人從本體硬件上看，存在抗壓硬度與靈敏度不足的問(wèn)題，但更核心問(wèn)題在于是算法對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的控制，包括本體平衡、行走的步態(tài)、手部抓取等規(guī)劃與控制。這需要成熟的感知系統(tǒng)基礎(chǔ)、強(qiáng)大的算法分解任務(wù)和規(guī)劃動(dòng)作、大模型不斷仿真訓(xùn)練以及超強(qiáng)的算力支撐。同時(shí)要求，算法與硬件相匹配，這要求機(jī)器人企業(yè)需自研算法，并持續(xù)更新迭代。

感知：FSD視覺(jué)方案漸趨成熟

特斯拉FSD純視覺(jué)深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)漸趨成熟，可嫁接至人形機(jī)器人。與自動(dòng)駕駛類似，人形機(jī)器人同樣需利用傳感器(攝像頭、激光雷達(dá)等)感知、采集和處理周圍環(huán)境信息，以便做出決策。特斯拉人形機(jī)器人僅使用3個(gè)攝像頭(中間魚眼攝像頭、左右各一個(gè)視覺(jué)攝像頭)，直接嫁接FSD成熟的純視覺(jué)方案，再輔之以力力矩聲學(xué)觸覺(jué)溫度等傳感器。

決策：人形機(jī)器人行為規(guī)劃難度較高

人形機(jī)器人決策難度更高：決策層依據(jù)感知層獲取的信息進(jìn)行決策判斷，來(lái)控制機(jī)器人身體做出動(dòng)作規(guī)劃并下發(fā)指令。特斯拉人形機(jī)器人與FSD底層模塊打通，一定程度上算法可復(fù)用，但人形機(jī)器人需完成人類各種動(dòng)作，動(dòng)作連續(xù)復(fù)雜、需頻繁的物理交互且操作因果性多，算法難度遠(yuǎn)高于自動(dòng)駕駛。

隨著人工智能大模型的快速發(fā)展，ChatGPT能夠助力人形機(jī)器人拆解任務(wù)。大語(yǔ)言模型擅長(zhǎng)推斷語(yǔ)言條件，并利用其代碼編寫能力，拆分任務(wù)，給出運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)。

執(zhí)行：人形整機(jī)平衡與行走步態(tài)是關(guān)鍵

人形機(jī)器人執(zhí)行層指的是系統(tǒng)在做出決策后，對(duì)機(jī)器人本體做出控制。機(jī)器人各操控系統(tǒng)都與決策系統(tǒng)相鏈接，并按指令精確執(zhí)行。其中，人形整機(jī)平衡與行走步態(tài)是最基本也是最關(guān)鍵的兩個(gè)環(huán)節(jié)：

仿真：算法訓(xùn)練可提升機(jī)器人智能化水平

仿真的目的在于評(píng)估機(jī)器人結(jié)構(gòu)和算法的設(shè)計(jì)，包括機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)、工作環(huán)境、感知等，意義在于通過(guò)仿真模型快速、低成本、高安全性地訓(xùn)練機(jī)器人的算法。通過(guò)仿真，可加快軟件更新迭代，同時(shí)縮短算法與硬件調(diào)整時(shí)間，極大提高訓(xùn)練效率。另外，隨著芯片與AI技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)端到端訓(xùn)練有望突破，人形機(jī)器人具身智能未來(lái)可期。

更多本行業(yè)研究分析詳見(jiàn)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國(guó)人形機(jī)器人（仿生人）行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》。

同時(shí)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商、產(chǎn)業(yè)圖譜、智慧招商系統(tǒng)、行業(yè)地位證明、IPO咨詢/募投可研、專精特新小巨人申報(bào)、十五五規(guī)劃等解決方案。如需轉(zhuǎn)載引用本篇文章內(nèi)容，請(qǐng)注明資料來(lái)源（前瞻產(chǎn)業(yè)研究院）。

更多深度行業(yè)分析盡在【前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人APP】，還可以與500+經(jīng)濟(jì)學(xué)家/資深行業(yè)研究員交流互動(dòng)。