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20余款人形机器人成本大公开！

时间：2024-02-02 来源：移动机器人产业联盟

 “地球上机器人的数量将超过人类，每个人都将拥有一台机器人。”特斯拉的创始人马斯克曾描述过这样一场梦。

在马斯克的设想中，未来人形机器人的需求量将远远超过电动车，他甚至还预言，一旦产品成熟，量产数量可能将超过100亿台。那么，我们距离这一美好愿景的实现还有多远？

现在看来还有很长一段距离。眼下，人形机器人商业化落地的最大阻碍之一，就是其高昂的成本。

成本有多高？

本田公司经过14年探索研发的人形机器人ASIMO，单台价值250万美元，在历经多次迭代后，仍不得不在2022年宣布“退役”。

波士顿动力公司用于特种作业的人形机器人Atlas制造成本约200万美元，已面市十年之久，仍在优化迭代，至今未能实现商业化。

特斯拉已经是人形机器人降本的佼佼者，但据估算，其人形机器人 Optimus 的制造成本仍在10万美元左右，要达到其2万美元的目标成本，还需降本80%。

而放眼国内，小米、宇树、乐聚等公司也透露，其人形机器人产品的单台造价也高达几十万到上百万人民币…

如此高昂的成本，让不少终端应用厂商望而却步，迟迟不敢入局，也造成人形机器人技术发展多年却始终处于产业化前夕的局面。在 2023 年之前，大多数人形机器人产品都是作为研究平台或表演道具，始终未能真正大规模落地。而随着科技大厂争相加码，初创公司不断涌现，人形机器人产业的曙光才开始显露出来。


那到底是什么让人形机器人的造价如此之高？

最主要的是其昂贵的硬件成本。人形机器人的每个部位都涉及多个零部件，数量从十几个到几十个不等，累积下来，导致其硬件造价不菲。像是高性能的控制器和电机驱动等零部件，几乎每一个的价格都高达上万元。其中，部分零部件需要进行专门定制，单个制造成本将再次翻倍增加。

以特斯拉人形机器人Optimus为例，其整体 BOM 成本中，关节部件占比最高，约 56.9%。关节部件的主要组成部分包括电机、执行器、减速器传感器等。而关节部件中价值量占比最高的分别为：无框力矩电机、谐波减速器、位置传感器。



此外，人形机器人软件开发的成本也相对较高。软件的开发是人形机器人实现复杂功能和适应不同环境的关键。在整个人形机器人的研发中，硬件和软件相辅相成，共同推动着人形机器人技术的进步。

降本有多难？

人形机器人降本面临着技术与市场的双重考验。这涉及到硬件、软件、研发等多个方面的成本问题，制造商需要面对一系列挑战。

零部件和材料

为了确保人形机器人的质量和性能，需要使用高质量、先进的零部件和材料。这些零部件和材料通常成本较高，因此在降本的同时保持机器人的质量是一个挑战。此外，供应链的不稳定性、原材料价格波动等因素都会对成本产生影响，而这些因素是难以完全控制的。

马斯克提及Optimus机器人产能受限的原因主要是缺乏现成的执行器。Optimus的躯体拥有28个关节执行器，且每只手都有六个电缆驱动执行器，执行器的成本超过总成本的一半。


Optimus机器人的主要构造

其中，有六种不同的执行器，分别是三种旋转执行器和三种直线执行器。根据特斯拉给出的数据，在硬件中，旋转执行器占据最大的价值量。而要解决这一问题，特斯拉最好的办法就是自己生产执行器，而这又涉及到研发与设计等一系列投入。


Optimus机器人的六种执行器

复杂技术的集成

人形机器人作为一种先进的智能机械系统，要实现旋转、抓取、行走等多种任务，必须依赖高度复杂的运动和感知控制系统。这一系统涉及多个领域的核心技术，包括人工智能、感知技术和机械工程。然而，这些技术的研发和集成成本相当昂贵，尤其是对于追求高性能机器人而言，更是至关重要。

降低制造成本的要求与保持高性能的目标之间存在矛盾。在追求降本的同时，不可避免地会面临性能损失的风险，需要在两者之间找到平衡点。这增加了集成过程的难度，也对研发团队的技术水平提出了更高的要求。

市场规模和需求

如何让人形机器人发挥更多作用，让市场、投资者、客户能够看得到其商用价值，也是当前企业急需解决的问题之一。人形机器人市场相对较小，如果没有足够的市场规模和需求，就难以享受到批量生产的成本优势，从而无法实现成本的大幅下降。

国内“人形机器人第一股”优必选已将其大型人形机器人Walker的成本降至10万美元以下。虽然目前人形机器人应用有限，但未来还是具有很大的潜力，而随着人形机器人应用规模的扩大，批量生产下机器人成本仍有较大下降空间。


优必选机器人家族

如何正确降本？

当前，人形机器人企业正积极探索降本的策略，重点集中在材料、制造、设计和技术等多个方面。通过综合考虑这些关键因素，企业力图找到有效的平衡点，以期在最大程度地降低制造成本的同时，确保产品的高质量和高性能。

材料成本控制

寻找经济、轻量的材料和零部件是降本的重要一环。企业需要在保持性能和耐久性的前提下，努力控制材料成本。在这方面，许多国内企业通过在人形机器人上采用国产驱动器等措施，有效降低了制造成本。还有一些人形机器人企业通过采用高强度、轻量的碳纤维复合材料，替代传统金属材料，不仅有效减轻了机器人的整体重量，提高了能源利用效率，还成功降低了制造成本。例如，1X公司的两款人形机器人产品EVE和NEO都在外壳上采用了柔性材料。


1X公司给人形机器人使用柔性、轻量的材料

制造流程优化

人形机器人的制造工艺复杂，需要使用先进的制造设备和技术，这也增加了制造成本。而提高制造效率，可以降低成本。提高生产规模，通过批量生产来分摊固定成本，有助于降低每台机器人的制造成本，提高生产效益。工信部日前印发《人形机器人创新发展指导意见》，提出到2025年，人形机器人整机产品达到国际先进水平，并实现批量生产。2023世界人工智能大会（WAIC）上，马斯克表示，Optimus预计3-5年内量产。傅利叶GR-1将在1-2年内实现量产交付。达闼预计2025年可规模化量产。

标准化设计

设计阶段考虑到组件的标准化，以便能够批量生产。通过共享通用组件和模块，可以提高设计的复用性，减少制造成本。以人形机器人的手臂为例，传统的人形机器人手臂采用多关节结构，每个关节都需要使用传感器和驱动器，这增加了成本。而优化后的手臂结构可以减少关节数量，从而降低成本。为了尽早达成2万美元的目标，马斯克正敦促工程师努力降低机器人的功耗和零件数量。

技术集成

采纳新技术可以提高机器人性能，同时降低总体成本。AI大模型的出现，让人形机器人拥有更强大的工具链，能够更“聪明”地处理多模态的信息，拥有更高质量多线程处理能力。据悉，Figure通过人形机器人专用大模型降低了人形机器人各类任务的训练时间，也从一定程度降低了人形机器人的部署成本。此外，1X也和OpenAI开展了合作，致力于具身人工智能的研发。


Figure公司训练人形机器人煮咖啡

道路是曲折的，前途是光明的

在企业和科研机构的不懈努力下，人形机器人的制造成本开始下探，不再动辄上百万元，这也为人形机器人的商业化落地带来了更多的可能性。

一些国内企业已经着眼于将人形机器人的价格进一步降低。开普勒机器人计划将其控制在2-3万美元，而智元机器人预计未来其首款人形机器人的制造成本将在20万元以内。当然，这并非最后的售价区间，而是机器人玩家们给自己定下的一个小目标。

从去年开始，全球投资市场对于人形机器人热情高涨。2023年，国内人形机器人企业累计获得超20亿元融资。其中，达闼机器人获得超10亿人民币C轮融资，智元机器人更是在短短1年内接连获得五轮融资。

今年年初，人形机器人领域就有两笔大金额融资事件，分别是挪威企业1X的1亿美元B轮融资和国内初创企业星动纪元的1亿元天使轮融资。然而，即便看起来资本市场对于人形机器人的热情很高，人形机器人实现量产及场景应用，依然需要更多资金支持。

面对未来，虽然道路依然充满挑战，但当前人形机器人领域的众多新产品、新尝试、新方向也让我们看到了更为光明的前景。
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市场研究
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