“地球上機器人的數量將超過(guò)人類(lèi)，每個(gè)人都將擁有一臺機器人。”特斯拉的創(chuàng )始人馬斯克曾描述過(guò)這樣一場(chǎng)夢(mèng)。
在馬斯克的設想中，未來(lái)人形機器人的需求量將遠遠超過(guò)電動(dòng)車(chē)，他甚至還預言，一旦產(chǎn)品成熟，量產(chǎn)數量可能將超過(guò)100億臺。那么，我們距離這一美好愿景的實(shí)現還有多遠？
現在看來(lái)還有很長(cháng)一段距離。眼下，人形機器人商業(yè)化落地的最大阻礙之一，就是其高昂的成本。
成本有多高？
本田公司經(jīng)過(guò)14年探索研發(fā)的人形機器人ASIMO，單臺價(jià)值250萬(wàn)美元，在歷經(jīng)多次迭代后，仍不得不在2022年宣布“退役”。
波士頓動(dòng)力公司用于特種作業(yè)的人形機器人Atlas制造成本約200萬(wàn)美元，已面市十年之久，仍在優(yōu)化迭代，至今未能實(shí)現商業(yè)化。
特斯拉已經(jīng)是人形機器人降本的佼佼者，但據估算，其人形機器人 Optimus 的制造成本仍在10萬(wàn)美元左右，要達到其2萬(wàn)美元的目標成本，還需降本80%。
而放眼國內，小米、宇樹(shù)、樂(lè )聚等公司也透露，其人形機器人產(chǎn)品的單臺造價(jià)也高達幾十萬(wàn)到上百萬(wàn)人民幣…
如此高昂的成本，讓不少終端應用廠(chǎng)商望而卻步，遲遲不敢入局，也造成人形機器人技術(shù)發(fā)展多年卻始終處于產(chǎn)業(yè)化前夕的局面。在 2023 年之前，大多數人形機器人產(chǎn)品都是作為研究平臺或表演道具，始終未能真正大規模落地。而隨著(zhù)科技大廠(chǎng)爭相加碼，初創(chuàng )公司不斷涌現，人形機器人產(chǎn)業(yè)的曙光才開(kāi)始顯露出來(lái)。
那到底是什么讓人形機器人的造價(jià)如此之高？
最主要的是其昂貴的硬件成本。人形機器人的每個(gè)部位都涉及多個(gè)零部件，數量從十幾個(gè)到幾十個(gè)不等，累積下來(lái)，導致其硬件造價(jià)不菲。像是高性能的控制器和電機驅動(dòng)等零部件，幾乎每一個(gè)的價(jià)格都高達上萬(wàn)元。其中，部分零部件需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)定制，單個(gè)制造成本將再次翻倍增加。
以特斯拉人形機器人Optimus為例，其整體 BOM 成本中，關(guān)節部件占比最高，約 56.9%。關(guān)節部件的主要組成部分包括電機、執行器、減速器傳感器等。而關(guān)節部件中價(jià)值量占比最高的分別為：無(wú)框力矩電機、諧波減速器、位置傳感器。
此外，人形機器人軟件開(kāi)發(fā)的成本也相對較高。軟件的開(kāi)發(fā)是人形機器人實(shí)現復雜功能和適應不同環(huán)境的關(guān)鍵。在整個(gè)人形機器人的研發(fā)中，硬件和軟件相輔相成，共同推動(dòng)著(zhù)人形機器人技術(shù)的進(jìn)步。
降本有多難？
人形機器人降本面臨著(zhù)技術(shù)與市場(chǎng)的雙重考驗。這涉及到硬件、軟件、研發(fā)等多個(gè)方面的成本問(wèn)題，制造商需要面對一系列挑戰。
零部件和材料
為了確保人形機器人的質(zhì)量和性能，需要使用高質(zhì)量、先進(jìn)的零部件和材料。這些零部件和材料通常成本較高，因此在降本的同時(shí)保持機器人的質(zhì)量是一個(gè)挑戰。此外，供應鏈的不穩定性、原材料價(jià)格波動(dòng)等因素都會(huì )對成本產(chǎn)生影響，而這些因素是難以完全控制的。
馬斯克提及Optimus機器人產(chǎn)能受限的原因主要是缺乏現成的執行器。Optimus的軀體擁有28個(gè)關(guān)節執行器，且每只手都有六個(gè)電纜驅動(dòng)執行器，執行器的成本超過(guò)總成本的一半。
Optimus機器人的主要構造
其中，有六種不同的執行器，分別是三種旋轉執行器和三種直線(xiàn)執行器。根據特斯拉給出的數據，在硬件中，旋轉執行器占據最大的價(jià)值量。而要解決這一問(wèn)題，特斯拉最好的辦法就是自己生產(chǎn)執行器，而這又涉及到研發(fā)與設計等一系列投入。
Optimus機器人的六種執行器
復雜技術(shù)的集成
人形機器人作為一種先進(jìn)的智能機械系統，要實(shí)現旋轉、抓取、行走等多種任務(wù)，必須依賴(lài)高度復雜的運動(dòng)和感知控制系統。這一系統涉及多個(gè)領(lǐng)域的核心技術(shù)，包括人工智能、感知技術(shù)和機械工程。然而，這些技術(shù)的研發(fā)和集成成本相當昂貴，尤其是對于追求高性能機器人而言，更是至關(guān)重要。
降低制造成本的要求與保持高性能的目標之間存在矛盾。在追求降本的同時(shí)，不可避免地會(huì )面臨性能損失的風(fēng)險，需要在兩者之間找到平衡點(diǎn)。這增加了集成過(guò)程的難度，也對研發(fā)團隊的技術(shù)水平提出了更高的要求。
市場(chǎng)規模和需求
如何讓人形機器人發(fā)揮更多作用，讓市場(chǎng)、投資者、客戶(hù)能夠看得到其商用價(jià)值，也是當前企業(yè)急需解決的問(wèn)題之一。人形機器人市場(chǎng)相對較小，如果沒(méi)有足夠的市場(chǎng)規模和需求，就難以享受到批量生產(chǎn)的成本優(yōu)勢，從而無(wú)法實(shí)現成本的大幅下降。
國內“人形機器人第一股”優(yōu)必選已將其大型人形機器人Walker的成本降至10萬(wàn)美元以下。雖然目前人形機器人應用有限，但未來(lái)還是具有很大的潛力，而隨著(zhù)人形機器人應用規模的擴大，批量生產(chǎn)下機器人成本仍有較大下降空間。
優(yōu)必選機器人家族
如何正確降本？
當前，人形機器人企業(yè)正積極探索降本的策略，重點(diǎn)集中在材料、制造、設計和技術(shù)等多個(gè)方面。通過(guò)綜合考慮這些關(guān)鍵因素，企業(yè)力圖找到有效的平衡點(diǎn)，以期在最大程度地降低制造成本的同時(shí)，確保產(chǎn)品的高質(zhì)量和高性能。
材料成本控制
尋找經(jīng)濟、輕量的材料和零部件是降本的重要一環(huán)。企業(yè)需要在保持性能和耐久性的前提下，努力控制材料成本。在這方面，許多國內企業(yè)通過(guò)在人形機器人上采用國產(chǎn)驅動(dòng)器等措施，有效降低了制造成本。還有一些人形機器人企業(yè)通過(guò)采用高強度、輕量的碳纖維復合材料，替代傳統金屬材料，不僅有效減輕了機器人的整體重量，提高了能源利用效率，還成功降低了制造成本。例如，1X公司的兩款人形機器人產(chǎn)品EVE和NEO都在外殼上采用了柔性材料。
1X公司給人形機器人使用柔性、輕量的材料
制造流程優(yōu)化
人形機器人的制造工藝復雜，需要使用先進(jìn)的制造設備和技術(shù)，這也增加了制造成本。而提高制造效率，可以降低成本。提高生產(chǎn)規模，通過(guò)批量生產(chǎn)來(lái)分攤固定成本，有助于降低每臺機器人的制造成本，提高生產(chǎn)效益。工信部日前印發(fā)《人形機器人創(chuàng )新發(fā)展指導意見(jiàn)》，提出到2025年，人形機器人整機產(chǎn)品達到國際先進(jìn)水平，并實(shí)現批量生產(chǎn)。2023世界人工智能大會(huì )（WAIC）上，馬斯克表示，Optimus預計3-5年內量產(chǎn)。傅利葉GR-1將在1-2年內實(shí)現量產(chǎn)交付。達闥預計2025年可規?；慨a(chǎn)。
標準化設計
設計階段考慮到組件的標準化，以便能夠批量生產(chǎn)。通過(guò)共享通用組件和模塊，可以提高設計的復用性，減少制造成本。以人形機器人的手臂為例，傳統的人形機器人手臂采用多關(guān)節結構，每個(gè)關(guān)節都需要使用傳感器和驅動(dòng)器，這增加了成本。而優(yōu)化后的手臂結構可以減少關(guān)節數量，從而降低成本。為了盡早達成2萬(wàn)美元的目標，馬斯克正敦促工程師努力降低機器人的功耗和零件數量。
技術(shù)集成
采納新技術(shù)可以提高機器人性能，同時(shí)降低總體成本。AI大模型的出現，讓人形機器人擁有更強大的工具鏈，能夠更“聰明”地處理多模態(tài)的信息，擁有更高質(zhì)量多線(xiàn)程處理能力。據悉，Figure通過(guò)人形機器人專(zhuān)用大模型降低了人形機器人各類(lèi)任務(wù)的訓練時(shí)間，也從一定程度降低了人形機器人的部署成本。此外，1X也和OpenAI開(kāi)展了合作，致力于具身人工智能的研發(fā)。
Figure公司訓練人形機器人煮咖啡
道路是曲折的，前途是光明的
在企業(yè)和科研機構的不懈努力下，人形機器人的制造成本開(kāi)始下探，不再動(dòng)輒上百萬(wàn)元，這也為人形機器人的商業(yè)化落地帶來(lái)了更多的可能性。
一些國內企業(yè)已經(jīng)著(zhù)眼于將人形機器人的價(jià)格進(jìn)一步降低。開(kāi)普勒機器人計劃將其控制在2-3萬(wàn)美元，而智元機器人預計未來(lái)其首款人形機器人的制造成本將在20萬(wàn)元以?xún)?。當然，這并非最后的售價(jià)區間，而是機器人玩家們給自己定下的一個(gè)小目標。
從去年開(kāi)始，全球投資市場(chǎng)對于人形機器人熱情高漲。2023年，國內人形機器人企業(yè)累計獲得超20億元融資。其中，達闥機器人獲得超10億人民幣C輪融資，智元機器人更是在短短1年內接連獲得五輪融資。
今年年初，人形機器人領(lǐng)域就有兩筆大金額融資事件，分別是挪威企業(yè)1X的1億美元B輪融資和國內初創(chuàng )企業(yè)星動(dòng)紀元的1億元天使輪融資。然而，即便看起來(lái)資本市場(chǎng)對于人形機器人的熱情很高，人形機器人實(shí)現量產(chǎn)及場(chǎng)景應用，依然需要更多資金支持。
面對未來(lái)，雖然道路依然充滿(mǎn)挑戰，但當前人形機器人領(lǐng)域的眾多新產(chǎn)品、新嘗試、新方向也讓我們看到了更為光明的前景。
成本有多高？
本田公司經(jīng)過(guò)14年探索研發(fā)的人形機器人ASIMO，單臺價(jià)值250萬(wàn)美元，在歷經(jīng)多次迭代后，仍不得不在2022年宣布“退役”。
此外，人形機器人軟件開(kāi)發(fā)的成本也相對較高。軟件的開(kāi)發(fā)是人形機器人實(shí)現復雜功能和適應不同環(huán)境的關(guān)鍵。在整個(gè)人形機器人的研發(fā)中，硬件和軟件相輔相成，共同推動(dòng)著(zhù)人形機器人技術(shù)的進(jìn)步。
降本有多難？
Optimus機器人的主要構造
優(yōu)必選機器人家族
如何正確降本？
1X公司給人形機器人使用柔性、輕量的材料
Figure公司訓練人形機器人煮咖啡
道路是曲折的，前途是光明的
