20220808-东吴证券-人形机器人行业专题报告_Tesla_Bot风起_万亿赛道启航_62页_3mb.pdf

人形机器人行业专题报告 Tesla Bot风起，万亿赛道启航证券研究报告证券分析师：曾朵红执业证书编号： S0600516080001联系邮箱： 联系电话： 021-60199798研究助理：谢哲栋执业证书编号： S06001210600162022年 8月 8日1Tesla Bot风起，万亿赛道启航 特斯拉 “ Optimus” 即将横空出世 ， 开启人形机器人纪元 。 马斯克将于 2022年 9月 30日发布人形机器人Optimus样机 ， 电动车 “ 掌门人 ” 高调入局人形机器人究竟是 “ 博眼球 ” ， 抑或 “ 真功夫 ” ？ 我们着重探究Optimus落地推广的两大关键问题： 1） 产品 “ 从 0到 1” ： 人形机器人主要有人机交互 、 环境感知 、 运动控制这三大核心技术 。 特斯拉智能汽车 自动驾驶 +轮式机器人 电动车自动驾驶赋能 Optimus人机交互 、 环境感知相关技术 ， 背后是传感器方案 、 FSD芯片及核心算法平台等；但从 “ 轮式机器人 ” 到高达 40个自由度（ 关节 ） 的人形机器人 ， 机电硬件 （ 主要是电机及其驱动器 +减速机 ） 、 运动软件算法待突破 &迭代 。 2） 商业化可行性 1 N： 复盘特斯拉电动车的崛起之路 ， Optimus在智能化技术 、 市场营销等策略上均可复用电动车时代的经验 ， 在人形机器人赛道上具备强竞争力和先发优势 。 放量节奏方面 ， 参考 Model S历程 ， 我们预计人形机器人 Optimus将于 2023年底交付 、 2024-25迅速上量 ， 2023-2025年销量分别 10/50/100万台 。 需求：垂直场景选择决定市场空间 ， 我们预计特斯拉 Optimus从个人 /家庭应用场景切入 ， 后续拓展至商业服务场景及非结构化工业场景 ， 万亿市场可期 。 进入顺序上 ， 我们预计短期进入家务场景 ， 潜在市场空间达 14万亿元 ， 中期进入商业服务场景和 “ 非结构化 ” 场景的工业应用 ， 潜在市场空间达 25万亿元 ， 长期待交互技术进一步突破后进入情感 /陪伴场景 ， 潜在市场空间达 31万亿元 。 供给：运动控制为人形机器人的 “ 核心卡点 ” ， 国内运控核心零部件性能日臻成熟 ， 考虑到 Optimus规模化量产及降本诉求 ， 国产零部件配套 “ 静待花开终有时 ” 。 人形机器人产业链可分为上游零部件 &原材料 、 中游系统集成 &本体制造 、 下游应用环境 。 规模化量产后 ， Optimus预计售价 2.5万美元 （ 约 17-18万元 ） 、 接近电动车的价格水平 ， 其中运动控制核心零部件伺服系统 、 减速机等预计占成本的 50%。 国外供应链性能可靠但成本高 ， 而国内相关工控零部件龙头凭借数十年积累 ， 已突破工业机器人等高端装备 ， 凭借性价比 &服务响应快持续替代外资 。 我们看好人形机器人领域国产供应链比例提升 ， 复刻特斯拉在电动车领域的降本之路 。 投资建议： 推荐动力系统环节 三花智控 、 谐波减速器环节 绿的谐波 （ 机械组覆盖 ） 、 伺服环节 汇川技术 、 禾川科技 、 雷赛智能 ， 结构件环节 拓普集团 （ 汽车组覆盖 ） ， 关注微电机环节 鸣志电器 及 江苏雷利 等 。 风险提示： 核心技术突破不及预期 ， 特斯拉机器人量产进度不及预期 ， 宏观经济下行等 。2目录一、人形机器人：历经坎坷，持续发展二、需求：场景为本，空间广阔三、特斯拉 Optimus：技术突破 +商业化进程四、供给：关注相关产业链配套机会3五、个股 推荐 & 投资建议六、风险提示一、人形机器人：历经坎坷，持续发展1.1.机器人概述：可编程操作机，全球达百亿美元1.2.人形机器人：服务机器人的最高级形态1.3.核心产品：技术仍需突破，商业化仍是难题41.1.机器人概述：可编程操作机，全球达百亿美元1.1.1.机器人是可编程的多功能操作机， 2021年全球市场达 410亿美元 机器人是具备一定程度自主能力的可编程多功能操作机 。 根据美国机器人协会 ， 机器人是一种可编程和多功能的操作机 ， 或是为了执行不同任务而具可编程动作的专门系统 。 2021年全球机器人市场规模达 410亿美元 ， 未来空间较大 。 根据 Statista数据 ， 全球机器人销量2019-2021年分别为 329亿美元 /363亿美元 /410亿美元 ， 目前仍处于较初期发展阶段 ， 未来空间较大 。 根据我国 2021年 6月 1日实施的 机器人分类 ， 机器人可被分为工业机器人 、 服务机器人两大类 ， 工业机器人主要应用于工业环境用于制造目的 ， 而服务机器人更重视人类交互 。图 全球机器人销售额 2021年达 410亿美元 图 机器人分为工业机器人及服务机器人两类资料来源： Statista、行行查研究中心、东吴证券研究所 51.1.2.服务机器人应用环境复杂度更高，目前市场仍由美国主导，未来空间广阔 服务机器人与工业机器人主要区别在于应用环境的复杂程度 。 工业机器人强调在规划好的环境完成既定任务 ， 同时要求高耐久 、 高精度 、 高力矩输出；而服务机器人强调在开放非预设复杂环境下完成轻型作业 ， 尽可能低成本之下的可接受寿命 ， 且对于安全性 &可靠性要求很高 。 服务机器人相比工业机器人发展更初期 ， 未来空间广阔 ， 增速可期 。 工业机器人发展较早 ， 市场应用更加成熟；而服务机器人处于发展初期 ， 根据 Statista数据 ， 2018-2022年全球服务机器人市场增长近 119%， 增速较快 。 结构方面 ， 服务机器人市场由美国主导 ， 2021年销售额达 120亿美元 ， 占比 40%。图 服务机器人市场由美国主导图 全球工业机器人市场由中国主导资料来源： Statistics、东吴证券研究所 61.1.机器人概述：可编程操作机，全球达百亿美元1.2. 人形机器人：服务机器人的最高级形态1.2.1.人形机器人是服务机器人的最高级形态，需要更高的交互、感知、控制能力 人形机器人是服务机器人的最高级形态 ， 可被广泛应用于生活生产的众多场景 。 人形机器人被誉为 AI领域的终极形态 ， 是指模仿人的形态和行为而设计制造的机器人 ， 设计制造目的是为了与人工工具和环境进行交互 ， 从而辅助甚至替代人类的生产生活 。 应用场景上 ， 主要分为商用场景和个人 /家庭应用场景两大类 ， 涵盖物流 、 送餐 、 清洁 、 陪伴 、 娱乐等应用领域 。 相比其他服务机器人 ， 人形机器人需要更高的感知 、 运动控制 、 交互能力 。 1） 交互： 人形机器人面临解决情感陪伴的服务需求 ， 与人打交道次数更多 ， 需具备较强的人机交互能力； 2）感知： 人形机器人往往面临的场景更多样 （ 专业术语 “ 非结构化环境 ” ） ， 环境不确定性更高 ， 需要具备极强的环境感知能力和非结构化场景作业能力 。 3） 控制： 体型上更类人 ， 体积重量有所受限 ， 同时需要实现步态行走 ， 对运动控制也提出了更高的要求 。图 人形机器人有陪伴、情感功能图 人形机器人需实现步态行走资料来源：本田官网、东吴证券研究所 7资料来源：优必选官网、东吴证券研究所 8第三阶段：智能化研发加速期2000-至今第一阶段：探索起步期1927-1963第二阶段：自主运动研发期1972-2000 1927年： 美国西屋公司制造了世界上第一台人形机器人“ Televox”，虽不能走动，但可抬起接收器接听电话。 1937年： 西屋公司又制造出“摩托人 Elektro”，其被认为是真正的第一个类人机器人。 Elektro 身高 210厘米，体重超过 120 公斤，能够执行 26 种不同的日常活动。 1939年： 瑞典奥古斯特 哈蒙发明了电波机器人， 长相奇怪但可接受无线电波传送的指令从而实现“行走”。 1963年： NASA推出了“机动多关节假人，可模拟出 35种基本基本人类动作” 1972年： 日本早稻田大学加藤一郎教授率先解决了人形机器人的双足行走问题，至此揭开了人形机器人研究的序幕。 1973年： 早稻田大学又 研发出第一台真人大小自主式机器人 WAROT-1，为其配置了机械手 &人工视觉 &听力装置。 1989年： 美国西北太平洋国家实验室建造出机器人 Manny，可以模拟复杂的身体运动和姿势，包括呼吸、皮肤温度、出汗状态。 2000 年： 本田推出能够跳跃的人形机器人 ASIMO ，人形机器人发展逐步成熟。我国第一台人形机器人问世，由国防科技大学研制，命名为“先行者”。 2005年： 英国 Engineered Arts推出机器人 Robo the spain，可语音、人脸识别。 2013年： Boston Dynamics推出人形机器人 Atlas，主打探索运动控制的极致。 2014年： 软银和 AR联合推出人形机器人Pepper，该机器人 2015年开始市售，是人形机器人商用化的重大尝试。 2018年： 优必选发布第一代大型双足仿人服务机器人 Walker，具备多维力觉、全向听觉、测距等全方位感知系统。 2020年 美国敏捷机器人公司成功推出第一款商用化出售的机器人 Digit，可在无人干涉的环境中自行搬运箱子。 2021年 英国 Engineered Arts推出 Ameca，是最接近人类面部表情的机器人。 2022年 ： 9月特斯拉 AI DAY上有望推出特斯拉人形机器人 Optimus原型机。1.2.2.人形机器人的发展历经百年，商业道路坎坷，技术持续缓慢进步1.2. 人形机器人：服务机器人的最高级形态1.3.核心产品：技术仍需突破，商业化仍是难题1.3.1.本田 ASIMO：纯电机驱动的人形机器人“鼻祖” 本田 ASIMO机器人于 2000年推出，采用纯电机驱动，自由度 57个，之后十余年不断迭代升级，具备跑、跳、爬楼梯甚至跳舞等功能。售价 250万美元，未进行商业化， 2018年 7月停止更新。资料来源：本田官网、东吴证券研究所 9本田（日本） / ASIMO公司机器人发展时间线 1948年成立，从发动机制造起步。 1986年开始发展人形机器人，推出两足机器人初期版 E0； 1887-1991年，依次推出 E1/E2/E3，成功实现了步态行走； 1991-1993年，进一步推出 E4/E5/E6，研发出使机器人 稳步行走的技术 ； 1993-1997年，研发并推出了 完全可自主步行的拟人机器人 P1/P2/P3/P4，趋势是向小型化轻量化演进； 2000年，推出了 搭载 i-WLAK技术 的人形机器人 ASIMO； 2001-2011年针对 ASIMO在联网能力、动作灵敏度、交流沟通能力、行为控制、服务类型等方式进行逐步改善。 2017年 10月，推出救灾机器人 E2-DR，转向专业应用领域的机器人研发。 2018年，因不够实用停止更新 ASIMO，此前其主要应用领域为表演和接待。 功能： ASIMO机器人经过 7次迭代，已具备了跑、跳、爬楼梯、打开饮料、踢足球，甚至跳舞等多种本领。同时还可以与人交谈，解释手势并响应各种命令。 技术 ： （ 1）环境感知：配备 视觉传感器、接地传感器、超声波传感器、压力传感器等等；（ 2）运动控制： 硬件上纯电机驱动， 软件上采用 I-WALK技术实现“预测运动控制”，水平反应控制、目标 ZMP控制、步长位置控制等； 参数： 身高 130cm，体重 48kg，运动速度 9km/h，自由度达 57个。 商业化情况： 主要用于接待场景，单台价值 250万美元，商业化进程缓慢。 局限性： 续航时间短（仅 1小时）、售价过高难以商业化，缺乏高级 AI技术。核心产品 ASIMO情况轻量化，功能更完善1.3.2.波士顿动力 ATLAS：液压驱动“集大成者”，带来极致运动控制性能 波士顿动力仿人机器人 Atlas于 2013年推出，采用液压驱动 +控制模式，自由度 28个，运动控制能力较为顶尖，目前可以实现多种“跑酷动作”。单台价值 200万美金，目前无商业化尝试。资料来源：波士顿动力官网、东吴证券研究所 10波士顿动力（美国） / ATLAS公司双足机器人发展时间线 1992年成立，早期研发资金来源于美国军方支持 2009年研制出 PETMAN Prototype，可以像人一样行走，但需在外力作用下维持平衡，步行速度为 3.2英里每小时，与人类步行速度相似。 2011年研制出应用于化学防护服性能测试的 PETMAN机器人， 创新性的使用液压驱动的方式 ， PETMAN可以实现多种运动姿势和各个方向的自由行走。 2013年推出仿人机器人 Atlas（第一代）， 采取全新的模式 电液混合 ，增强了运动能力，需要电缆进行供电，配备视觉系统（激光测距仪和立体照相机）。 2016年推出第二代 Atlas，使用更加轻便的材料缩减了近一半的体型，且具有独立的锂电池组电源，脱离了电缆的束缚，同时头部使用光学雷达和立体传感器。 2017年 -2020年持续改进 Atlas，首先使其可稳定快速翻越障碍物，完成空中转体、后空翻等动作， 接着用模型预测控制器技术 ，使其对动作进行跟踪以实现平滑交接， 最终引入自主步伐规划算法 ，在狭窄地形中自主导航和行动。 功能： Atlas机器人目前已具备了跑、跳、后空翻、空中跳跃、跑酷等多种本领。 技术 ： （ 1）环境感知：足部配备力控传感器，头部配备激光雷达与深度相机进行环境感知 ；（ 2）运动控制： 硬件上电液混合驱动模式 达到运动控制的极致，软件上采取行为库 +模型预测控制技术 +自主步伐规划算法； 参数： 身高 150cm，体重 80kg，运动速度 5.4km/h，自由度 28个（液压关节）。 商业化情况： 目前无商业化尝试，单台价值约 200万美金 局限性： 能耗较大、售价过高难以商业化，缺乏高级 AI技术。核心产品 ATLAS情况轻量化，功能更完善1.3.核心产品：技术仍需突破，商业化仍是难题1.3 主要玩家：1.3.3.优必选 WALKER：国产人形机器人先锋，商业化进程加速中 我国机器人领域领军企业优必选的 WALKER原型机于 2016年，采用纯电机驱动，自由度 41个，并多次迭代，目前版本可进行弹琴、倒水、步态行走等，商业化进程加速中。资料来源：优必选官网、东吴证券研究所 11优必选（中国） / WALKER公司机器人发展时间线 2012年成立，主要业务为服务机器人。 2012年推出了第一款人形机器人 Alpha 1，这款小型机器人拥有 16个伺服舵机，具备可编程、可跳舞、可说话等特点，且价格低廉，获得了市场的认可（由于伺服电机质量要求较高 +需要定制化，优必选选择自己生产） 2016年推出原型机，可以全向行走，静态上下斜坡晃动平面进行平衡； 2017-2018年，推出 WALKER第一代， 14个自由度，可以实现上下楼梯、跟球踢球、拟人舞蹈，且有一定的人机交互能力。 2019-2020年，推出 WALKER第二代， 36个自由度，可以进行弹琴、倒水、写字画画、类人步态行走、全身实现柔顺控制，复杂路径落脚规划和动作模仿等； 2021年，推出 WALKER X， 41个自由度，在第二代基础上，还具备了复杂地形自适应、 U-SLAM视觉导航、智能家居控制、多模态情感交互等功能。 功能： WALKER已具备了弹琴、倒水、写字画画、步态行走、动态上下楼梯，跳舞等多种本领，同时具备多模态情感交互能力。 技术 ： （ 1）环境感知：头部配备 U-SLAM视觉导航，手部力矩传感器、膝盖按照高精度惯导传感器，脐部超声波传感器；（ 2）运动控制： 硬件上纯电机伺服，软件上复杂地形自适应、复杂路径落脚规划 &动作模仿，全身柔顺控制等；（3）人机交互：多模态情感交互功能。 参数： 身高 130cm，体重 63kg，运动速度 3km/h，自由度达 41个。 商业化情况： 用于发导览、前台、接待等场景，商业化进程加速中。核心产品 WALKER情况原型机2016年WALKER 1.02017-2018年WALKER 2.02019-2020年WALKER X2021年自由度增加，运动能力增强，功能逐渐完善1.3.核心产品：技术仍需突破，商业化仍是难题资料来源：软银官网、 Engineered Arts官网、 Agility Robotics官网、东吴证券研究所 12软银（日本）Pepper Pepper是由日本软银集团和法国Aldebaran Robotics研发的类人型情感机器人，应用场景为教育、商业等。 发展历程： 2014年 6月被软银推出，2015年 6月公开发售， 2018年进入中国市场， 2020年 8月正式宣布停产。 商业化进程： 于 2015年进入市场，并于 2020年 8月份停产，其面向普通消费者的售价为人民币约 3万美元，由于价格较高 +使用功能性不足，商用失败。 功能： 有 20个电机，上半身为人型，整体功能较为单一，可靠性较差。Engineered Arts（英国）Ameca Ameca 是英国公司 Engineered Arts推出的人形机器人，运动性能较差，但面部表情逼真，主要用于娱乐、表演。 发展历程： 2021年 12月 Engineered Arts发布了 Ameca互动视频， 2022年 1月在 CES2022登台亮相。 商业化进程： 目前无明确商用化计划，但据路透社，可以 13.3万美元出售 功能： Ameca将 AI 与 AB 集成在一起，配备广泛的传感器，包括摄像头、麦克风、位置编码器以及具有数千个参数的智能电子设备Agility Robotics（美国）Digit Digit是美国 Agility Robotics公司推出的人形机器人，主要应用于物流、仓库。 发展历程： 2004年 Agility Robotics推出机器人 MABEL， 2009年推出 ATRIAS 1.0， 2014年推出 ATRIAS 2.0， 2016年推出著名的 CASSIE（只有双脚），2018年推出 DIGIT第一代， 2019-2020年分别推出 DIGIT第二代第三代。 商业化进程： 售价为 25万美元 /套，2021年出货量为 40-60台。 功能： 具备行走的平衡性，支持大多数软件 API，是数据执行机构。2014年推出，功能较差，商业化失败 面部逼真 &运动性能差，售价超 13万美元 主攻物流、仓储场景，商业化规模小1.3.4.其他代表产品：商业化进程较艰难 其他代表性产品包括软银的 Pepper、 Engineered Arts的 Ameca、 Agility Robotics的 Digit等成本均较高，其中 Digit主打物流垂直应用场景，商业化效果最好。1.3.核心产品：技术仍需突破，商业化仍是难题1.3.5.产品参数对比：外形参数类人，技术仍需突破，商业化进程缓慢 对比六款典型人形机器人核心参数 ， 我们发现： 1） 参数方面： 通常高度在 120-185cm之间 ，重量为 40-80kg， 行驶速度 3-5km/h， 与人较为相似； 2） 技术方面： 人形机器人三大核心技术为人机交互 +场景感知 +运动控制 ， 其中场景感知技术随时间推移 、 进步较为迅速 ， 运动控制方面大多采用液压驱动或纯电机驱动 ， 运控算法方面还有较大提升空间 ， 人机交互上有所突破但距 “ 自主决策 ” 还有较大差距； 3） 商业化方面： 因机器人未解决痛点需求 ， 同时价格较高 ，故商业化进程较为缓慢 （ 仅 Digit、 WALKER等实现商业化 )。表 核心人形机器人产品参数对比13名称 A SI M O Pep p er A t la s Di g it W A L KE R A m ec a发布时间 2000年 2015年 2013年 2019年 2018年 2021年研发厂商 本田（日本） 软银集团（日本） 波士顿动力（美国） A g ilit y R o b o t ic s （美国） 优必选（中国） E ng inee r ed A r t s （英国）基本参数高1 3 0 c m ，重4 8 k g行驶速度9 k m /h高1 2 0 c m重2 8 k g行驶速度3 k m /h高1 5 0 c m重8 0 k g行驶速度5 .4 k m /h高1 5 5 c m重4 2 k g高1 3 0 c m重6 3 k g行驶速度3 k m /h高1 8 7 c m重4 9 k g价格/成本 2 5 0 万美元/台 3 万美元/台 2 0 0 万美元/台 2 5 万美元/套 - 1 3 .3 万美元/台商业化程度 未进行商业化 2 0 1 8 年停产 未进行商业化 2 0 2 1 年出货量4 0 - 6 0 台 商业化进程加速中 目前无明确商用计划自由度 57个 20个 28个 16个 41个 51个应用场景 接待场景 商业、教育场景 研发平台 物流、仓储场景 展览、表演、家庭等 娱乐、展示场景技术情况（1 ）环境感知：配备视觉传感器、接地传感器、超声波传感器、压力传感器等等；（2 ）运动控制：硬件上纯电机驱动，软件上采用I- W A L K技术实现“ 预测运动控制” ，水平反应控制、目标Z M P控 制等只有2 0 个电机，上半身是人形，硬件薄弱、可靠性也较差、且情感引擎也很差（ 1 ）环境感知：足部配备力控传感器，头部配备激光雷达与深度相机进行环境感知；（2 ）运动控制： 硬件上电液混合驱动模式 达到运动控制的极致，软件上采取行为库+ 模型预测控制技术+ 自主步伐规划算法Di g it 膝盖关节可以做到向后弯曲，可在各种表面上改善平衡性和稳定性。同时支持大多数的软件A PI ，用户可利用其控件视觉算法来开发用户应用程序。（1 ）环境感知：头部配备U - SL A M 视觉导航，手部力矩传感器、膝盖按照高精度惯导传感器，脐部超声波传感器；（2 ）运动控制：硬件上纯电机伺服，软件上复杂地形自适应、路径落脚规划& 动作模仿；A m ec a 将 A I 与 A B 集成在一起，配备广泛的传感器，包括摄像头、麦克风、位置编码器以及具有数千个参数的智能电子设备1.3.核心产品：技术仍需突破，商业化仍是难题资料来源：本田官网、波士顿动力官网、优必选官网、软银官网、 Engineered Arts官网、 Agility Robotics官网、东吴证券研究所二、需求：场景为本，空间广阔2.1.场景预测：精准场景定位是商业化基础2.2.需求预测：全球万亿蓝海市场，未来可期142.1.1 服务机器人应用场景广泛，场景的精准定位是商用化的前提 复盘机器人发展历程 ， 我们认为对产业链的发展来讲 ， 场景选择至关重要 。 当技术难以研发适用于所有场景的通用机器人时 ， 需求场景越垂直越深 ， 越容易实现商业化的成功 。 服务机器人可以分为商业机器人和个人机器人 ,应用场景较为广泛 。 商业机器人是指在专业环境中执行服务的机器人 ， 而个人机器人则用于私人家庭 。 根据 Statista数据 ， 商业机器人的应用场景主要包括医疗 、 物流 、 农业和其他 （ 包括国防 、 公共关系等 ） ， 个人 /家庭机器人的应用场景主要为家务机器人 （ 辅助吸尘 、 地板清洁 、 草坪修剪 、 游泳池清洁 、 窗户清洁 、 家庭安全等 ） 、 娱乐休闲机器人 （ 用于满足情感需求 、 教育 、 陪伴等 ） 。2.1. 场景预测：精准场景定位是商业化基础商业场景个人 /家庭场景应用场景 医疗领域：辅助向导、诊断、康复等 物流领域：收捡分发包裹、运输等 农业领域：农场 /牧场辅助工作 其他领域：包括国防安全、公共关系维护、营销宣传等 家务场景：取快递、洗衣服、做清洁、家庭安保、草坪修建等 娱乐休闲场景：陪伴、辅助教育工作、满足情感需求和交互等医疗 物流 农业 安全家务 情感资料来源： Statista、东吴证券研究所 152.1.2 商业场景下医疗份额最高、物流增速最快，个人 /家庭场景具备强增长潜力 商业场景中 ， 医疗机器人占据最大的市场份额 ， 物流机器人增速最快 。 根据 Statista数据 ，2022年服务机器人中应用于医疗场景的机器人销售额达 101亿美元 ， 占比约 34%， 主要由于老龄化导致护理需求人数增加 。 此外 ， 应用于物流领域的机器人 2022年达 46亿美元 ， 增速最快 ， 主要由于新冠疫情流行 +互联网发展导致在线购物迅速发展 ， 增加了对物流速度和交货时间的要求 ， 物流 、 仓储中使用机器人可大幅度降低人工成本 ， 提高效率 。 个人 /家庭场景机器人增速较快 ， 仍具备较大增长潜力 。 个人 /家庭场景中 ， 2022年机器人销售规模达 91亿美元 ， 相比 2018年的 46亿美元 ， 实现接近翻倍的增长；其中用于家务场景 、 情感交互场景的机器人分别占比 82%、 18%。 我们认为个人 /家庭场景是机器人未来发展的终极方向 ，相比商业场景具备更强大的增长潜力 ， 市场空间广阔 。图 服务机器人家务场景下市场规模（百万美元）图 服务机器人商业场景下市场规模（百万美元）2.1. 场景预测：精准场景定位是商业化基础资料来源： Statista、东吴证券研究所 162.1.3.特斯拉的 Optimus市场预测：个人 /家庭场景为核心的偏 C端市场 根据公开信息 ， 我们认为特斯拉 Optimus的应用场景以个人 /家庭场景 （ C端 ） 为主 ， 同样包括商业服务场景与非结构化工业生产场景 （ B端 ） 。 场景进入顺序上 ， 我们预计短期应用于个人 /家庭场景 ， 中期有望进入商业服务场景和非结构化 &轻量化工业场景 ， 长期待交互技术进一步突破后有望满足情感 、 陪伴等需求 。 结构化工业生产场景也许并非 Optimus的主要应用场景 。 由于生产过程中工艺工序较为固定 ，工业机器人专业化程度高 、 柔性化程度也在加深 ， 可满足多下游行业生产需求 ， 类人度要求较低 ， 因此并非特斯拉 Optimus的核心应用场景 。2.1. 场景预测：精准场景定位是商业化基础特斯拉 Optimus场景预测 STEP1：进入家务场景，需求测算方法为：家庭户数 渗透率 STEP2：进入商业场景 +工业场景（非结构化工序，传统工业机器人无法胜任），需求测算方式为：从业人数 渗透率 STEP3：交互技术进步后，进入情感陪伴场景，需求测算为：一人户家庭数 渗透率资料来源：特斯拉官网、东吴证券研究所 17图 特斯拉机器人需求场景预测示意图家务场景 情感陪伴场景个人 /家庭场景 商业服务场景 工业生产场景版本顺序非结构化工序细分场景个人 /家庭场景图 短期家务场景下全球市场空间约 14万亿图 家务机器人目前市场区域分布2.2. 需求预测：全球万亿蓝海市场，未来可期2.2.1.短期需求测算（ 1-3年）：“家务场景” 全球市场规模约 14万亿元 家务场景机器人应用主要集中于亚洲 、 美国和欧洲 。 根据 Statista数据 ， 2022年亚洲 、 美国 、欧洲的家务场景服务机器人销售额预计分别为 28亿美元 、 24亿美元和 17亿美元 ， 合计共占 89%。故 我们选取其中的主要国家：亚洲的日本 、 中国 、 韩国 ， 欧洲的英国 、 法国 、 德国 、 意大利 ，以及美国的家庭户数作为测算依据 。 我们估计家务场景下 ， 人形机器人市场空间约 14万亿元 。 考虑经济发展水平和人均收入等因素 ， 我们假设美国 /欧洲 /亚洲市场未来 （ 约 1-3年 ） 人形机器人渗透率分别可达 16%/12%/8%，结合美国 、 欧洲 、 亚洲的主要户数情况 ， 可计算出美国 /欧洲 /亚洲的平均台数分别为1343/1496/4347万台 ， 总需求台数可达 7186万台 。 如果单价按照规模化生产后的 20万元均价测算 ， 则总市场规模约 14万亿元 ， 空间广阔 。资料来源： Statista、东吴证券研究所 18市场 指标 数值美国家庭户数 （ 万 ） 8392Y O Y 0 .2 6 %前 5% 高收入户数占比 （ % ） 2 3 .0 0 %渗透率估计 1 6 .0 0 %平均台数 （ 万台 ） 1343英国家庭户数 （ 万 ） 2780法国家庭户数 （ 万 ） 2970德国家庭户数 （ 万 ） 4100意大利家庭户数 （ 万 ） 2620渗透率 1 2 .0 0 %平均台数 （ 万台 ） 1496韩国家庭户数 （ 万 ） 2073日本家庭户数 （ 万 ） 5738中国家庭户数 （ 万 ） 46524渗透率 8 .0 0 %平均台数 （ 万台 ） 4347总台数 （ 万台 ） 7186单价 （ 万人民币 ） 20市场规模 （ 亿元 ） 143718美国市场欧洲市场亚洲市场合计E2.2. 需求预测：全球万亿蓝海市场，未来可期2.2.2.中期需求测算（ 3-5年）：“家务 +商业服务场景”全球市场规模约 25万亿元 商业服务应用主要集中于美国和欧洲 ， 亚洲增速较快 。 根据 Statista数据 ， 2022年美国 、 欧洲的商业服务场景机器人销售额分别为 91亿美元 、 60亿美元 ， 合计占比超 60%， 亚洲销售额2022年达 48亿美元 ， 相比 2019年增长接近 100%， 增速较快 。 我们认为中期 （ 约 3-5年 ） 看 ， 特斯拉人形机器人有望进入商业服务场景及部分工业场景 ， 替代服务业与制造业从业人员 。 与家务场景测算类似 ， 我们仍然选取美洲 、 欧洲和亚洲的主要国家 ， 以其服务业及制造业从业人数为基础进行测算 ， 对于美国 、 欧洲 、 亚洲分别给予渗透率估计值 8%、 7%、 6%， 最终得到总的需求台数为 5446万台 ， 按照单价 20万元测算 ， 商业服务场景下的总市场规模达 11万亿元 。 叠加家务场景下的需求 14万亿元 ， 中期维度总市场规模约 25万亿元 。图 中期商业服务场景下全球市场空间约 11万亿元图 商业服务机器人目前市场区域分布资料来源： Statista、东吴证券研究所 19市场 指标 数值美国 ： 服务业人数 （ 万人 ） 11943 制造业人数 （ 万人 ） 1233渗透率估计 8%平均台数 （ 万台 ） 1054英国 ： 服务业人数 （ 万人 ） 2654 制造业人数 （ 万人 ） 271法国 ： 服务业人数 （ 万人 ） 2101 制造业人数 （ 万人 ） 304德国 ： 服务业人数 （ 万人 ） 2956 制造业人数 （ 万人 ） 827意大利 ： 服务业人数 （ 万人 ） 1641 制造业人数 （ 万人 ） 418渗透率 7%平均台数 （ 万台 ） 782韩国 ： 服务业人数 （ 万人 ） 323 制造业人数 （ 万人 ） 440日本 ： 服务业人数 （ 万人 ） 831 制造业人数 （ 万人 ） 1060中国 ： 服务业人数 （ 万人 ） 35806 制造业人数 （ 万人 ） 21712渗透率 6%平均台数 （ 万台 ） 3610总台数 （ 万台 ） 5446单价 （ 万人民币 ） 20市场规模 （ 亿元 ） 108928美国市场欧洲市场亚洲市场合计E图 考虑情感陪伴 +家务需求，个人 /家庭场景下规模达 20万亿2.2. 需求预测：全球万亿蓝海市场，未来可期2.2.3.长期需求测算（ 5-10年）：“家务 +商业服务 /工业生产 +情感 /陪伴场景”全球市场规模约 31万亿元 我们认为随着 AI技术的进步 ， 人机交互能力逐步加强 ， 最终人形机器人可以很好的满足情感 /陪伴需求 。 我们以一人户家庭为主要目标群体 ， 将美洲 、 欧洲 、亚洲核心国家的家庭户数拆分为一人户家庭和非一人户家庭 ， 一人户家庭以情感 /陪伴需求为主 、 给予较高渗透率 （ 美国 、 欧洲 、 亚洲分别为 35%、 28%、 20%） ；非一人户家庭按照家务场景需求为主 、给予渗透率估计 （ 美国 、 欧洲 、 亚洲分别为 16%、 12%、 8%） ， 最终测算得到家务 +情感 /陪伴场景下人形机器人总需求台数为 10107万台 ， 按照单价 20万元 ， 则市场规模约 20万亿元 。 叠加对商业服务 /工业生产场景的讨论 ，长期来看 ， 人形机器人有望实现家务 +情感 /陪伴 +商业 /工业三场景需求共振 ，总市场规模预计可达 31万亿元 。注：一人户家庭渗透率估计类比了目前 20万元汽车的渗透率：根据国家统计局， 2020年有车家庭占 41.7%， 20万元以上汽车拥有家庭占 8%资料来源： Statista、国家统计局、东吴证券研究所 20市场 指标 数值美国家庭户数 （ 万 ） 8392其中 ： 一人户家庭数 （ 万 ） 2925 非一人户家庭数 （ 万 ） 5467一人户渗透率 （ % ） 35%非一人户渗透率 （ % ） 16%平均台数 （ 万台 ） 1898英国家庭户数 （ 万 ） 2780其中 ： 一人户家庭数 （ 万 ） 3 0 0 .2 4 非一人户家庭数 （ 万 ） 2 4 7 9 .7 6法国家庭户数 （ 万 ） 2970其中 ： 一人户家庭数 （ 万 ） 4 5 1 .4 4 非一人户家庭数 （ 万 ） 2 5 1 8 .5 6德国家庭户数 （ 万 ） 4100其中 ： 一人户家庭数 （ 万 ） 1 6 4 7 .6 非一人户家庭数 （ 万 ） 2 4 5 2 .4意大利家庭户数 （ 万 ） 2620其中 ： 一人户家庭数 （ 万 ） 841 非一人户家庭数 （ 万 ） 1779一人户渗透率 （ % ） 28%非一人户渗透率 （ % ） 12%平均台数 （ 万台 ） 2015韩国家庭户数 （ 万 ） 2073其中 ： 一人户家庭数 （ 万 ） 664 非一人户家庭数 （ 万 ） 1409日本家庭户数 （ 万 ） 5738其中 ： 一人户家庭数 （ 万 ） 2180 非一人户家庭数 （ 万 ） 3558中国家庭户数 （ 万 ） 46524其中 ： 一人户家庭数 （ 万 ） 12549 非一人户家庭数 （ 万 ） 33975一人户渗透率 （ % ） 20%非一人户渗透率 （ % ） 8%平均台数 （ 万台 ） 6194总台数 （ 万台 ） 10107单价 （ 万人民币 ） 20市场规模 （ 亿元 ） 202143亚洲市场合计美国市场欧洲市场三、特斯拉 Optimus：运动控制待突破，商业化可期3.1.特斯拉 Optimus: 引爆人形机器人市场3.2.技术：自研算力芯片加持，运动控制重点突破3.3.商业化 “ 1到 N” 可期，节奏预计快于 ModelS213.1.特斯拉人形机器人时间线：预计 2022年 9月发布 Optimus原型机 首次提出概念： 2021年 8月 20日 ， 马斯克在首届特斯拉人工智能日 （ AI DAY） 上首次发布特斯拉人形机器人 （ Tesla Bot） 计划 ， 代号 “ 擎天柱 ” （ Optimus） ， 正式宣布进军机器人领域 ，预计 2022年完成 ， 第一版可在 2023年投入生产 。 财报会议提到： 2022年 4月 ， 马斯克在财报会议上指出 ， Optimus的重要性将在未来几年逐渐显现 ， 最终将比汽车业务 、 比 FSD更具价值 。 演讲中提及： 2022年的 TED访谈中 ， 马斯克也提到人形机器人的第一批生产打算用于那些危险 、无聊 、 重复以及人们不情愿去做的工作 。 并且表示 ， 起码在两年内可以生产出有实际用途的产品 ， 且价格预计比制造一辆车的价格更便宜 （ 特斯拉汽车在中国的售价最低为 30万元左右 ） 。 确定发布时间： 2022年 6月 ， 马斯克在推特上发文 ， 将特斯拉第二个人工智能日 （ AI Day） 由原定的 8月 19日推迟到 9月 30日 ， 可能推出 Optimus原型机 ， 同时马斯克在接受彭博社采访时称：人形机器人 Optimus将在 9月 30日的特斯拉 AI日活动上面世 。图 马斯克 2022年 6月推特发文图 马斯克 2022年