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张一鸣 国盛证券机械行业首席分析师
直播时间：10月27日 13:30
直播全文：
吴忠浩：大家好，我是国泰基金量化投资部基金经理吴忠浩。 这次直播主要希望跟大家分享一个投资机会，就是我们10月30日到11月3日发行的凯辉机器人产业ETF，代码是。
这次我们邀请了国盛证券机械行业首席分析师张一鸣和我们一起分析机器人行业，尤其是人形机器人的细分赛道。 接下来张老师将和我们一起对这个赛道的投资价值进行详细的分析。 首先我们请张总向大家问好。
张一鸣：尊敬的国泰基金投资者，大家好，我是国盛证券机械行业首席分析师张一鸣。 今天我非常荣幸受到国泰基金的邀请，为各位投资者做机器人行业的行业介绍。
一、中证机器人指数详解
吴忠浩：首先介绍一下国泰机器人产业ETF跟踪的指数。 它的名字叫中证机器人指数，它的代码是。 该指数的样本池为为机器人生产提供软件或硬件支持的上市公司。 其中，精选100只个股。 目前有82只成分股。 该行业机械占45%，电力设备及新能源占30%，计算机占30%。 占15%，电子占7%。
总体而言，这是一个市值相对较小的指数。 市值低于200亿的成分股有62只。 在当前流动性相对宽松、经济复苏乏力的情况下相对有利。
与此同时，机器人产业也得到了多项政策的持续支持，提升产业高质量发展。 2023年以来，机器人行业备受关注。 1月份的《机器人+应用行动实施方案》中还提到，到2025年，五年窗口内，制造业机器人使用强度将翻一番； 服务机器人、特种机器人等。机器人在这些行业应用的广度和深度也将显着提升，机器人推动社会高质量发展的能力也将显着增强。
2、机器人行业分类分析
接下来我们先介绍一下机器人的分类。 从应用领域来看，机器人可分为工业机器人、服务机器人和特种机器人。 工业机器人包括搬运、包装、焊接等。服务机器人主要用于家庭、医疗和公共服务，而特种机器人主要用于军事用途。 机器人、应急机器人等等。
同时，机器人还可以根据产品的形态进行分类，比如本次要讨论的人形机器人、主要负责运输等的足部机器人、以及类似于机械臂的手部机器人等。
3. 为何仿人机器人的关注度大幅提升？
我们比较看好人形机器人赛道，张老师对这个赛道也做了非常深入的研究。 我们首先请张老师给我们介绍一下人形机器人和其他机器人的区别。
张一鸣：人形机器人其实从字面意思就可以看出来。 人形机器人实际上具有人类的形状。 它有手有腿，或者是一些一般的人形机器人。 如果它下面有轮子，只要它有手，看起来像人，其实就不是。 你可以称它为人形机器人。
为什么现在市场突然对人形机器人如此关注？ 因为这几年，很多人形机器人陆续出现，包括波士顿动力的Atlas、本田自己研发的机器人，包括国内的公司（比如优必选），这几年其实也推出了。 你自己的人形机器人。
为什么这两年我们如此关注人形机器人？ 我认为有两个原因。 首先，作为标杆企业，特斯拉于去年6月正式进军人形机器人行业。 大家仍然相信马斯克有能力实现未来的梦想。 第二个很重要的原因其实是关键技术的突破，今年未来Chat GPT或多模态大模型技术在机器人上应用的可能性。
虽然现在我们谈论的更多的是人形机器，但实际上，人形机器人背后还有一个更大的概念值得我们关注。 这个概念就是的 Huang今年5月提出的体现智能。 或者一般的智能机器人。
通用智能机器人实际上是一种基于多模态大模型工具的新技术。 因此，我们会想象，未来，当人类机器人拥有通用智能时，就相当于给了机器人一个大脑。 未来它可以应用到更多领域，其想象空间自然比其他专用工业协作机器人和特定领域的专业机器人要大得多。
因为大模型的出现意味着人形机器人有了大脑，其泛化能力将会大大提高。 未来，人形机器人或许能够走进千家万户，在工厂搬砖，在一些商业场景中承担很多责任。 服务人员的工作，因此，我们对未来人形机器人的想象空间其实比过去所有的机器人都要大得多。 我想这也是人形机器人的出现对于投资的意义。
4. 仿人机器人的应用领域有哪些？
吴忠豪：刚才张总也提到了波士顿动力、特斯拉等，当然波士顿动力很早就在开发人形机器了，特斯拉也准备进入这个赛道。 虽然这些都非常知名，但实际上我们在现实生活中接触人形机器人这样的产品还是比较少的。 请张总扩展一下，未来仿人机器人将会应用到哪些领域，或者已经应用到哪些领域？
张一鸣：人形机器人还没有开始大量使用。 我们可以展望未来。 其实这个问题我也和很多业内人士讨论过。 目前整个机器人领域的受欢迎程度实际上取决于未来人形机器人的数量，而人形机器人的预期数量实际上取决于其应用场景的数量。
我认为人形机器人未来应该应用于三个领域：
第一个是工业场景，这也可能是人形机器人第一个进入的场景。
第二类是商业和民用厂商，相对来说比较通用。 例如，你可以在餐厅当服务员，家庭场景可以作为家里的陪伴、托儿或保姆。 比如你现在下楼买外卖或者扔垃圾，未来的人形机器人可以帮你轻松做到。
第三个场景是一些特殊的场景，比如消防、医疗，会用到一些特殊的人形机器人。 当然，这个场景中的人形机器人的形状可能与前两者不同。 例如，在工业场景和家庭民用场景中，这种电动伺服驱动力可能足够了，但如果是像消防或者医疗护士，如果你要做一些重体力劳动，比如灭火，载人、搬运物料等，可能需要用到液压。
未来，人形机器人的应用领域其实会非常广泛，在每个不同的领域机器人可能会有多种形态。
5、机器人领域未来行业趋势展望
吴忠浩：我们之前也提到过，特斯拉的机器人可能会有一个0到1的爆发阶段。 除了特斯拉之外，可能还有很多其他公司也在布局这一领域。 张老师能给我们介绍一下吗？ 这个行业的未来趋势是什么？
张一鸣：至少我认为人形机器人是制造业中为数不多的未来行业趋势明显向上的主要领域之一。 因为人形机器人很重要的一点就是，人形机器人与普通工业机器人或者其他服务机器人最大的区别就是智能的提升。 多模态大模型出现后，机器人的场景泛化能力得到了极大的提升。 。 因此，通用机器人或者通用人形机器人是有意义的，其应用领域也特别广泛。
首先，有国际巨头带头，其中就包括特斯拉。 谷歌和微软也在开发机器人相关技术。 当然，他们可能更倾向于柔软的东西。 这个国家其实很热闹。 不少新玩家纷纷进入人形机器人公司，比如傅里叶、致远、华为才华横溢的年轻智慧军创办的致远机器人，还包括优必选等，华为也开始做机器人相关的产业布局。 因此，首先我相信未来加入人形机器人赛道的玩家数量将会增加。
其次，与人形机器人相关的政策也层出不穷。 去年以来，工信部出台了“机器人+”战略。 今年，北京、上海、深圳相继出台了仿人机器人相关政策。 今年6月，北京首次提出打造一批能够对标国际一线仿人机器人企业的国产品牌。 这一行业趋势由国际巨头引领，国内玩家纷纷加入，同时我国政府也对其给予大力支持。 所以我认为人形机器人的行业趋势实际上应该在今年达到元年。 其实最核心的原因是大模型或者机器人大脑的关键技术今年才出现，所以今年是整个机器人行业趋势的元年。 我相信未来三到五年机器人将会迎来非常快速的发展。
6、机器人硬件详解
吴忠浩：刚才张总提到的多模态大模型和人工智能，给了机器人新的赋能。 这主要是软件层面的事情。 从硬件层面来看，机器人也有减速器、控制器、软件系统三个主要组成部分。 张先生能否对每个部分进行一些扩展，谈谈每个部分在中国的相应发展？
张一鸣：机器人其实和过去的工业机器人不一样。 过去，无论是工业机器人还是协作机械臂，实际上最多有六个轴，每个轴都有一个关节，对应一个自由度。 以特斯拉为例，关节数量大幅增加。 总共有40个关节，其中身体28个关节，一只手6个关节，双手12个关节。 它们总共有 40 个关节。 个人的。
我也从国内其他一些仿人机器人公司了解到，40个关节其实并不算多。 有的国产仿人机器人有40多个关节，甚至50个关节。 最大的变化之一是关节数量增加了。
机器人的关节里面到底有什么？ 其实核心是三个层次。 第一层我们称之为控制层，第二层我们称之为感知层，第三层我们称之为执行层。
1、控制层
什么是控制层？ 人形机器人是一个高度仿生的学科，与人类非常相似。 对于人类来说，人类的控制力从何而来？ 其实它来自两个，一是大脑，二是小脑和脑干。 大脑实际上相当于机器人的大模型。 我之前一直强调AI和多模态语言模型。 这是因为大型人工智能模型是人形机器人的大脑。 你可以理解，在今年之前，机器人一直都是没有大脑的。 过去控制一般是通过远程控制和数控编程。 今年控制层有了非常大的突破，机器人大脑出现了。
第二个控制层是小脑。 我们平时说一个人有很强的运动天赋的时候，不是说他的大脑发达，而是说他的小脑发达。 大脑决定智商，决定一个人的推理能力、逻辑思维能力，包括记忆能力。 其实像运动控制能力、协调能力这样的东西，比如这个人马上就可以学会打篮球，跳舞的姿势也非常协调。 这是由小脑和脑干控制的。 这对应于人形机器人，实际上类似于控制器和驱动器等组件。 今年控制层最大的变化就是前面提到的大脑发生了巨大的变化。
2.感知层
转到感知层，感知层实际上类似于人类的五种感官。 人们通过皮肤、通过眼睛、通过耳朵和听觉感知外部环境，并将感知到的信息传递到大脑皮层，以做出下一步的行动。 行动决定。 人形机器人也是如此。 它还需要五种感官和触觉来感知外部信息，并将其提供给其控制中心进行下一步指令。 感知层涉及各种传感器，包括眼视摄像头。 一般来说，国内很多机器人公司都采用3D深度相机视觉解决方案。
触觉方面实际上涉及两个层面。 第一个是关节内部，一般使用各种传感器，包括力传感和扭矩传感。 以特斯拉为例。 它在每个关节中安装一维力或扭矩传感器。 也有许多仿人机器人制造商提供了不同的解决方案。 他们将其安装在关节末端，例如手腕或脚踝末端安装一些更高维、多维的粒子传感器，例如六维粒子传感器。 高精度传感器也是我国比较缺乏的部分，未来国产替代机会很大。
3、执行层
第三层是执行层。 通过感知，感知外部信息并将其发送到大脑进行决策。 通过驱动控制将决策转换成相应的电流信号。 电流信号最终会流入执行层并进入电机。 进行相应的动作，最终完成动作。 该步骤由执行层完成。
我们也将执行层称为执行器。 执行机构实际上主要包含两部分，一是电机，二是减速机。 电机接受驱动器提供的电流后开始旋转。 例如，如果机器人想要移动得更快，就让电机旋转得更快。 如果机器人想要向前移动，电机就会向前旋转。 如果机器人想要向后移动，电机就会向后旋转。 事实上，电机主要起到运动控制和运动调节的作用。
电机的转速一般都比较高，电机输出的轴输出力实际上是不够的。 它是如何驱动整个人形机器人的运动的呢？ 这时候我就需要加一个装置来降低它的速度，同时放大它的输出力。 这种装置称为减速器。 减速机有很多种。 机器人上使用的一般都是精密减速机，主要包括结构减速机、RV减速机、行星减速机等产品。
机器人有不同类型的关节，包括肘部和手腕等旋转关节，以及大腿和膝盖后面的直线关节。 对于线性关节中使用的传动键也有不同的解决方案。 中国许多公司采用行星在顶部、连杆在底部的结构。 特斯拉从公开信息中也可以看到，其采用了成本相对较高的方案，采用滚柱丝杠，精度要求相对较高。 是目前国内还缺乏的一个环节，而且精度也非常高。 国内大型替代品还有空间。
7、机器人产业国产替代空间广阔
吴忠浩：刚才张先生提到了国产替代这个词。 中国进行这些技术投资的一个非常重要的概念是国内替代，以及自主创新。 张总，请您从这两个方面，结合我们刚才提到的减速机、电机和人工智能，从国产替代和自主创新两个方面，给我们介绍一下未来机器人的增长潜力和投资价值。 、后续投资机会？
张一鸣：我在讲人形机器人的部件时，几乎把机器人的所有环节都拆解了。 事实上，我国最大的优势之一就在于硬件的制造。 因为我们国家是工业门类最齐全的经济体，我们可以把成本降到最低。 这是我国制造业的最大优势。
刚才提到的机器人中，用得最多的其实就是电机和其他传动系统。 实际上有两种类型的电机。 一种是用于大型关节的无框力矩电机，这也是无刷电机的一种。 另一种是用于机器人灵巧手的更复杂的电机，称为空心杯电机。 第二个领域是动力传动系统。 刚才提到一个是减速机，一个是滚珠丝杠。 因此，我认为未来的投资机会将主要集中在这两个领域。 这两个其实是机器人中使用最多的。
如果仍然以此为例，无框力矩电机可能使用28，空心杯电机至少可能使用12。一些国产解决方案甚至使用20以上。 传动系统就像一个减速机。 一台机器至少用十几个，滚珠丝杠也用十几个。 如果未来的人形机器人按照马斯克所说的那样，他说会达到数亿甚至十亿，可想而知，对电机，特别是空心杯电机，包括精密减速机、滚珠丝杠的需求自然会非常巨大。 我觉得未来的投资方向其实可以集中在空心杯电机、精密减速机和滚珠丝杠这三个比较重要的领域。
吴忠浩：我们现在常说的国产替代会不会被“卡住”？ 我们在这些行业的自主研发能力怎么样？ 你是否曾经陷入过这样的境地？
张一鸣：我明白了。 首先，我刚才讲的无框力矩电机相对来说没有那么困难。 我相信我国一些比较好的电机企业有能力胜任这个任务。 空心杯电机现在已经由国内一些优秀的公司生产，并且得到了国际客户的认可。 其实现在最难的是机械加工，尤其是高精度机械加工。 事实上，机械加工并不是什么特别新的技术。 相反，它已经是数百年的成熟技术。 但也正是因为有数百年的历史，我国在精度方面与德国、日本等老牌制造强国相比还存在很大差距。
以我刚才讲的精密减速机和滚珠丝杠为例。 一方面，它需要大量的制造过程知识。 这真是一锤子敲出来的，积累了经验。 第二个其实是缺乏设备，包括原材料。 在调研过程中我还了解到，我国很多想要部署滚珠丝杠和精密减速机的企业其实对进口设备感到担忧，因为他们需要把减速机和滚珠丝杠做好。 购买世界顶级磨床、车床进行加工。 不过，采购德国、瑞士、日本的机床，尤其是高精度五轴机床，还是存在一定的局限性，所以这方面确实构成了一些“卡脖子”因素。
但现在国内很多优秀的企业已经开始配置高精度磨床和车床。 相信未来装备领域会有很多优秀的企业能够实现国产替代，突破我国仿人机器人的一些关键零部件的瓶颈。
吴忠豪：感谢张一鸣先生对机器人行业的深入剖析，也感谢屏幕前的各位投资人在百忙之中参加我们的直播。 请继续关注我们即将推出的凯辉机器人产业ETF。 其产品代码为。 感谢各位投资者的观看。
风险提示：
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