【智能时代】机器人产业史:AI开启机器人范式革命,新纪元序幕

科技有六合 2024-09-30 17:49:04

AI为核心的新一轮科技创新浪潮已至,AI将与互联网一样,带来新一轮范式革命,人类社会将进一步加速发展。我们精心准备,重磅推出【智能时代专题】,目前已规划121篇深度原创研报,将全方位梳理AI产业、技术、代表性公司等发展历史、现状、趋势,展望智能时代未来图景,挖掘投资机会。

智能时代专题:机器人产业史

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一、革命性科技创新突破,需经历漫长历程与复杂演进,从最初概念设想,到真正产业化落地,绝非一蹴而就。

这个过程,往往跨度数十年、甚至上百年,历经多轮探索迭代,还受制当时社会环境、科技发展水平等因素。即便是第一个公认的标志性产品问世,距离概念提出,也有相当长的时间。

机器人领域,1920年,捷克剧作家卡雷尔·凯佩克Karel Capek,发表科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》,成为机器人Robot单词起源。

直到1958年,世界上第一家机器人制造公司Unimation成立,制造世界上第一台工业机器人Unimate,真正开启机器人产业化,两者之间相差近40年。

关键技术范式革命,是产业形成必要条件;领军人物的出现,对产业发展至关重要。关键技术实现范式革命,对原有技术路径、系统架构等形成颠覆性、划时代创新,根本上改变产业技术基础,开辟全新发展路径。

每次科技创新重大变革背后,往往会有天才级领军人物在关键节点推波助澜,例如比尔·盖茨、乔布斯之于个人电脑,乔布斯之于智能手机,马斯克之于电动车+自动驾驶、脑机接口、星际殖民等,他们凭借超前坚定的战略眼光与卓越创新能力,引领产业迈向新高度。

机器人领域,马斯克再次成为领军人物,领导的特斯拉打造人形机器人Optimus作为通用智能机器人,基于电驱、将特斯拉在自动驾驶领域积累的基于纯视觉、端到端神经网络的AI能力,移植到擎天柱机器人Optimus,打造全面感知、智能交互的新一代机器人,重塑机器人技术范式,与波士顿动力过去打造的类似功能机时代基于传统液压、控制类机器人,形成鲜明对比。

科技创新成果要转化为现实生产力,需要摆脱实验室思维,从实验室走向产业化。科研人员往往更专注论文发表、项目申请等,对技术工程化、规模化、商业化考虑不足,存在导致技术开发脱离市场需求,难以形成有竞争力产品。

波士顿动力为例,机器人技术尽管曾长期领先全球,始终停留在实验室阶段,在产业化方面不及后来者特斯拉,马斯克始终坚持技术创新基础上,需要加速工程化、规模化、商业化,推动机器人技术真正惠及大众。

机器人产业迎来新的范式革命,从传统预编程控制,向基于AI大模型驱动的智能化方向发展。就像手机分功能机与智能机,汽车分燃油车与智能电动车,机器人也可分为控制类机器人与智能机器人。

控制类机器人,特点是机器人动作,由人预先编写设计入行为数据库,类似按剧本表演,缺乏自我学习与自由创造。

智能机器人,与控制类机器人最大不同,是引入AI,让智能机器人通过深度学习,不断自我进化,更加智能,可以更好应对各种复杂环境。

硬件升级迭代周期更长,成为限制智能机器人快速发展的重要瓶颈。软硬件协同,是推进智能机器人发展的关键。

软件方面,AI技术正经历前所未有的加速发展,以大语言模型为代表,短短几年时间实现跨越式性能飞跃。

硬件方面,设计、制造、集成等环节繁复,涉及材料、工艺、电路、机械等诸多领域,每次迭代都需较长时间论证、测试、优化,决定硬件升级不可能一蹴而就,需要在摸索中持续打磨。

二、中美两国在AI智能时代机器人产业发展中处于全球领先地位,传统机器人强国日本面临严峻挑战。受益AI技术快速进步,特别是大模型等颠覆性创新,机器人正在从传统的控制型向真正的智能型跃迁。

长期以来,日本在工业机器人领域保持领先,主要优势集中在硬件与控制技术领域,在AI时代,单纯的硬件优势远远不够,机器人竞争力越来越依赖软件算法,日本传统机器人需要完成基于AI大模型的智能化升级迭代进化。

中国发展智能机器人产业具备独特优势,涌现出一批基于AI背景成长起来的智能机器人公司。中国在AI领域跻身世界前列,凭借雄厚制造能力、广阔应用市场,拥有世界上规模最大、增长最快的机器人应用市场,为新技术、新产品落地提供土壤,构筑中国发展智能机器人产业独特优势,孵化出宇树科技、智元机器人、逐际动力、优必选、蔚蓝科技、傅利叶智能等原生智能机器人公司。

三、机器人从古代神话起源,向通用智能发展,将深刻变革人类社会。

机器人技术发展历经漫长历史过程,从古代自动机到现代AI,人类对于创造能够模仿、甚至超越人类能力机器人的探索从未停止。

机器人产业发展,经历从概念构想,到工业应用,再到服务领域,最后向通用智能发展的过程,每个阶段都伴随技术突破与应用范围扩大。未来,随着AI技术进步,机器人将成为人类社会生产力的重要力量,深刻改变人类社会,带来前所未有的机遇。

19世纪以前:机器人处于早期概念与探索阶段,主要是人类对自动机械的想象与初步尝试,为后来机器人发展奠定思想基础。

19世纪~20世纪初:随着工业革命到来,自动机概念开始与实际机械设计结合,出现具有实际功能的自动机械。

1920~1950年代:现代机器人产业萌芽,机器人技术从概念走向实践。

1960~1970年代:现代机器人产业进入成长期,机器人走向工业应用。

1980~2000年代:现代机器人产业进入快速发展期,机器人具备简单感知与反馈能力。

2000~至今:现代机器人产业进入智能化时期,AI技术突破,给机器人带来革命性变化。

AI技术发展,机器人开始具备更高级自主性与智能,能执行更复杂任务。搭载深度学习算法机器人的出现,可通过自主学习掌握识别、规划、决策等能力,适应复杂多变环境。自动驾驶汽车、智能协作机器人等,标志机器人正在向更高智能化水平迈进。

三、机器人产业空间广阔,将带来有史以来最大机会。

全球机器人市场规模突破500亿美元,机器人作为新兴产业发展动力强劲。国际机器人联合会IFR数据,全球机器人市场规模,2022年513亿美元,预计2024年将突破650亿美元,年复合增长率12.6%,服务机器人、特种机器人、跨领域人形机器人市场有望贡献更高增速。

人形机器人市场看好,迎来高速发展期。Markets and Markets数据,全球人形机器人市场规模,2023年~2028年,预计将由18亿美元,增至138亿美元,年复合增速约50.2%。

高盛预测,全球人形机器人市场规模,在技术得到革命性突破理想情况下,乐观估计,2035年市场规模将达到1,540亿美元,复合年均增长率达94%。

高工移动机器人数据,全球人形机器人市场规模,2024年10.17亿美元,2030年预计将达150亿美元,2024~2030年复合增长率将超过56%,全球人形机器人销量将从1.19万台,增长60.57万台;中国市场销量,将从约0.40万台,增至27.12万台。

马斯克预计2030年擎天柱Optimus产量达百万台以上,销售额将超200亿美元。2024年9月10日,马斯克在2024 ALL-IN峰会接受专访表示,预计擎天柱还需迭代3次,大概5~6年时间,开始规模化生产,达到每年百万台以上水平,估计那时擎天柱售价可能在2万美元左右。据此估算,擎天柱将在2030年左右达到每年产量百万台,按2万美元计算,特斯拉擎天柱人形机器人年销售额将超200亿美元。

全球面临人口出生率下降、老龄化加剧、劳动力短缺,机器人将接替人类各类工作。未来有望实现人均2~3个人形机器人,将是有史以来最大规模产业。

马斯克表示,人形机器人将带来有史以来最大机会,人形机器人与人类比例,将至少是2:1或3:1,每个人都想要1个人形机器人,还有很多看不到的机器人在制造商品与服务。

联合国2024年7月11日发布数据,2024年,全球人口82亿,据此估算,未来全球人形机器人规模将达164亿~246亿台,按照马斯克给出擎天柱2万美元售价计算,总体制造市场规模328万亿美元~492万亿美元。

对比2023年全球GDP总量105万亿美元,将是目前全球GDP的3.1~4.7倍。参考汽车平均使用年限约12年,全球人形机器人制造年规模27.3~41.0万亿美元,作为对比,2023年全球汽车制造业产值1.68万亿~2.5万亿美元。

Midjourney创始人发表更乐观预测,世界上将有1,000亿人形机器人。2024年1月17日,Midjourney创始人大卫·霍尔茨David Holz,在X发文表示,有理由期待,2040年,地球上将有10亿人形机器人;2060年,世界上将会有1,000亿人形机器人,大部分在其他星球。

马斯克回应,只要文明基础稳定,这一预测很可能实现。

Midjourney创始人David Holz在X发文

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