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2024世界人工智能大會(huì)(WAIC 2024)定于7月4日盛大啟幕,此次盛會(huì)聚焦于核心技術(shù)突破、智能終端創(chuàng)新以及應(yīng)用賦能的廣闊前景,旨在匯聚全球智慧,共繪AI發(fā)展新藍(lán)圖。尤為引人注目的是,大會(huì)特別設(shè)置了人形機(jī)器人專區(qū),作為展覽的亮點(diǎn)之一,將集中展示25款前沿人形機(jī)器人,其中不乏行業(yè)巨擘特斯拉的Optimus二代全球首發(fā),宇樹科技帶來(lái)的國(guó)內(nèi)首款具備奔跑能力的全尺寸通用人形機(jī)器人H1,以及備受矚目的全球首個(gè)全尺寸開源公版人形機(jī)器人青龍的驚艷亮相,這些創(chuàng)新成果不僅彰顯了人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展,也預(yù)示著智能機(jī)器人時(shí)代的新篇章即將開啟。
人形機(jī)器人,作為AGI具身智能的核心載體,正引領(lǐng)著AI技術(shù)邁向全新紀(jì)元,其獨(dú)特之處在于能夠像人類一樣與環(huán)境進(jìn)行深度交互、感知,并自主規(guī)劃、決策、行動(dòng)與執(zhí)行,這一特性預(yù)示著人形機(jī)器人或?qū)⒊蔀槲磥?lái)AI發(fā)展的終極形態(tài)。在此背景下,世界人工智能大會(huì)(WAIC)2024年盛會(huì),通過(guò)聚焦大模型、算力及機(jī)器人等前沿領(lǐng)域,無(wú)疑為人形機(jī)器人及AI產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展注入了強(qiáng)勁動(dòng)力,有望成為推動(dòng)這些板塊飛躍的重要催化劑。特斯拉機(jī)器人供應(yīng)鏈的優(yōu)化、國(guó)產(chǎn)人形機(jī)器人本體企業(yè)的崛起,以及眾多潛在零部件供應(yīng)商的積極入局,均將在這場(chǎng)技術(shù)革命中受益匪淺,共同塑造智能時(shí)代的嶄新圖景。
人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的上游供應(yīng)鏈涵蓋了關(guān)鍵硬件與軟件系統(tǒng)的全面支持。硬件方面,精密減速器(如諧波減速器、RV減速器、行星減速器)、高性能伺服電機(jī)(如無(wú)框力矩電機(jī)、空心杯電機(jī))、精密絲杠以及各類傳感器(包括視覺(jué)傳感器、力傳感器、IMU慣性測(cè)量單元)等核心零部件的供應(yīng),為人形機(jī)器人的精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)與感知能力提供了堅(jiān)實(shí)保障。軟件層面,則融合了感知軟件(語(yǔ)音識(shí)別、視覺(jué)識(shí)別、位置與運(yùn)動(dòng)識(shí)別等)、認(rèn)知軟件(語(yǔ)言處理、深度語(yǔ)義理解、知識(shí)圖譜構(gòu)建)以及決策軟件(路徑規(guī)劃、行為決策算法)等先進(jìn)技術(shù),共同驅(qū)動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)復(fù)雜場(chǎng)景下的智能交互與自主決策。根據(jù)Tesla AI day的展示,一臺(tái)典型的人形機(jī)器人集成了線性與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、靈巧手部結(jié)構(gòu)、先進(jìn)的感知系統(tǒng)、核心芯片以及高能量密度鋰電池等關(guān)鍵組件,展現(xiàn)了其高度集成化與智能化的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。
絲杠作為精密傳動(dòng)元件,依據(jù)其摩擦特性細(xì)分為滑動(dòng)絲杠、滾動(dòng)絲杠與靜壓絲杠三大類,其中滾動(dòng)絲杠憑借其在啟動(dòng)阻力、低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、傳動(dòng)效率、耐磨壽命、定位精度及微量位移準(zhǔn)確性等方面的顯著優(yōu)勢(shì),成為應(yīng)用最為廣泛的類型。行星滾柱絲杠作為滾動(dòng)絲杠的高端形態(tài),進(jìn)一步細(xì)化為標(biāo)準(zhǔn)式、反向式、循環(huán)式及差動(dòng)式等多種類型,各自針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景展現(xiàn)獨(dú)特價(jià)值:標(biāo)準(zhǔn)式適用于大負(fù)載、高速及高加速度需求,如精密機(jī)床、機(jī)器人與軍工裝備;反向式則擅長(zhǎng)中小負(fù)載、小行程與高速環(huán)境;循環(huán)式以其高剛度、高承載及高精度特性,在醫(yī)療器械與光學(xué)精密儀器領(lǐng)域大放異彩;而差動(dòng)式,憑借更短的導(dǎo)程、更大的減速比及優(yōu)化的功率體積與質(zhì)量比,特別適用于高速重載的極端工況。當(dāng)前,中國(guó)滾柱絲杠行業(yè)雖在全球市場(chǎng)中占比僅為5%,約4.4億元,但展現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長(zhǎng)潛力,預(yù)計(jì)2023至2028年間,我國(guó)行星滾柱絲杠行業(yè)將以7.5%的年復(fù)合增長(zhǎng)率持續(xù)擴(kuò)張,至2028年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到6.79億元,展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景與市場(chǎng)空間。
我國(guó)本土企業(yè)在行星滾柱絲杠領(lǐng)域的產(chǎn)品布局相對(duì)薄弱,面臨技術(shù)挑戰(zhàn)與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的雙重考驗(yàn)。在導(dǎo)程精度這一核心指標(biāo)上,全球頂尖企業(yè)已實(shí)現(xiàn)G1-G5標(biāo)準(zhǔn)的全面覆蓋,而我國(guó)尚缺乏能夠媲美的企業(yè),顯示出在高端精度控制上的不足。同時(shí),在最大動(dòng)載荷與靜載荷能力方面,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。不過(guò),隨著技術(shù)進(jìn)步,國(guó)內(nèi)大型生產(chǎn)企業(yè)在中低檔產(chǎn)品上的競(jìng)爭(zhēng)力逐漸增強(qiáng),與國(guó)際品牌差距縮小甚至持平。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)方面,形成了明顯的梯隊(duì)格局:南京工藝、博特精工等企業(yè)構(gòu)成第一梯隊(duì),專注于行星滾柱絲杠生產(chǎn)并占據(jù)市場(chǎng)前列;第二梯隊(duì)則涵蓋研發(fā)試產(chǎn)階段的貝斯特、匯川技術(shù)及精密機(jī)械零部件廠商如鼎智科技、五洲新春,展現(xiàn)出積極的后發(fā)優(yōu)勢(shì);第三梯隊(duì)企業(yè)雖未直接涉足該領(lǐng)域,但其業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)為行星滾柱絲杠的未來(lái)發(fā)展提供了潛在助力,如恒立液壓、科德數(shù)控等,預(yù)示著行業(yè)生態(tài)的多元化發(fā)展趨勢(shì)。
行星滾柱絲杠的產(chǎn)業(yè)鏈上游緊密關(guān)聯(lián)著原材料與關(guān)鍵零部件的供應(yīng)體系,其核心材料精選合金結(jié)構(gòu)鋼以確保強(qiáng)度與韌性,而螺母與滾柱則優(yōu)選高碳鉻軸承鋼,以承受高負(fù)荷與保持精密運(yùn)轉(zhuǎn)。在人形機(jī)器人領(lǐng)域,反向式行星滾柱絲杠因其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)成為核心零部件的優(yōu)選,每臺(tái)機(jī)器人需配備14個(gè)線性執(zhí)行器,每個(gè)執(zhí)行器均內(nèi)置一個(gè)反向式行星滾柱絲杠。若人形機(jī)器人年產(chǎn)量躍升至500萬(wàn)臺(tái),這一龐大的市場(chǎng)需求將直接為行星滾柱絲杠行業(yè)帶來(lái)高達(dá)668億元的市場(chǎng)空間,展現(xiàn)出巨大的增長(zhǎng)潛力和廣闊的發(fā)展前景。
滾珠絲杠,作為工業(yè)精密機(jī)械不可或缺的傳動(dòng)組件,其結(jié)構(gòu)精妙,集滾珠絲杠、螺母與滾珠于一體,種類繁多,涵蓋自潤(rùn)滑型、靜音型、高速化及重負(fù)荷型等,以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。從循環(huán)機(jī)制上區(qū)分,滾珠絲杠可分為內(nèi)循環(huán)與外循環(huán)兩大類,前者確保滾珠在循環(huán)路徑中持續(xù)與絲杠接觸,保證傳動(dòng)的連續(xù)性與穩(wěn)定性;后者則允許滾珠在特定階段與絲杠短暫分離,以優(yōu)化運(yùn)行效率與壽命。
據(jù)百諫方略(DIResaerch)深入調(diào)研,全球滾珠絲杠制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈,THK、NSK、上銀科技、SKF、銀泰科技等巨頭企業(yè)憑借技術(shù)實(shí)力與市場(chǎng)份額躋身全球前列,前五強(qiáng)更是占據(jù)了近半壁江山。展望未來(lái),全球滾珠絲杠市場(chǎng)展現(xiàn)出穩(wěn)健的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),預(yù)計(jì)從2023年的153億元銷售額出發(fā),將以6.32%的復(fù)合年增長(zhǎng)率持續(xù)擴(kuò)張,至2030年有望達(dá)到235億元的新高度。尤為值得注意的是,亞太地區(qū)作為滾珠絲杠消費(fèi)的主陣地,其市場(chǎng)規(guī)模更是領(lǐng)跑全球,預(yù)計(jì)將在2023至2030年間,以6.48%的CAGR快速增長(zhǎng),從87億元躍升至135億元,彰顯出該地區(qū)對(duì)精密傳動(dòng)元件的強(qiáng)勁需求與巨大潛力。
滾珠絲杠作為精密傳動(dòng)領(lǐng)域的核心部件,其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛而深入,不僅在傳統(tǒng)機(jī)床、專用設(shè)備(涵蓋半導(dǎo)體、電池制造等高科技行業(yè))、工業(yè)自動(dòng)化(特別是機(jī)器人技術(shù))及醫(yī)療器械、汽車行業(yè)發(fā)揮著關(guān)鍵作用,還緊跟新興技術(shù)趨勢(shì),成為人形機(jī)器人等前沿科技領(lǐng)域的重要支撐。在人形機(jī)器人的研發(fā)與生產(chǎn)中,滾珠絲杠以其卓越的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)控制能力,確保了機(jī)器人關(guān)節(jié)傳動(dòng)的精確無(wú)誤,使機(jī)器人能夠勝任更為復(fù)雜和精細(xì)的作業(yè)任務(wù)。據(jù)Tesla Optimus的成本解構(gòu)分析,滾珠絲杠在機(jī)器人總體制造成本中占據(jù)顯著比例,達(dá)12.07%,其中行星滾柱絲杠與滾柱絲杠分別貢獻(xiàn)了9.85%與2.22%的份額。展望未來(lái),隨著人形機(jī)器人市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展,預(yù)計(jì)在未來(lái)10至15年內(nèi),全球人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到60億美元,這一趨勢(shì)有望為滾珠絲杠市場(chǎng)帶來(lái)約7億美元的新增需求,進(jìn)一步凸顯其在智能制造與高科技領(lǐng)域的重要價(jià)值。
近年來(lái),全球人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇,國(guó)內(nèi)外眾多企業(yè)競(jìng)相涌入這一前沿領(lǐng)域并加速布局。在國(guó)際舞臺(tái)上,特斯拉憑借其Optimus引領(lǐng)風(fēng)潮,波士頓動(dòng)力的Atlas持續(xù)展現(xiàn)強(qiáng)大性能,本田的經(jīng)典ASIMO迎來(lái)更新迭代,EngineeredArts與1XTechnologies等也相繼推出創(chuàng)新產(chǎn)品,共同推動(dòng)人形機(jī)器人技術(shù)的邊界。同時(shí),英偉達(dá)、高通、AMD等科技巨頭則聚焦于為這一領(lǐng)域提供核心技術(shù)支持,包括AI芯片、先進(jìn)算法及綜合解決方案。在國(guó)內(nèi),優(yōu)必選、達(dá)闥機(jī)器人、小米、傅里葉智能等企業(yè)也不甘落后,紛紛加速產(chǎn)品研發(fā)與迭代,推出或即將發(fā)布自己的人形機(jī)器人產(chǎn)品,展現(xiàn)出中國(guó)企業(yè)在該領(lǐng)域的強(qiáng)勁競(jìng)爭(zhēng)力和創(chuàng)新活力。