贝克街探案官
作者：包可萌
有竞争，自然就会有进步的动力。
特斯拉CEO马斯克前段时间嚷着要做人形机器人，这两天小米创始人雷军就直接发布了，首款全尺寸人形机器人Cyber One。
按照雷军在发布会上的说法，Cyber One由小米机器人实验室全栈自研完成，除了能实现双足运动姿态平衡外，四肢强健、动力峰值扭矩300Nm等四大技术能力外，还可感知人类情绪；对真实世界三维虚拟重建。
同时雷军明确表示，集团自动驾驶部门的很多技术，也应用在Cyber One上，构成了仿生机器人的“大脑”。通过雷军的演讲其实不难发现，或许雷老板是因为造车这事儿有点麻烦，所以先把自动驾驶技术放在Cyber one上试试，顺便探索新的业务线。
01 Cyber one只是小米汽车的“验证机”？
机器人虽好，但真是小米下一个业务主线吗？
很多人对小米推出人形机器人表示意外，其实从雷军的表态也不难发现，现阶段与其说Cyber one是小米的新业务条线，不如说是小米汽车业务的一次“肌肉展示”。
根据发布会介绍，Cyber one高约177厘米，体重52千克，除了手脚的指关节没有分开之外，外形和真人相似度较高。
在拟人化的外形背后，人形机器人想要实现正常运转，需要比四足机器人更高功率的电机，更加灵活的关节，以及更加复杂的肢体控制算法。雷军在发布会上表示，Cyber one支持21个自由度，可以实现0.5ms级别的实时响应，低延迟下带来的更加拟人化的表现。
Cyber one出色的运动能力背后，一是体现了小米集团控制算法方面的硬实力，二是向公众展示了小米在电机、视觉等方面的硬实力。
尤其是Cyber one搭载了小米自研的Mi-Sense深度视觉模组，叠加小米集团的AI交互算法，Cyber one不仅具有三维空间感知能力，还能识别人物身份，以及手势、表情等，从而帮助Cyber one实现由看得见向看得懂的进阶。
人机交互方面，Cyber One搭载了自研的MiAI环境语意识别引擎，和MiAI语音情绪识别引擎。能够实现85种环境音识别和6大类45种人类情绪识别，Cyber One能够陪你一起开心，也能够像个老朋友一样在你失落时给你一个拥抱。以上所有的能力均集成在Cyber One的大脑中，并且配合OLED显示模组，进行交互信息实时显示。
图源：（小米官网）
值得注意的是，Cyber one目前应用的所有技术，都可以套用在小米汽车上。鉴于小米汽车试验车落地尚需时日，小米借Cyber one对外展示小米汽车配套系统的研发进度，未尝不是一种明智的选择，给市场信心的同时，还能探索新业务的可行性。
毕竟，小米创始人雷军坚信：智能机器人一定能走进人们的生活。由此可见，雷军真的将这个从汽车业务条线“衍生”出来的机器人业务，当做未来主要发展方向之一。
02 每家一台为时尚早，高昂价格负担不起
可是说归说，雷军在发布会上也承认，智能机器人目前单价高达六、七十万元，难以走进千家万户。
这其实很好理解，人形机器人看似平常，但是制造过程却充斥大量无法想象的难题。
首先，雷军在发布会上表示，Cyber one自由度是21，而2011年发布的第三代ASIMO机器人自由度已经达到57，而这个程度，也不过才摸到人形机器人在固定场景应用的及格线。所以Cyber one想要正式推向市场，有可能还需要更多的硬件投入。
想要达到高自由度，最有效的方法就是为人形机器人装载更多的电机。当前技术条件下，伺服和步进电机是控制电机下的主要产品，其中伺服电机优势更加明显。
伺服电机为闭环控制，通过实时的闭环信号反馈来调整，实现更精密的控制。综合来讲，伺服电机在控制精度、低频特性、过载能力、速度响应等许多性能方面都优于步进电机，更适用于工业自动化、机器人等领域。
伺服电机的增加，就需要配套增加减速器、控制器、传感器、机械系统、控制系统、感知系统、驱动系统、人机交互系统、环境交互系统等，而这些全都需要大量资金投入，参考工业机器人单体制造成本构成，减速器、伺服电机、控制器和本体占据成本总支出的85%。而人形机器人关节数量是工业机器人的5-8倍，伺服电机成本占比更高。
根据中信建投预测，以40个电机所带来的一体化关节成本较大，按一个关节4000元测算，关节成本超10万人民币。
而面向消费者的人形机器人，还需要使用可重复使用的电池。按照目前人形机器人技术天花板波士顿动力机器人Atlas来看，该型机器人最大功率5kW，机器人整体质量80kg。
中信建投以搭载的48V锂离子电池组重5-10kg，质量能量密度200-250Wh/kg，体积能量密度500Wh/L估算，该电池组的放电倍率2C-5C，体积2-5L，质量功率密度0.5-1kW/kg，体积功率密度1-2.5kW/L。
据中信建投预计，至2030年，仿人机器人锂电池的系统能量密度或提升至300Wh/kg以上，具备超过20%的进步空间。届时，单机器人带电量3-6kWh，支持较长时间的工作可能成为常态。高能量密度、兼顾倍率性能的优质电池，有望成为仿人机器人实际应用的重要支撑。
参考波士顿动力的Atlas机器人，其电池容量为605Wh，续航时间90min。作为商业化量产仿人机器人，按续航时间4.5小时，电池容量1.8KWh，电池价格1.1元/Wh进行测算，仿人机器人电池价格在2000元左右。
若参考亿欧及中信建投对特斯拉人形机器人的成本估测，包括电芯、热管理、电机、电控与减速器等在内的电池系统和电驱系统，占总成本的35%左右。
不过，消费者以及未来可能用到人形机器人的企业可以放心的是，不管什么行业，只要中国玩家参与，价格一定能被打下来，尤其是在手机行业有“价格屠夫”之称的小米亲自下场，相信人形机器人的价格在不远的将来会迅速下降，如今看单台较高的单价，5年内或许会降至消费者可接受的范围内。
03 雷军和马斯克“火并”，产业链率先受益
小米的人形机器人已经展示在世人面前，而特斯拉的人形机器人一直蒙着一层神秘的面纱。
按照特斯拉的宣传，马斯克对人形机器人的使用规划，不仅限于陪伴，而是成为电动车智能场景中的一环。
从最初只能完成简单工作，例如室内场景中实现搬东西、收快递、倒垃圾等功能，在外出场景中实现陪伴、监测外界环境等功能；到经过真实场景积累，迭代更新算法和功能后，Tesla Bot预计能够进一步从事精细化工作。
而且马斯克计划，特斯拉人形机器人，作为人类生产力的延伸，预计未来可以用于节拍要求不高、灵活性要求高的工商业场景，替代人类从事一些危险或者重复单调的工作。
同时，作为SpaceX的创始人，马斯克还计划将人形机器人送上太空，替代人类从事危险工作。
对比之下，小米的Cyber one似乎并不能和特斯拉的人形机器人正面硬刚。首先是单价远高于后者，Cyber one60-70万每台的单价，是后者的3.5倍以上；关键小米高价没有换来高性能，时速3.6KM/H尚不足特斯拉人形机器人的二分之一，搭载的电机数量也只是后者的二分之一左右。
虽然Cyberone纸面数据落后于特斯拉人形机器人，但这并不影响Cyberone目前对小米的“试验”意义。
值得庆幸的是，小米没有被杂音扰乱，不但持续投入研发，还顺带着推了一把产业链企业。按照小米最新发布的财报，当季集团旗下智能电动汽车等创新业务费用为6.11亿元。在自动驾驶领域，已组建超过500人的研发精英团队，并制定了全栈自研算法的技术布局战略；在自动驾驶领域首期规划研发相关投入为33亿元。
作为上马不久的项目，小米无论是Cyberone也好，还是电动车业务也罢，短期内落后特斯拉这个行业老炮其实无可厚非，只要小米愿意持续保持高研发投入，技术进步以及产品性能实现突破并非只是“美好愿景”，只不过尚且需要时间，毕竟小米在确定进军汽车业时，就储备了1080亿元现金，最不缺的就是钱。
而就在大佬们频繁过招时，产业链企业迎来了行业风口。因为人形机器人具有多元应用场景，可以打破工厂、商用和家用壁垒，成为继智能手机、智能汽车等之后的新的商业入口。
这种背景下，决定人形机器人灵活性的伺服电机需求量将呈指数级增长，产业链迎来黄金时代。
以特斯拉人形机器人为例，国盛证券按照40个关节数量计算，对应40台电机用量，包括颈部、手臂、手指、躯干、腿部等各个部位，国盛证券在人形机器人销量达到100万台的中性假设下，预计对应人形机器人电机用量达到4000万台，较传统工业机器人电机需求量大幅增长。
考虑到不同部位配置的电机功率、大小存在差异，其价格也存在差异，国盛证券按照单台电机均价1200元计算，单台人形机器人电机价值量有望达到4.8万元，按100万台销量计算，人形机器人有望带来480亿的增量市场空间。
但就目前而言，国内伺服电机市场主要由海外企业所主导，2020年国内汇川技术、台湾台达、禾川科技的市占率合计为22.2%，国内许多企业的伺服电机产品仍主打中低端市场，随着伺服电机相关核心技术的进一步突破，国内厂商在未来有望上攻高端市场加速国产化替代进程。
至于其他诸如控制器等细分领域，增长趋势与伺服电机相同，相关企业也会相继站上行业风口，到底谁能率先突围，只能交给时间验证。
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