【摘要】機器人是自動化的“最后一公里”,靈巧手是機器人“最后的一厘米”,它正在重新定義機器人操作的性能邊界。
靈巧手市場正迎來爆發(fā)式增長。據(jù)測算,預計2030年市場規(guī)模將達320.6億元(保守)至879.7億元(樂觀),年復合增長率高達81.2%-109.3%。
從國內(nèi)宇樹科技、因時機器人的快速崛起,到特斯拉、Shadow Robot的全球競逐,行業(yè)正圍繞自由度、觸覺傳感和成本控制展開激烈競爭。
電子皮膚(E-skin)技術的突破,更讓靈巧手向“人類級觸覺”邁進,為醫(yī)療、精密制造等領域打開全新想象。
誰能兼顧技術創(chuàng)新與商業(yè)化落地,誰就能握住未來時代的入場券。
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以下是正文:
2025年以來,人形機器人產(chǎn)業(yè)持續(xù)受到投資者關注,多家大廠宣布了旗下產(chǎn)品研發(fā)最新進展。
其中,靈巧手作為人形機器人實現(xiàn)精細操作的核心部件,其技術突破已成為推動行業(yè)發(fā)展的關鍵因素。
隨著產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,市場對產(chǎn)業(yè)鏈靈巧手的進展情況頗為期待。
01
從機械夾爪到仿生五指
清華大學教授孫富春曾表示,機器人是自動化的“最后一公里”,而靈巧手是機器人“最后的一厘米”。
靈巧手是一種模仿人手結(jié)構(gòu)和功能的末端執(zhí)行器,具有高度靈活性和精確控制能力,是機器人與外界環(huán)境相互作用的最后環(huán)節(jié)。
對于人類來講,80%以上的活動都是直接或間接通過手部來完成。伴隨“機器代人”概念的出現(xiàn),從20世紀70年代開始,靈巧手的研發(fā)設計便備受矚目。
初期,工業(yè)機器人通過2-3個手指的夾爪進行操作,盡管在當時成本低、效率高,但是這類機器人通用性很差。
如今,靈巧手已經(jīng)發(fā)展成強大的五指結(jié)構(gòu),在深度學習、控制算法的加持下,能被應用在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療手術、深海探索等等多種場景。
圖片來源:浙商證券
相較于傳統(tǒng)機械臂,市場上大部分靈巧手能夠達到0.1毫米級動作精度,甚至實現(xiàn)高公斤級抓取和全維度環(huán)境感知。
靈巧手正在重新定義機器人操作的性能邊界,屬于市場的下一個藍海。
02成本極高,但規(guī)模疲軟
靈巧手的重要性也體現(xiàn)在了造價上。
如今,據(jù)特斯拉官網(wǎng)首家數(shù)據(jù),單只人形機器人靈巧手的價格在5萬元左右,是造價占比最高的零部件之一。
拆解靈巧手的細分部件,成本構(gòu)成中驅(qū)動(電機)、傳動(腱繩/齒輪)、傳感(觸覺/力覺)三大系統(tǒng)在制造成本中占比最高。
據(jù)相關機構(gòu)測算,在產(chǎn)業(yè)初期,靈巧手在BOM(物料清單)中占比大約12%;當產(chǎn)業(yè)成熟后,在BOM的成本占比會升至14%。
資料來源:特斯拉AI Day、X平臺、浙商證券
成本占比過高已形成顯性壁壘,導致整機廠持續(xù)釋放降本訴求,但訂單需求難以形成固定成本攤銷與邊際成本遞減效應。
對于“成本-規(guī)?!钡慕Y(jié)構(gòu)性矛盾,如何降本成為進軍靈巧手市場的企業(yè)要面臨的難題。
從全球市場來看,中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,2024年靈巧手市場規(guī)模為76萬只,總價值約為17億美元。
頭豹研究院預測,2030年市場規(guī)模將達320.6億元(保守)至879.7億元(樂觀),年復合增長率高達81.2%-109.3%。
盡管不同機構(gòu)的預測結(jié)果有所差距,但都說明靈巧手市場成長空間巨大。
2025年被公認為人形機器人的量產(chǎn)元年,誰能抓住“靈巧手”的關鍵組件,誰將在市場份額中贏得頭籌。
03成熟的MCU供應鏈支持
靈巧手系統(tǒng)中,整個方案的控制核心是MCU。無論是運動控制、實時通信還是傳感等核心功能,都離不開MCU的精準支持,以確保靈巧手能夠高效、可靠地完成復雜操作。
而靈巧手的不同部位對MCU的需求也各有側(cè)重:手指部分空間有限,因此MCU需要具備高集成度與小封裝;手掌部分空間相對較大,此時MCU需具備高算力,并且能夠同時驅(qū)動多顆電機;在主控部分,MCU則需要對整個手掌進行精準控制,這就要求其具備超高性能以及多種通信方式。
當前,各家企業(yè)都極其依賴成熟的MCU供應商支持。
近期,國產(chǎn)MCU龍頭兆易創(chuàng)新GD32H7和GD32G5 MCU憑借其高性能和小封裝等特性已迅速從數(shù)字能源應用場景延伸到人形機器人場景中。
峰岹科技也已經(jīng)與三花控股在浙江紹興設立合資公司,專注于空心杯電機本體的研發(fā)設計,目前空心杯電機已成為人形機器人靈巧手末端執(zhí)行器的核心零部件。
凌鷗創(chuàng)芯則在基于通用MCU架構(gòu)做中低端機器人關節(jié)控制器,主要客戶為家電和中小型工控設備廠商。
考慮到率先滲透人形機器人供應鏈的廠商并不多,已有企業(yè)大多各有側(cè)重。
尤其是可靠性方面,從整個人形機器人產(chǎn)品看,其主要包含三大核心技術模塊:感知模塊、運動控制模塊和人機交互模塊。運動控制、實時通訊和傳感等核心功能都需要用到MCU,其不僅是MCU的強需求領域,也極度要求供應商做到品質(zhì)優(yōu)先。這方面,兆易創(chuàng)新在廣大傳統(tǒng)通用MCU領域已有的廣度和深度是核心差異化優(yōu)勢之一。
峰岹科技以電機專用MCU見長,也在高端市場有所建樹。其主打無刷電機控制領域,產(chǎn)品覆蓋車規(guī)級、工業(yè)級和消費級場景。其自主架構(gòu)的ME核與8051核在電機驅(qū)動效率上具備優(yōu)勢,尤其適合機器人關節(jié)對高扭矩密度和散熱性能的需求。
凌鷗的布局則側(cè)重性價比和集成化,前幾年在通過快速迭代和靈活方案搶占小家電、電動工具等市場,與峰岹科技存在競爭關系,前者偏向于低價策略搶占中低端市場,峰岹更多通過綁定大客戶如美的、小米等維持高端市場份額。
未來,隨著靈巧手向更高自由度、更低成本方向迭代,后續(xù)技術融合與供應鏈生態(tài)整合將成為競爭關鍵。
04國內(nèi)外企業(yè)打響靈巧手爭奪戰(zhàn)
供應鏈逐漸成熟背后,是入局迅速的靈巧手企業(yè)。
據(jù)GGII數(shù)據(jù),截至2025年3月,中國靈巧手企業(yè)數(shù)量已超過40家。
打造出“扭秧歌機器人”的宇樹科技,制造出了Dex5靈巧手,廣泛引起業(yè)內(nèi)關注。
該產(chǎn)品20個自由度,其中拇指獨占4個主動自由度,其余四指為3主動+1被動組合。相較前代Dex3-1,更接近人手的27自由度。
因時機器人仿人五指靈巧手RH56BFX、RH56DFX和FTP系列產(chǎn)品同樣驚艷,其抓持力與人手無異,同時顛覆性地將壽命提高到百萬次以上。
該企業(yè)在商業(yè)化上頗具優(yōu)勢,是國內(nèi)最早實現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè),也是第一家把靈巧手價格降到萬元水平的企業(yè),2024年度靈巧手交付數(shù)量近2000臺。
海外方面,成立于1996年的英國Shadow Robot是靈巧手領域的絕對老大,目前與牛津大學、MIT等高校合作研發(fā)。
作為仿生手領域的先驅(qū),公司24個自由度的產(chǎn)品,曾經(jīng)是世界上自由度最高的靈巧手,也是迄今為止最靈敏、最靈巧的機械手之一。
但是,Shadow Robot產(chǎn)品普遍價格超30萬美金(約210萬人民幣),使得商業(yè)化進程較慢。
美國特斯拉也是靈巧手領域的強者。自2022年啟動Optimus項目,目前靈巧手已經(jīng)迭代到第三代。
2024年10月發(fā)布全新產(chǎn)品,擁有22個自由度、支持絲滑反向驅(qū)動和94個觸覺傳感器,已與人手基本相當。
整體來看,國內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品以連桿傳動方案為主,在耐用性、靈活性上取得平衡;而海外企業(yè)更青睞腱繩方案,追求高靈活,行業(yè)仍屬于藍海時期,但入局門檻并不低。
05
尾聲
作為人形機器人的“最后一厘米”,其技術突破與成本優(yōu)化將直接決定行業(yè)商業(yè)化落地的步伐。
面對電子皮膚、多模態(tài)傳感等前沿技術的挑戰(zhàn),企業(yè)需在創(chuàng)新與量產(chǎn)能力間找到平衡,方能打破“高成本-低規(guī)模”的僵局。
未來,唯有兼具核心技術壁壘、場景適配能力及成本控制優(yōu)勢的玩家,才能在這場“觸覺革命”中占據(jù)制高點。
靈巧之手握住的不僅是物體,更是下一個時代的入場券。
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