【摘要】機(jī)器人是自動(dòng)化的“最后一公里”,靈巧手是機(jī)器人“最后的一厘米”,它正在重新定義機(jī)器人操作的性能邊界。
靈巧手市場(chǎng)正迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。據(jù)測(cè)算,預(yù)計(jì)2030年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)320.6億元(保守)至879.7億元(樂(lè)觀),年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)81.2%-109.3%。
從國(guó)內(nèi)宇樹(shù)科技、因時(shí)機(jī)器人的快速崛起,到特斯拉、Shadow Robot的全球競(jìng)逐,行業(yè)正圍繞自由度、觸覺(jué)傳感和成本控制展開(kāi)激烈競(jìng)爭(zhēng)。
電子皮膚(E-skin)技術(shù)的突破,更讓靈巧手向“人類級(jí)觸覺(jué)”邁進(jìn),為醫(yī)療、精密制造等領(lǐng)域打開(kāi)全新想象。
誰(shuí)能兼顧技術(shù)創(chuàng)新與商業(yè)化落地,誰(shuí)就能握住未來(lái)時(shí)代的入場(chǎng)券。
以下是正文:
2025年以來(lái),人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)持續(xù)受到投資者關(guān)注,多家大廠宣布了旗下產(chǎn)品研發(fā)最新進(jìn)展。
其中,靈巧手作為人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精細(xì)操作的核心部件,其技術(shù)突破已成為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
隨著產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈靈巧手的進(jìn)展情況頗為期待。
01
從機(jī)械夾爪到仿生五指
清華大學(xué)教授孫富春曾表示,機(jī)器人是自動(dòng)化的“最后一公里”,而靈巧手是機(jī)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(jī)器人與外界環(huán)境相互作用的最后環(huán)節(jié)。
對(duì)于人類來(lái)講,80%以上的活動(dòng)都是直接或間接通過(guò)手部來(lái)完成。伴隨“機(jī)器代人”概念的出現(xiàn),從20世紀(jì)70年代開(kāi)始,靈巧手的研發(fā)設(shè)計(jì)便備受矚目。
初期,工業(yè)機(jī)器人通過(guò)2-3個(gè)手指的夾爪進(jìn)行操作,盡管在當(dāng)時(shí)成本低、效率高,但是這類機(jī)器人通用性很差。
如今,靈巧手已經(jīng)發(fā)展成強(qiáng)大的五指結(jié)構(gòu),在深度學(xué)習(xí)、控制算法的加持下,能被應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療手術(shù)、深海探索等等多種場(chǎng)景。
圖片來(lái)源:浙商證券
相較于傳統(tǒng)機(jī)械臂,市場(chǎng)上大部分靈巧手能夠達(dá)到0.1毫米級(jí)動(dòng)作精度,甚至實(shí)現(xiàn)高公斤級(jí)抓取和全維度環(huán)境感知。
靈巧手正在重新定義機(jī)器人操作的性能邊界,屬于市場(chǎng)的下一個(gè)藍(lán)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(jià)上。
如今,據(jù)特斯拉官網(wǎng)首家數(shù)據(jù),單只人形機(jī)器人靈巧手的價(jià)格在5萬(wàn)元左右,是造價(jià)占比最高的零部件之一。
拆解靈巧手的細(xì)分部件,成本構(gòu)成中驅(qū)動(dòng)(電機(jī))、傳動(dòng)(腱繩/齒輪)、傳感(觸覺(jué)/力覺(jué))三大系統(tǒng)在制造成本中占比最高。
據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)測(cè)算,在產(chǎn)業(yè)初期,靈巧手在BOM(物料清單)中占比大約12%;當(dāng)產(chǎn)業(yè)成熟后,在BOM的成本占比會(huì)升至14%。
資料來(lái)源:特斯拉AI Day、X平臺(tái)、浙商證券
成本占比過(guò)高已形成顯性壁壘,導(dǎo)致整機(jī)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(yīng)。
對(duì)于“成本-規(guī)?!钡慕Y(jié)構(gòu)性矛盾,如何降本成為進(jìn)軍靈巧手市場(chǎng)的企業(yè)要面臨的難題。
從全球市場(chǎng)來(lái)看,中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,2024年靈巧手市場(chǎng)規(guī)模為76萬(wàn)只,總價(jià)值約為17億美元。
頭豹研究院預(yù)測(cè),2030年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)320.6億元(保守)至879.7億元(樂(lè)觀),年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)81.2%-109.3%。
盡管不同機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)結(jié)果有所差距,但都說(shuō)明靈巧手市場(chǎng)成長(zhǎng)空間巨大。
2025年被公認(rèn)為人形機(jī)器人的量產(chǎn)元年,誰(shuí)能抓住“靈巧手”的關(guān)鍵組件,誰(shuí)將在市場(chǎng)份額中贏得頭籌。
03
成熟的MCU供應(yīng)鏈支持
靈巧手系統(tǒng)中,整個(gè)方案的控制核心是MCU。無(wú)論是運(yùn)動(dòng)控制、實(shí)時(shí)通信還是傳感等核心功能,都離不開(kāi)MCU的精準(zhǔn)支持,以確保靈巧手能夠高效、可靠地完成復(fù)雜操作。
而靈巧手的不同部位對(duì)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(duì)較大,此時(shí)MCU需具備高算力,并且能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)多顆電機(jī);在主控部分,MCU則需要對(duì)整個(gè)手掌進(jìn)行精準(zhǔn)控制,這就要求其具備超高性能以及多種通信方式。
當(dāng)前,各家企業(yè)都極其依賴成熟的MCU供應(yīng)商支持。
近期,國(guó)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?gòu)臄?shù)字能源應(yīng)用場(chǎng)景延伸到人形機(jī)器人場(chǎng)景中。
峰岹科技也已經(jīng)與三花控股在浙江紹興設(shè)立合資公司,專注于空心杯電機(jī)本體的研發(fā)設(shè)計(jì),目前空心杯電機(jī)已成為人形機(jī)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(jī)器人關(guān)節(jié)控制器,主要客戶為家電和中小型工控設(shè)備廠商。
考慮到率先滲透人形機(jī)器人供應(yīng)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(gè)人形機(jī)器人產(chǎn)品看,其主要包含三大核心技術(shù)模塊:感知模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊和人機(jī)交互模塊。運(yùn)動(dòng)控制、實(shí)時(shí)通訊和傳感等核心功能都需要用到MCU,其不僅是MCU的強(qiáng)需求領(lǐng)域,也極度要求供應(yīng)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(lǐng)域已有的廣度和深度是核心差異化優(yōu)勢(shì)之一。
峰岹科技以電機(jī)專用MCU見(jiàn)長(zhǎng),也在高端市場(chǎng)有所建樹(shù)。其主打無(wú)刷電機(jī)控制領(lǐng)域,產(chǎn)品覆蓋車規(guī)級(jí)、工業(yè)級(jí)和消費(fèi)級(jí)場(chǎng)景。其自主架構(gòu)的ME核與8051核在電機(jī)驅(qū)動(dòng)效率上具備優(yōu)勢(shì),尤其適合機(jī)器人關(guān)節(jié)對(duì)高扭矩密度和散熱性能的需求。
凌鷗的布局則側(cè)重性價(jià)比和集成化,前幾年在通過(guò)快速迭代和靈活方案搶占小家電、電動(dòng)工具等市場(chǎng),與峰岹科技存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,前者偏向于低價(jià)策略搶占中低端市場(chǎng),峰岹更多通過(guò)綁定大客戶如美的、小米等維持高端市場(chǎng)份額。
未來(lái),隨著靈巧手向更高自由度、更低成本方向迭代,后續(xù)技術(shù)融合與供應(yīng)鏈生態(tài)整合將成為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵。
04
國(guó)內(nèi)外企業(yè)打響靈巧手爭(zhēng)奪戰(zhàn)
供應(yīng)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(guó)靈巧手企業(yè)數(shù)量已超過(guò)40家。
打造出“扭秧歌機(jī)器人”的宇樹(shù)科技,制造出了Dex5靈巧手,廣泛引起業(yè)內(nèi)關(guān)注。
該產(chǎn)品20個(gè)自由度,其中拇指獨(dú)占4個(gè)主動(dòng)自由度,其余四指為3主動(dòng)+1被動(dòng)組合。相較前代Dex3-1,更接近人手的27自由度。
因時(shí)機(jī)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(wú)異,同時(shí)顛覆性地將壽命提高到百萬(wàn)次以上。
該企業(yè)在商業(yè)化上頗具優(yōu)勢(shì),是國(guó)內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè),也是第一家把靈巧手價(jià)格降到萬(wàn)元水平的企業(yè),2024年度靈巧手交付數(shù)量近2000臺(tái)。
海外方面,成立于1996年的英國(guó)Shadow Robot是靈巧手領(lǐng)域的絕對(duì)老大,目前與牛津大學(xué)、MIT等高校合作研發(fā)。
作為仿生手領(lǐng)域的先驅(qū),公司24個(gè)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(jī)械手之一。
但是,Shadow Robot產(chǎn)品普遍價(jià)格超30萬(wàn)美金(約210萬(wàn)人民幣),使得商業(yè)化進(jìn)程較慢。
美國(guó)特斯拉也是靈巧手領(lǐng)域的強(qiáng)者。自2022年啟動(dòng)Optimus項(xiàng)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(gè)自由度、支持絲滑反向驅(qū)動(dòng)和94個(gè)觸覺(jué)傳感器,已與人手基本相當(dāng)。
整體來(lái)看,國(guó)內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品以連桿傳動(dòng)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(lán)海時(shí)期,但入局門檻并不低。
05
尾聲
作為人形機(jī)器人的“最后一厘米”,其技術(shù)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(duì)電子皮膚、多模態(tài)傳感等前沿技術(shù)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(lái),唯有兼具核心技術(shù)壁壘、場(chǎng)景適配能力及成本控制優(yōu)勢(shì)的玩家,才能在這場(chǎng)“觸覺(jué)革命”中占據(jù)制高點(diǎn)。
靈巧之手握住的不僅是物體,更是下一個(gè)時(shí)代的入場(chǎng)券。
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