引言:下一个颠覆性机遇——人形机器人
大家好,我是美投讲美股,您的美股探索者。2020年,电动车的引擎推力成就了特斯拉,其股价一年内翻了三倍。2023年,AI语言模型的横空出世成就了ChatGPT,其股价同样翻了三倍。那么,下一个颠覆性的机遇会是什么?哪家公司将主导新时代?今天,美投将为大家介绍一个这样的行业,那就是人形机器人(Humanoid Robot: 模仿人类形态和行为的机器人)产业。
去年九月,特斯拉在特斯拉机器人X大会(Tesla Bot X Conference: 特斯拉公司举办的机器人技术发布会)上发布了新一代Optimus机器人,其体验感已与以往大不相同。回溯到1925年,一群戴着棉帽、其中夹着一个年轻女孩的机器人也曾风靡一时。人形机器人似乎只存在于科幻电影中,但现在它正逐渐走进现实。英伟达创始人黄仁勋曾表示,人形机器人将成为AI最具爆发潜力的市场。特斯拉CEO马斯克也预测,到2040年,人形机器人的数量将超过人类。
然而,我们不必认为这还需要很多年才能实现。根据美国银行的预算,到2025年,也就是今年,人形机器人的数量将达到18万台;到2030年,这一数字将达到100万台,年增长率高达90%。这种增长并非完全依赖于AI。在过去两年中,我们不仅看到所有大型科技公司纷纷进入人形机器人领域,也见证了Figure AI、智元机器人(Zhiyuan Robot: 中国人形机器人公司)、宇树科技(Unitree Robotics: 中国机器人公司,以四足机器人闻名,也涉足人形机器人)等第一代公司的快速发展。当前,人形机器人产业正呈现出AI爆发前夜的感觉。人形机器人真的会成为下一个AI吗?或者它会像元宇宙一样,成为资本的泡沫?普通投资者又该如何参与这场技术革命?接下来,美投将带大家探索人形机器人的奥秘。本期研究耗时两个多月,内容非常硬核,相信大家看完后会有很多收获。
人形机器人爆发的长期必然性
如果以长远的眼光看待人形机器人,你会发现它们的爆发是必然的,因为它对人类具有不可替代的优势。首先是高效率。一个机器人不仅可以全天候工作,而且成本更低。这是需要每日休息并要求薪酬的人类无法做到的。其次,机器人可以完成人类无法胜任的工作,例如在危险或极端环境中作业。因此,从商业角度看,人形机器人注定会取代大部分人类劳动力。
从人类自身的需求来看,情况也是如此。在马斯洛需求理论(Maslow's Hierarchy of Needs: 心理学理论,将人类需求分为生理、安全、社交、尊重和自我实现等不同层次)中,人类需求分为三个层次:基础的生存安全需求、对尊重和认可的追求,以及最终的自我实现。这种不断向上提升的需求是人类历史上从未改变的巨大趋势。机器人可以满足人类基本的生存安全需求,这样人类就可以将更多时间用于追求更高层次的目标,例如学习、创造,甚至改变世界。如果从长远角度来看,这种更古老的人类追求,恰恰印证了机器人需求的增长。
短期推动人形机器人爆发的四大因素
然而,这些长期趋势还不足以说明一切。毕竟,一个十年后才会爆发的行业,目前并没有投资价值。事实上,人形机器人行业在短期内也存在明显的动能,以推动其爆发。根据美国银行的报告,在2025年至2035年间,全球人形机器人出货量将从18万台增至1000万台,年增长率高达88%。投资模型预测,到2030年,美国人形机器人市场规模将达到40亿美元,中国将达到12亿美元。投资界之所以预计未来五到十年机器人行业将出现明显增长,并非某一家公司的单一突破,而是全球范围内产业技术和社会结构共同作用的结果。这也使得人形机器人的爆发成为必然趋势。
成本结构的显著优化
第一个因素是成本结构的改善。过去,人形机器人难以落地的一个关键障碍是价格,特别是高精度电机、减速器、控制器、传感器等核心部件。这些部件不仅价格昂贵,技术成本高,而且组装过程也极其复杂,注定只能停留在实验阶段。但现在,这种情况正在发生根本性改变。2005年,波士顿动力(Boston Dynamics: 美国著名的机器人设计和制造公司)的机器单价高达200万美元;但到2024年,中国宇树科技的人形机器人单价已降至仅4万美元。而且,这一趋势还在延续。根据高盛发布的机器人产业报告,到2026年至2027年,人形机器人的年使用成本将低于人类的平均薪酬。一旦成本交叉出现,对全球劳动力市场的重构将是颠覆性的。这就像当年AI爆发时,计算成本大幅降低的原因一样,逻辑完全相同。
关键技术的突破性进展
第二个因素是技术进步也解锁了人形机器人的能力上限,尤其是在运动控制、视觉感知、AI计算和模型能力等关键领域。在过去五年中,我们取得了跨越式的突破,其中最重要的就是模型方面的进展。ChatGPT(ChatGPT: OpenAI开发的大型语言模型)、DeepMind(DeepMind: Google旗下的人工智能公司)和VLA模型(VLA Model: 视觉-语言-动作模型,结合视觉信息、语言理解与动作执行能力的AI模型)的出现,极大地促进了机器人“大脑”的发展,使机器人具备了理解和响应的能力。
应用场景的持续拓展
第三个因素是应用场景的持续扩张。自2023年以来,越来越多的公司推出了新机器人产品,以解决实际的商业问题,例如仓储运输、工厂物流、配送和巡检等。除了这些传统场景,机器人也开始进入更多新领域,例如教育、护理、商业服务等。未来,它甚至可能进入千家万户的生活。没有商业场景的机器只能是实验产品。而现在,随着实际应用场景的扩张,具有商业价值的机器很可能迎来爆发。
人口结构变化的现实需求
最后一点是人口结构的变化。在中美等主要经济体中,人口老龄化现象非常明显,年轻劳动力越来越紧缺,这已经对制造业、服务业等多个领域造成了压力。在这样的现实背景下,机械劳动力就成为了重要的替代方案。它不仅是为了降本增效,更是为了解决没有年轻劳动力的结构性问题。所以你看,人形机器人行业不再是一个遥不可及的梦想。
当前人形机器人产业面临的瓶颈
听到这,你是不是觉得应该立马开始布局人形机器人了呢?别急,作为投资者,我们不仅要了解行业的上限,还必须了解行业的问题,才能够真正把握住机会。事实上,该行业现在仍存在一些瓶颈,有待突破。
人形机器人整个产业链可以分为上、中、下游三部分。上游是核心零部件和软件系统的供应商,例如电子传感器、硬件以及操作系统、大模型等软件组件,它们构成了人形机器人的“身体”和“大脑”。中游是整机制造商,负责将上游部件集成到完整的机器人产品中。下游是不同的应用场景和用户,例如工厂、商业服务部门等。现阶段,上游和下游都存在各自的挑战。例如,下游应用场景面临隐私、伦理等挑战;中游整机生产也存在成本问题。但对于我们的投资而言,这些并非最重要。现阶段,人形机器人行业最重要的瓶颈是上游的“大脑”和“身体”。
“大脑”的挑战:视觉语言模型与数据稀缺
我们先谈谈“大脑”。这是人形机器人的核心部分。一个真正智能的机器人绝不能仅靠预设程序执行任务,而必须具备自主学习和判断的能力。要实现这一点,最关键的技术就是机器人的视觉语言模型(Visual Language Model: 结合视觉信息与语言理解能力的AI模型,使机器人能“看懂”世界)。机器人不像人类有几十年的生活经验,也无法通过身体体验世界。它们学习最重要的途径是依靠视觉,也就是依靠“看”。视觉语言模型就是让机器人具备“看”的能力。当然,这是一种广义的“看”。机器人会首先通过传感器收集图像、声音和各种信息,然后利用“大脑”快速处理和理解当前环境和任务要求,从而做出决策。最后,这些决策被转换为具体的控制指令,并传输给机器人的电机和控制器,以完成相应的动作。
这听起来不复杂,但在实际训练中,其难度远超你的想象。20世纪80年代,机器人专家Hans Moravec曾说:“对人类而言困难的事情,例如数学和编程,机器人却非常擅长。但那些人类与生俱来、认为简单的事情,例如走路、抓取物体和对事物做出反应,却是机器人最困难的事情。”Meta首席AI科学家Yann LeCun在2025年的GTC大会(GTC Conference: 英伟达公司举办的全球图形技术大会,常发布AI和GPU相关技术)上提到,一个孩子每秒可以吸收2MB的数据。当他四岁时,他处理了3亿个tokens(Tokens: 在自然语言处理中,指文本被分割成的最小有意义的单元,可以是单词、子词或字符),这几乎与当今AI模型训练所使用的互联网数据库的数据量相当。这正是这种直觉的直接来源。由此可见,要获得这种直觉需要大量数据。
然而,问题在于,当前机器训练获取如此大规模的数据实在太困难了。我们可以以自动驾驶为例。自动驾驶也是通过视觉语言模型实现的,这是最有可能落地的智能应用场景。然而,对于人形机器人而言,这个场景却过于简单。为什么这么说?实际上,驾驶任务只是观察交通灯等场景,即使算上转弯,道路上的场景也十分有限。而人形机器人则不同,要让它们像人类一样行动、移动物体、识别情绪,甚至与人交谈,你必须在不同场景下完成这些任务。所需的数据量是天文数字。而且,数据不仅量大,对质量的要求也极高。机器人学习的数据必须来自真实的人类操作,不能通过预设程序完成,而必须先观察人类如何操作,然后进行实际模仿。例如,如果你想让机器人捡起一只鞋,并且能在地板、楼梯和斜坡上自然地捡起这只鞋,那么我们就需要提供大量高质量的人类动作数据进行训练。从走到鞋子旁边、弯腰、抓取,再到起身,每一步都需要精确记录。获取这样的数据并不容易。
那么,现在如何获取所有这些数据呢?目前有两种比较有效的方法。一种是运动捕捉技术(Motion Capture Technology: 通过记录和分析物体或人物的运动来获取数据,常用于动画、游戏和机器人训练),即在人体核心部位附着反光标记或遥感传感器,然后通过摄像头或传感器捕捉人体的运动轨迹。另一种是VR远程操控技术(VR Remote Operation Technology: 利用虚拟现实技术,操作者远程控制机器人,同时同步其动作到机器人,这些数据也可以转化为机器人的学习材料)。无论哪种方式,获取高质量数据都不容易。而我们白天就需要这种级别的数据,难度更是显而易见。优必选的WalkerX(WalkerX: 优必选公司开发的一款人形机器人)机器人在训练一个简单的家庭场景时,就获得了超过10万小时的真实示教数据。小鹏汽车董事长何小鹏也曾表示,人形机器人的数据需求是自动驾驶的10倍以上。
训练人形机器人的视觉模型,目前没有其他捷径,只能一次研究一个场景。而且,不同场景对数据量的要求也大相径庭。例如,抓取一个固定形状的物体,可能只需要1000到2000条数据;完成一个中等复杂度的动作,例如餐厅服务,可能需要准备5万条数据;而像组装和分拣这样复杂的任务,可能需要超过10万条数据才能训练出效果。但问题是,目前机器的训练数据量远远不足。你知道训练像ChatGPT这样的大规模模型需要多少数据吗?现在文献数据有1.5亿个tokens,图像数据有60亿张图片。视频模型也积累了26亿条音视频数据。而人形机器人的视频数据有多少呢?目前的数据量只有240万个场景,差距非常大。而数据正是人形机器人实现智能突破的关键。所以你看,无论是AI模型的复杂度,还是训练所需的数据量,人形机器人的“大脑”仍然面临着巨大的突破空间。
“身体”的限制:自由度与续航能力
谈完“大脑”的局限性,我们再来看看人形机器人“身体”的技术瓶颈。首先,机器的自由度(Degrees of Freedom: 机械系统独立运动方向或方式的数量)远远不够。自由度指的是机械系统可以独立运动的方向或方式的数量。例如,人手每个手指的关节都可以弯曲或伸展,每一个这样的动作就是一个自由度。人的一只手大约有27个自由度。而现在市场上最灵活的机器人手,特斯拉的Optimus Gen 3,也只有22个自由度。大多数机器人目前介于10到20个自由度之间。不要小看自由度与人类之间的差距。首先,它会导致机器人有许多动作无法完成;其次,低自由度也会使机器人的控制能力变差,因为它难以精确模仿人类动作,例如控制力度和角度容易出错。那么,是不是多加几个关节就能解决呢?没那么简单。这背后涉及复杂的机械设计、材料学以及算法控制等多种技术。要增加自由度,仍需要更多的技术突破才能完成。
第二点是电池续航能力。现在大多数人形机器人的电池续航时间只有两小时。这样的续航能力几乎无法实现商业价值,应用场景也会非常有限。如果想让机器续航更久,要么机器更省电,例如设计更轻的机器;要么增加电池密度,例如使用固态电池(Solid-State Battery: 使用固态电解质的电池,相较于传统液态电池,具有更高的能量密度和安全性)。但问题是,固态电池成本过高,技术也不成熟,短期内难以商业化。所以你看,在上游产业链中,无论是机器的“大脑”还是“身体”,都还有很多根本性的瓶颈等待突破。
对于我们投资者而言,存在技术瓶颈其实是好事。因为如果瓶颈已被突破,那么最强劲的增长浪潮通常已经过去。相反,我们可以在瓶颈中埋伏那些性感的投资机会。谁先突破瓶颈,谁就最有可能获得颠覆性的投资回报。现在我们了解了技术瓶颈,这意味着我们有了寻找投资机会的方向。至于这部分内容,我们将在下集详细探讨。
人形机器人的商业化路径与投资机会
说到这里,你会发现,尽管人形机器人注定会爆发,并且在短期内有足够强大的能量推动这场爆发,但同时,技术瓶颈也正在限制这个行业的发展。那么对于我们投资者而言,该如何看待行业中的机会呢?回答这个问题的关键在于商业化。
谈到人形机器人,我相信很多人会想到做家务、照顾老人的应用场景。然而,事实上,这些场景是最复杂的应用场景,短期内几乎不可能实现。尽管技术存在瓶颈,但解决瓶颈的难度也会随着应用场景的不同而变化。因此,作为投资者,你需要了解人形机器人的商业化路径是怎样的,它会从哪里开始突破,哪里是最容易投资的机会。
我们仍然以自动驾驶为例。自动驾驶技术并非一开始就直接落地到道路上。它首先在实验室内开发,然后落地到一些封闭区域。从2015年开始,自动驾驶才逐渐进入一些半封闭环境进行测试运营,例如高速公路。对于人形机器人而言,也是如此。它的商业化路径也遵循类似的模式。一开始,它必然在实验室中探索,然后进入一些简单、标准化的应用场景,并且可能还需要一些人类的配合。待智能水平进一步提升后,才会转向那些通用场景,独立完成更多样化的任务。
那么,现代人形机器人的商业化现状如何呢?让我们从当前中美两大人形机器人市场的现状中寻找答案。美国人形机器人产业发展较早。早在2013年,波士顿动力就推出了其第一代人形机器人。现在,大多数美国制造商已经跨越了实验室阶段,正与一些制造业客户紧密合作。Figure AI与宝马、博世和戴姆勒的合作已正式落地,它们的机器已开始解决实际的商业用途问题。特斯拉也计划在2025年底,在其自有工厂内部署数千台Optimus机器,辅助其汽车制造。
尽管中国机器人的发展起步较晚,但在商业化方面却更快。它们选择从大学、研究机构和制造工厂入手,首先将产品推向市场,然后在实际应用中加速产品开发。例如,同济大学、清华大学、重庆大学和华南理工等高校已采购机器用于研究和学生培训。此外,优必选的机器也已进入比亚迪等大公司的工厂,并开始参与实际的制造任务。
你会发现,中美两国机器人制造商几乎都选择了制造业,特别是汽车制造业,作为商业化的突破口。为什么?因为这个场景成熟、需求明确,并且对机器人的操作水平要求较低,非常适合机器人的早期商业化。一般来说,一辆生产汽车要经过冲压、焊接、喷涂和总装四个步骤。前三个步骤基本已被机器取代,几乎没有人工参与。但到了总装环节,人工参与较多,工作也更复杂。这是传统自动化机器无法完成的部分,也是人形机器人目前的主要发力点。在整个制造业中,还有许多类似的部分。目前,全球制造业的自动化率仅约20%,仍有大量工作依赖人工。而这将成为人形机器人商业化的最佳应用土壤。根据中金证券的估计,到2028年,全球制造业将有超过10万台机器人投入使用。到2030年,全球年需求量将超过50万台。到2035年,机器人的价格将降至13万美元,年供应量将达到300万台,整个市场将达到40亿美元。
在人形机器人产业发展取得一定进展后,第二步将是启动服务业的商业化。这个阶段对语言和视觉模型的要求更高,因为它必须学会与人类互动。例如,在医疗领域,它可以检测老年人是否跌倒,提醒他们服药,甚至进行情感陪伴。在教育场景中,它可以作为辅导老师陪伴孩子学习。在便利店、超市和健身中心等场所,它可以负责收银、补货和简单的服务。在这些场景中,人类和机器人将分工协作。人类将处理紧急或更灵活的任务,机器人则完成结构化和重复性工作。根据中金的测算,到2035年,人形机器人在全球服务业的规模将达到300亿美元。
商业化的最终阶段是真正进入广阔的家庭场景。这对手臂和机器人的“大脑”和“身体”都有最高的要求。但从长远来看,这一天一定会到来。届时,你可以期待它完成大部分家务,例如做饭、清洁、照顾老人和孩子,甚至成为家庭管家,与人类建立更紧密的关系。根据马斯克的预测,到2040年,机器人的数量将超过人类。换句话说,每个人都可以拥有自己的机器人助手。当然,时间点并不重要,这个愿景一定会实现。所以你看,人形机器人的商业化不会一蹴而就。随着机器人能力的提升和成本的降低,它将逐渐改变我们的工作和生活方式,从实验室到工厂,再到服务业,最终进入家庭。
结语:站在爆发前夜的投资思考
现在我们了解了人形机器人行业的商业化路径。你会发现,当前人形机器人行业的现状,其实与新能源汽车爆发前夜非常相似。早期,新能源汽车基本上只有特斯拉在孤独的实验室中探索。到2019年底,特斯拉的技术取得了突破,产能也得到了提升。于是销量一路飙升,并在2019年前三季度首次实现盈利。在商业化初步验证后,中美两国各种电动汽车品牌如雨后春笋般涌现,传统车企也纷纷入局。一年后,整个电动汽车行业才真正迎来了一场大爆发。
反观人形机器人行业,2013年波士顿动力就已有人形机器人的雏形。但直到2022年,特斯拉发布Optimus机器人,才让人形机器人的概念真正进入公众视野。现在,人形机器人已基本跨越了实验室阶段,并开始进入初步商业化市场。我们也看到了Figure AI、优必选等公司推出的许多产品真正进入工厂,并开始工作。
沿着电动汽车的发展路径,人形机器人行业现在正处于小玩家入局、产品逐渐落地、从零到一突破的关键节点。我不确定行业何时能真正迎来拐点,但我相信这个节点应该不远了。而一旦发生,它将带来颠覆性的投资机会。现在,或许正是我们开始关注这个行业的时候。
至此,关于整个人形机器人行业的分析就全部结束了。我相信一定有部分观众对行业中的具体投资机会仍不熟悉。限于时间,本期无法介绍这部分内容。下集《人形机器人》将是“万字”解读,基本囊括了行业中的所有投资机会,并对关键点进行深度解析。我已将这部分内容放在美投Pro中,目前已上线,大家可以点击评论区的链接查看。美投Pro用户可以免费使用,想要看下集的朋友,没有任何压力。也欢迎大家免费体验所有其他服务,不介意大家薅羊毛,欢迎大家尝试,谢谢大家。如果喜欢美投的视频,别忘了点赞、关注和转发,谢谢大家。