深挖技术专利护城河,中国如何成为人形机器人全球创新的“主力军”?

日期:2023-12-04 18:51:36 / 人气:317

“如果你有一个人形机器人,你希望它有什么功能?
和孩子一起阅读,打扫你的房间,或者和你一起打篮球...近年来,人形机器人已经成为前沿科技的代名词,很多人通过人形机器人所能提供的不同功能,开启了对未来科技生活的诸多想象。
在热潮下,国家政策也促进了我国仿人机器人赛道的快速发展。10月20日,工信部发布《仿人机器人创新发展指导意见》,其中提到仿人机器人有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车之后的颠覆性产品,将深刻改变人类的生产生活方式,重塑全球产业发展格局。国际投资公司高盛预测,2035年人形机器人市场规模将达到1540亿美元。
▲仿人机器人创新发展指导意见的通知(工信部官网)
在这场千亿级赛道的竞争中,技术创新无疑是国内外人形机器人赛道选手取胜的关键。11月27日,人民网研究院发布《人形机器人技术专利分析报告》,报告指出,在人形机器人有效专利申请量和专利申请量方面,中国已实现世界第一梯队。其中,中国企业育碧(Ubisoft)以763件人形机器人有效专利申请位居全球第一。
在人形机器人行业,中国正在构筑技术护城河。
一是跻身世界第一梯队,是我国成人人形机器人技术创新的“主力军”。
人形机器人的灵感来源于人体。人们通过机械结构为机器人建造类似于人的脚和手臂的结构,从而帮助机器人实现感知环境、双脚行走、使用工具、相互交互等一系列功能。
制造一个人形机器人并不容易。其中,研究人员从1969年开始探索仿人机器人灵活行走的小目标,到2020年用了近50年才取得小进展。
▲各国申请人专利申请趋势(人形机器人技术专利分析报告)
在仿人机器人的创新研发中,研发仿人机器人的主体团队也在不断变化。2014年之前,日本和韩国的人形机器人专利在全球专利申请中占据主要地位,专利申请人大多来自索尼、三星、本田等企业。但在2014年至2022年,国内企业被要求做到优秀,清华、浙大等高校和研究机构加入进来,中国人形机器人专利申请量迅速增长,一举超过日韩,中国成为当前人形机器人研发创新的主力军。
目前,我国人形机器人专利申请总量超过6000件,有效专利占比47%。同时,报告显示,目前我国人形机器人专利申请量居世界第一,有效发明专利量居世界第二。其中,本田、育碧、三星均持有400多项有效发明专利,排名前三,属于该领域申请人的第一梯队。
▲主要申请人有效发明专利数量排名(人形机器人技术专利分析报告)
虽然中国人形机器人专利申请量一直位居世界前列,但中国并未呈现垄断局面。中国专利申请数量多但平均申请人数少,这也意味着中国专利的集中度低。相比日韩高度垄断的市场,国内人形机器人创新市场更具活力。
在专利申请领域,我们可以看到仿人机器人在本体结构、智能感知、驱动控制等方面的技术创新收获颇丰。具体来说,在本体结构上,人们一直在不断优化机器人的手臂、腿、脚和关节,而在驱动控制方向上的优化则侧重于步态控制方向和手臂运动控制方向。
从人形机器人专利的全球分布、主要申请人、市场创新活力可以看出,中国的人形机器人市场正在逐步扩大,来自企业、机构、科研院所的不同类型玩家正在国内人形机器人市场迅速走向成熟。与此同时,我国人形机器人的投入和产出也逐渐赶上世界第一梯队,成为成人机器人创新的“主力军”。
第二,每年申报20人形机器人专利,率先实现人形机器人商业化。
在全球人形机器人赛道上,一家中国公司见证了中国人形机器人产业崛起的全过程。报告显示,育碧持有全球最多的有效人形机器人技术专利,拥有763项有效专利;在有效发明专利维度,也以476件专利位居中国第一、世界第二。同时,从人形机器人技术的专利申请趋势来看,育碧近五年的专利申请量接近200件,超过本田、丰田和波士顿动力,位居全球第一。
▲人形机器人有效技术专利数量概览(人形机器人专利分析报告)
就在今天,育碧已经通过了港交所的听证会,即将成为“第一个人形机器人”。其披露的招股书显示,育碧是全球人形机器人和机器人解决方案行业为数不多的市场参与者。在技术探索和开发初期,育碧人形机器人率先实现商业化。这离不开长期的技术研发积累。
资料调查显示,育碧成立于2012年,开始研发人形机器人。从2013年开始申请人形机器人技术领域相关的专利,专利覆盖面广,涉及本体结构、智能感知、驱动控制等多个方面。2017年以后,育碧基本上每年都会申请200多项关于人形机器人的专利。根据存量账面,2020年至2022年,育碧平均研发支出占年收入的50%以上。
育碧的技术创新也体现在其产品上。从2012年研发小型人形机器人到2016年研发大型人形机器人Walker,育碧对Walker进行了四次迭代。目前,Walker也是国内首个实现商业化的大型人形机器人,已在中国馆、中科馆、成都大运会闭幕式、沙特NEOM新未来城得到应用。
▲人形机器人发展史(优秀必选)
育碧最新招股书显示,2022年,人形机器人业务贡献收入5184万元,同比增长逾3倍,占公司总收入的5.1%,较2020年和2021年大幅提升。2023年前6个月贡献收入724万元,比上年同期大幅增长,对公司营业收入的贡献持续增加。得益于人形机器人的高技术壁垒,人形机器人相关业务在2022年和2023年前6个月保持了超过50%的毛利率。
为了更好的打造人形机器人,育碧做了全栈技术布局。招股书显示,育碧已布局机器人运动规划与控制、伺服驱动器、计算机视觉与语音交互、SLAM与自主导航技术、视觉伺服操作与人机交互、机器人操作系统应用框架ROSA等全栈核心技术。
▲人形机器人相关技术(官网优先)
在仿人机器人的伺服驱动器方面,育碧不仅可以量产多个系列的伺服驱动器,还可以应用到实际产品中。根据Jost Sullivan的报告,育碧是世界上第一家完成小扭矩到大扭矩(扭矩从0.2Nm到200Nm)伺服驱动器量产的公司,也是世界上第一家在消费市场商业化配备多个伺服驱动器的多关节服务机器人的公司。
今年,AI大模型技术的进步加速了人形机器人产业的发展。在世界机器人大会上,育碧展示了自主研发的“人形机器人多模态交互系统”,该系统与AI模型相连。通过分析仿人机器人的多模态数据,该系统可以提高仿人机器人在实际应用场景中的自主决策能力,帮助其成为人类的助手。
“目前,人形机器人与大型模型的结合,已经将AI推向了‘身体智能’的新阶段。接入该系统后,人形机器人在复杂动态场景下执行任务的自主性将大大提高。”育碧相关负责人表示,“这一系统将人形机器人与大型模型结合后,延伸了人形机器人的工作价值。(机器人)不仅会提供更多的劳动价值,还会提供更多的情感互动。价值。仿人机器人具有更强的智能和泛化能力,可以提升仿人机器人的应用场景和应用范围,加速产业化。”
第三,天时、地利、人和,人形机器人产业迎来曙光。
与芯片、新能源汽车等高科技产业类似,人形机器人也不是一个可以加速发展的产业。需要长期持续投入核心技术研发,才能在行业爆发时占据有利的市场地位。经过几十年的探索,目前,人形机器人可能已经迎来了天时、地利、人和的有利发展环境。
约斯特·沙利文预测,虽然全球人形机器人产业仍处于早期阶段,但市场参与者少,应用场景有限。然而,在未来几年,技术进步和增加R&D在该行业的投资将进一步促进人形机器人的市场需求和人形机器人的商业化。预计到2026年全球人形机器人市场规模将达到80亿美元,占全球智能服务机器人解决方案产业市场的11.8%。
高盛认为,预计到2035年,在蓝海市场场景下,人形机器人市场可以达到1540亿美元的规模,接近2021年全球电动车市场和全球智能手机市场的三分之一。
马斯克对人形机器人市场前景的预测更加具体。在特斯拉2023年股东大会上,马斯克表示,人形机器人是一个比电动汽车更有发展潜力的市场。未来人形机器人与人类的比例是二比一,这意味着人形机器人的需求量高达200亿台。
面对巨大的市场前景,中国和全球科技巨头和创业公司纷纷涌入市场,共同押注人形机器人的大规模商业应用。例如,Open AI、亚马逊和三星投资了人形机器人,而特斯拉、戴森、小米和小鹏开发了人形机器人。最近国外人形机器人创业公司Figure完成了7000万美元的一系列融资,国内创业公司致远人形机器人一出现就获得了比亚迪、百度、高邮等机构的投资。
针对人形机器人未来的商业应用场景,育碧创始人、董事长兼CEO周剑在世界机器人大会的演讲中提到,育碧主要培育人形机器人的三大应用场景,包括工业制造、商业服务和家庭陪伴。其中,智能制造将成为人形机器人的第一个大规模应用领域,将重新定义AI时代的工人,将人从重复性劳动中解放出来。
为了加快人形机器人在工业领域的应用,育碧已经在工厂进行了产品测试。今年还新研发了应用于工业领域的人形机器人Walker S,与国内多家新能源汽车头部企业、高端智能装备解决方案企业合作,探索人形机器人在新能源汽车、3C电子、智慧物流等工业场景的应用,分阶段实现人形机器人在制造场景的应用。
▲工厂里的育碧科技人形机器人(育碧科技)
值得注意的是,除了优必选,特斯拉和小米也将工业制造作为其人形机器人产品落地的首批场景之一。马斯克此前提到,特斯拉人形机器人Optimus的应用场景未来将涉及工业生产,人形机器人将接管汽车生产领域,实现真正的无人驾驶生产。小米还透露,未来小米的人形机器人将整合到小米制造和智能制造中进行工业验证。
11月2日,北京仿人机器人创新中心有限公司在经开区机器人创新产业园正式成立,拟开展通用仿人机器人样机、仿人机器人通用大模型等五项重点工作。这是中国第一个省级仿人机器人创新中心。北京小米机器人科技有限公司、北京育碧智能机器人有限公司、北京精诚机电产业投资有限公司共同持股,法定代表人为育碧CTO熊友军。育碧等企业作为人形机器人的“国家队”,有望在技术攻坚和应用拓展上获得更多发展机会。
结论:进入第一梯队,中国人形机器人产业的未来可期。
中国仿人机器人技术专利的背后,从落后到跟跑,再到领先,众多企业、科研机构、高校不断投入相关技术。
无论如何,从技术专利的积累可以看出,中国在人形机器人的产业竞争上已经开了个好头。
正如中国机器人产业联盟副秘书长陈丹在报告中所说,随着国家对人形机器人支持力度的不断提升,我国人形机器人的发展将进入快车道。中国企业应牢牢把握战略机遇,积极抢占技术创新高地,打通产业链关键节点,推动仿人机器人在中国的发展,将仿人机器人塑造成世界闪亮的“中国名片”,打造经济增长新引擎,助推经济高质量发展。
中国人形机器人未来能在这个巨大的市场上占据多少份额还不确定,但可以肯定的是,人形机器人的商业化时代已经到来,大戏才刚刚开始。"

作者:6A娱乐




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