Năm Đầu Tiên Sản Xuất Hàng Loạt Robot Hình Người: Cơ Hội Nằm Ở Đâu?

01.Tiến độ Thương mại hóa Robot Hình Người

Trong những năm gần đây, robot hình người, như một lĩnh vực tiên phong kết hợp trí tuệ nhân tạo và sản xuất cao cấp, đã bước vào giai đoạn quan trọng của các đột phá công nghệ và công nghiệp hóa tăng tốc. Được thúc đẩy bởi sự hỗ trợ chính sách, tiến bộ công nghệ và đầu tư vốn, công nghiệp hóa robot hình người trong nước đã tăng tốc đáng kể, và năm 2025 dự kiến sẽ trở thành năm đầu tiên của sản xuất hàng loạt.

Hiện tại, các công ty trong nước tham gia vào lĩnh vực robot hình người có thể được chia thành ba loại: các nhà sản xuất ô tô, các công ty khởi nghiệp và các tập đoàn công nghệ.

Các nhà sản xuất ô tô có kinh nghiệm sản xuất phần cứng trưởng thành và khả năng tích hợp chuỗi công nghiệp mạnh mẽ. Ngoài ra, kiến trúc công nghệ cơ bản được chia sẻ bởi lái xe thông minh và robot hình người cung cấp cho các nhà sản xuất ô tô cơ hội tái sử dụng công nghệ và hợp tác chuỗi cung ứng.

Các đội ngũ khởi nghiệp chủ yếu bao gồm các chuyên gia có kinh nghiệm trong lĩnh vực robot, với sự tích lũy kỹ thuật mạnh mẽ. Cơ chế tổ chức linh hoạt của họ cho phép họ động viên hiệu quả các đội ngũ và duy trì sự lặp lại sản phẩm nhanh chóng.

Các công ty công nghệ có nền tảng dữ liệu mạnh mẽ và lợi thế rõ ràng trong các mô hình ngôn ngữ lớn mà họ đã phát triển. Trong lĩnh vực robot, họ có xu hướng tập trung nhiều hơn vào khả năng phần mềm hơn là phần cứng.

Từ góc độ tiến độ thương mại hóa, các nhà sản xuất ô tô đang dẫn đầu thị trường với khả năng sản xuất hàng loạt và tiếp cận các kịch bản ứng dụng công nghiệp, và dự kiến sẽ đạt được sản xuất hàng loạt quy mô nhỏ vào năm 2025.

Các công ty khởi nghiệp đã đạt được đột phá thông qua các sản phẩm hiệu quả về chi phí và các kịch bản ứng dụng tập trung. Nhiều công ty đã hoàn thành việc giao hàng theo lô nhỏ và đang tiếp tục mở rộng năng lực sản xuất.

Các công ty công nghệ, mặc dù chưa ra mắt sản phẩm robot hình người của riêng mình, đang cung cấp sự hỗ trợ kỹ thuật thông qua các mô hình lớn, đầu ra sức mạnh tính toán và quan hệ đối tác hệ sinh thái. Điều này đặt nền tảng cho các ứng dụng tiêu dùng trong tương lai và đang định hình một cảnh quan công nghiệp hóa đặc trưng bởi sự cạnh tranh phân tầng và tiến bộ phối hợp.

Nhìn ra nước ngoài, công nghiệp hóa robot hình người đang tăng tốc và bước vào kỷ nguyên mới của sản xuất hàng loạt. Về các tuyến kỹ thuật, ngành công nghiệp đang phát triển theo hai con đường song song: mô phỏng sinh học và học chức năng. Nhật Bản tập trung nhiều hơn vào các hình thức sinh học và ứng dụng dịch vụ, trong khi Hoa Kỳ dẫn đầu trong học chức năng và công nghiệp hóa cho các hoạt động trong môi trường phức tạp. Một số quốc gia châu Âu cũng đang theo đuổi đổi mới đa dạng.

Các công ty robot hình người của Mỹ đang ở vị trí dẫn đầu toàn cầu. Optimus của Tesla đang tiến triển nhanh chóng trong R&D, với những đột phá đang được thực hiện cả về phần mềm và phần cứng. Năm 2026, Optimus V3 dự kiến sẽ bước vào sản xuất hàng loạt. Khi sản xuất quy mô được thực hiện, chi phí mỗi đơn vị dự kiến sẽ được kiểm soát trong vòng 20.000 USD.

Các công ty khởi nghiệp nổi bật khác, chẳng hạn như Figure, Agility và 1X, cũng đang tăng tốc phát triển. Trong khi đó, các tập đoàn công nghệ như Nvidia và Google đang tham gia vào lĩnh vực này thông qua nhiều phương pháp, bao gồm phát triển nội bộ, đầu tư và quan hệ đối tác, thúc đẩy sự trưởng thành của hệ sinh thái.

02.Phân tích Các Thành phần Cốt lõi trong Robot Hình Người

Việc sản xuất robot hình người có thể được chia thành ba lĩnh vực chính: “bộ não”, “tiểu não” và thân robot.

“Bộ não” đề cập đến nhận thức, ra quyết định và tương tác giữa con người và robot. Sự phát triển của nó đòi hỏi ứng dụng các mô hình lớn, cho phép robot hình người lập kế hoạch các nhiệm vụ phức tạp và hiểu môi trường xung quanh.

“Tiểu não” đề cập đến điều khiển chuyển động. Nó ảnh hưởng đến khả năng phản ứng và điều khiển thời gian thực của robot, cho phép robot phản ứng nhanh chóng dựa trên đầu vào từ cảm biến mà không cần điều khiển bên ngoài.

Sản xuất thân robot chủ yếu bao gồm các bộ truyền động quay, bộ truyền động tuyến tính, tay khéo léo, hệ thống cảm nhận, pin, da nhân tạo và các thành phần chính khác.

Sản xuất hàng loạt thân robot là điều kiện tiên quyết cho việc thương mại hóa robot hình người, trong khi sản xuất hàng loạt thành công phụ thuộc vào việc giảm chi phí thành phần.

Xem xét tỷ lệ giá trị, độ khó kỹ thuật và tiến độ nội địa hóa của từng thành phần, các lĩnh vực chính đáng chú ý bao gồm vít con lăn hành tinh, cảm biến lực sáu trục, bộ giảm chấn hài hòa và động cơ không lõi.

1. Vít Con Lăn Hành Tinh: Còn Nhiều Chỗ Cho Cải Thiện Nội Địa Hóa

Một vít là một thiết bị truyền động cơ học chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tuyến tính. Nó bao gồm một trục vít và một đai ốc, và được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền động khớp của robot hình người, chẳng hạn như các bộ truyền động tuyến tính.

Chức năng cốt lõi của nó là cung cấp điều khiển dịch chuyển tuyến tính có độ chính xác cao, tải trọng cao, ảnh hưởng trực tiếp đến tính linh hoạt, ổn định và khả năng chịu tải của chuyển động của robot.

Vít con lăn hành tinh mang lại những lợi thế như khả năng chịu tải cao, khả năng chống va đập mạnh, kích thước nhỏ gọn và hoạt động tốc độ cao. Tuy nhiên, do độ khó gia công cao, thiết bị sản xuất cần thiết vẫn phụ thuộc nhiều vào nhập khẩu.

Vào năm 2023, các công ty nước ngoài chiếm 85% thị trường vít con lăn hành tinh tại Trung Quốc đại lục, trong khi các công ty trong nước chỉ chiếm 15%. Thị trường tập trung cao, với năm công ty hàng đầu chiếm hơn 80% thị trường.

Hiện tại, các nhà sản xuất chính sản xuất vít con lăn và tham gia vào cạnh tranh thị trường bao gồm GSA từ Thụy Sĩ, Ewellix từ Thụy Điển, Rollvis từ Thụy Sĩ, Bosch Rexroth từ Đức, CMC từ Hoa Kỳ, Nanjing Technical Equipment Manufacture từ Trung Quốc, Jining Bote Precision từ Trung Quốc và TBI Motion từ Đài Loan, Trung Quốc.

Trong những năm gần đây, các công ty như Nanjing Technical Equipment Manufacture, Bote Precision và Wuzhou Xinchun đã bắt đầu mở rộng vào các vít con lăn hành tinh. Khi khả năng sản xuất hàng loạt được cải thiện, thị phần của các nhà cung cấp trong nước dự kiến sẽ tăng lên.

2. Cảm biến lực sáu trục: Giá trị cao và lợi nhuận cao, nhưng thách thức về mặt kỹ thuật

Để mô phỏng tốt hơn khả năng của con người và cải thiện đều đặn phản hồi lực và xúc giác, robot hình người cần đo chính xác lực tác động lên các khớp của chúng. Do đó, các nhà sản xuất hàng đầu đã bắt đầu lắp đặt cảm biến lực sáu trục ở các khu vực như cổ tay, mắt cá chân, lòng bàn chân và bàn tay, cho phép robot hình người phát triển khả năng cảm giác tương tự như con người.

Cảm biến lực sáu trục là một trong những thành phần có chi phí cao hơn trong lĩnh vực robot và mang lại lợi nhuận mạnh mẽ. Các sản phẩm cảm biến lực sáu trục cao cấp vẫn chủ yếu do các công ty nước ngoài chiếm lĩnh. Ưu điểm công nghệ của họ được thể hiện qua các vật liệu hiệu suất cao, các cảm biến biến dạng tùy chỉnh, quy trình sản xuất chính xác và thuật toán.

Thị trường tương đối tập trung, với 10 nhà sản xuất hàng đầu chiếm gần 70% tổng thị phần. Các thương hiệu nước ngoài vẫn chiếm ưu thế trên thị trường, nhưng thị phần của họ đã tiếp tục giảm, từ 80,9% năm 2020 xuống còn 67,9% năm 2023.

Khi các nhà sản xuất Trung Quốc đại lục tiếp tục cải thiện công nghệ của họ, thu hẹp khoảng cách công nghệ và tận dụng lợi thế về chi phí-hiệu suất, thị phần của các thương hiệu Trung Quốc đại lục dự kiến sẽ tăng lên hơn nữa.

3. Bộ giảm tốc hài hòa: Các công nghệ cốt lõi đã có những đột phá, với tiến trình nội địa hóa suôn sẻ

Dựa trên các cấu trúc và phương pháp truyền động khác nhau, bộ giảm tốc có thể được chia thành bộ giảm tốc hành tinh, bộ giảm tốc hài hòa và bộ giảm tốc RV. Bộ giảm tốc hành tinh có cấu trúc đơn giản và hiệu suất truyền động cao, thường được sử dụng trong các khớp xoay của robot hình người nơi yêu cầu độ chính xác tương đối thấp.

Bộ giảm tốc hài hòa cung cấp độ chính xác truyền động cao, kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, hoạt động mượt mà và tỷ lệ truyền động lớn. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các bộ phận tải nhẹ của robot hình người, chẳng hạn như cẳng tay, cổ tay và bàn tay khéo léo.

Thị trường bộ giảm tốc hài hòa toàn cầu tương đối tập trung, với các công ty Nhật Bản như Harmonic Drive và Nidec-Shimpo duy trì vị trí công nghệ hàng đầu. Tại Trung Quốc đại lục, công nghệ truyền động bánh răng hài hòa bắt đầu tương đối muộn. Tuy nhiên, thông qua các đột phá công nghệ và cải tiến trong quy trình sản xuất, các sản phẩm phát triển trong nước đã đạt đến mức tiên tiến quốc tế về hiệu suất và độ ổn định, phá vỡ thế độc quyền công nghệ nước ngoài.

Leaderdrive là công ty đầu tiên ở Trung Quốc đạt được công nghiệp hóa và sản xuất quy mô lớn các bộ giảm tốc hài hòa. Đồng thời, một số nhà sản xuất chất lượng cao như Laifual và Han’s cũng đã xuất hiện. Năm 2023, Leaderdrive, Laifual, Tongchuan và Han’s cùng chiếm 37% thị trường.

4. Động cơ không lõi: Còn nhiều không gian để cải thiện nội địa hóa

Động cơ là các thành phần cốt lõi điều khiển chuyển động của các khớp robot. Trong các hệ thống robot, chúng cung cấp lực điều khiển cần thiết và cho phép điều khiển chuyển động chính xác bằng cách điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn của động cơ.

Động cơ không lõi có rôto không có lõi sắt, sử dụng dây đồng quấn thành cấu trúc hình cốc rỗng. Thiết kế này cho phép động cơ không lõi cung cấp mật độ công suất cao hơn trong kích thước nhỏ hơn. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các bàn tay khéo léo.

Các công ty Trung Quốc đại lục tham gia vào ngành công nghiệp động cơ không lõi tương đối muộn. Hiện tại, các công ty trong nước tham gia vào thị trường này chủ yếu tập trung vào các lô hàng nhỏ, và khả năng sản xuất hàng loạt của họ vẫn cần được cải thiện.

Vào năm 2023, Maxon, Faulhaber và Portescap cùng chiếm 79% thị trường động cơ không lõi tại Trung Quốc đại lục. Trong số các công ty trong nước, MOONS’ là công ty dẫn đầu tại đại lục, với thị phần 5% vào năm 2023. Công ty đã tiếp thu công nghệ động cơ không lõi hàng đầu thông qua việc mua lại Lin Engineering tại Hoa Kỳ và Technosoft Motion AG tại Thụy Sĩ.

Nhìn về phía trước, khi các sản phẩm như IRON của XPeng và Optimus của Tesla bước vào sản xuất hàng loạt, robot hình người dự kiến sẽ dần dần di chuyển vào các nhà máy, trung tâm mua sắm và hộ gia đình, trở thành một lực lượng quan trọng trong việc tái định hình sản xuất và cuộc sống hàng ngày.

Robot hình người đang chuẩn bị đón nhận cơ hội phát triển lịch sử và có thể trở thành thị trường nghìn tỷ nhân dân tệ tiếp theo sau các phương tiện thông minh.