特斯拉Bot：最先进的仿真人形机器人
特斯拉仿真人形机器人Tesla Bot Optimus（擎天柱）原型机现身于2022年9月30日的特斯拉人工智能日。
据发布会称Optimus最早将于2023年开始生产，将用来填补劳动力缺口，执行危险、重复或太无聊而人们不愿意从事的工作。 从公布的参数看，特斯拉Optimus人形机器人主要配置如下：
高度：5英尺8英寸（约172 cm），头部带有显示屏，用以展示信息；
重量：125磅（约56.6 kg）；
速度：每小时5英里 （约8公里）；
承载能力：45磅（约20.4 kg）；
硬拉能力：150磅 （约68 kg）；
手臂伸展提升：10磅 （约4.5 kg）；
采用Autopilot的摄像头作为视觉感知传感器，共八个摄像头；
采用FSDComputer作为计算核心；
脖子、胳膊、手、腿、躯干累计搭载了40个机电传动器；
搭载多相机神经网络、基于神经网络的规化、自动标记、算法训练等
Tesla Bot 还将配备一台完全自动运行的计算机和摄像头、30 个电磁执行器和一个显示屏。此外，它还将拥有人类水平的双手。四肢使用 40 个机电推杆进行操作，有两只脚，并有力反馈感应，以实现平衡和敏捷的动作。
对于将机器人设计得并不高大，行动上也并非急速（每小时行走8公里）的原因，特斯拉CEO马斯克特意情调，他此前一直反对将机器人用作战争，并警告过人工智能可能带来的危险，因此他认为，如果那些机器人是行动缓慢、且易于压制的，那么就可将威胁最小化。
核心零部件是机器人的关键。在所有机器人的研发中，人形机器人的挑战难度是业界公认最高的。从目前特斯拉公布的应用范围来看，人形机器人为服务机器人的技术升级，涉及到自动驾驶、视觉导航、传感器技术等多种技术融合，机械产业链方面主要涉及到伺服电机、减速机、控制系统、驱动器与机器视觉等方面。
机器人产业链主要分为上游核心零部件研发与生产、中游本体制造和系统集成，以及下游各行各业的具体应用等三方面。其中，减速器、伺服电机、控制器等核心零部件是整个机器人产业的核心壁垒，也是产业链中成本占比、附加价值最高的部分。
减速器主要用于机器人各个关节，负责将伺服电机输出的高速运转动力转化为低转速、高转矩的运动。因此人形机器人若要实现接近人体的活动自由度，则减速器用量将数量级增长。
按照传动原理的不同，机器人专用减速器可分为RV减速器和谐波减速器两种。当前，我国精密减速器严重依赖进口，国产厂商仍处于生产技术不断成熟完善的阶段。根据MIR DATABANK数据显示，目前全球约75%的精密减速器市场被日本的纳博特斯克和哈默纳科占领。其中，纳博特斯克生产RV减速器，约占60%的份额;哈默纳科生产谐波减速器，约占15%的份额。
伺服系统是机器人的动力系统，负责驱动机器人的运动，由伺服驱动器和伺服电机组成。其中，伺服驱动器负责位置、速度、转矩等各项控制；伺服电机是伺服系统中控制机械元件运转的发动机，将接收到的电压信号转化为转矩和转速，以驱动控制对象。国产伺服厂商在产品性能、尺寸等指标上正在努力赶超国际先进水平，同时国产品牌拥有更低的销售价格，性价比优势不断凸显。
控制器作为机器人的心脏，负责规划机器人的运动方式，通过硬件和软件发布并传递动作指令，控制机器人的运动位置、姿态、轨迹和操作顺序等，运动控制器向伺服系统发送指令，进而带动工作机械（负载）实现特定运动。同时，电机和机械系统的多种传感器经过信号处理将实时信息反馈给控制器，控制器进行实时调整，保证整个系统的稳定运转，使机器人达到所要求的技术指标。目前，ABB、KUKA、新松、新时达等国内外各大机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发。
专家分析认为，从相关产业链分析，人形机器人涉及到自动驾驶、视觉导航、传感器技术等多个技术融合，机械产业链方面主要涉及到机器人的核心零部件（伺服电机、减速机、控制系统、驱动器等）、机器视觉等方面，根据工控网数据，按成本拆分，伺服系统/控制器/减速器/本体制造分别占工业机器人成本的24%/12%/35%/23%，其中上游核心零部件成本合计超70%，随着机器代人浪潮加速，专家分析认为相关产业链具备较大成长潜能，尤其是上游核心零部件有望直接受益。
随着特斯拉人形机器人预期发布原型机，未来特斯拉有望升级为两大核心产品线:Model系列电动车和Optimus系列机器人，马斯克表示“Tesla bot的价值将超越特斯拉的电动汽车和全自动驾驶汽车业务”。
可以预见的是，人形机器人的高适配性可以打通工业、商用、家用场景限制，整合各类应用的市场空间，有望成为继PC、手机、智能电动车之后的新一代智能终端。
特斯拉为何要进入人形机器人领域？
第一个原因是特斯拉认为就是应该进入这个赛道，在国外的思维当中，比如好莱坞的《变形金刚》，机器人变换的来源其实就是汽车，所以这是人们头脑当中自然会有的一个联想，用一种开玩笑的说法，四轮的车站起来就是一个机器人。
当然还有第二个原因是特斯拉无人驾驶的应用进程其实是落后于它的预期的。这就迫使他们去想，如果把这些对周围环境的感知能力放在一个机器上，那会比汽车安全很多，当然也会更加复杂。
另外，在马斯克的思路当中，机器人本身的整个经济体系、商品和服务都不是特别理想，其中最主要的就是人力成本的问题，所以也希望用机器人的方式去覆盖这部分的人力成本。他提出人形机器人主要目的可能不是在于去服务人，而是去取代无聊、重复、危险的工作。因为去感知人类的情绪等需要掺杂更多的人工智能在里面，所以其他的应用场景，比如物流、救火会更加合适。但我们现在还不太清楚他推出的人形机器人会用在哪个领域。 还有一个潜在原因在于，特斯拉作为上市公司也要求有增长，而特斯拉单单电车领域在这两年内的增速会进入放缓的状态，那么推出人形机器人的考量也有可能是为了打造第二曲线或者增速。
市场分析
特斯拉Optimus价格有望步入量产级，人形机器人打开全球万亿级蓝海市场。根据马斯克在2022年4月的TED演讲中透露，Optimus单价将“不会高得恐怖，或许会比一辆车的价格更低”，与马斯克对话的主持人Chris Anderson以2.5万美金左右(约16.75万人民币)价格为例进行讨论，给出了一个可供参考的价格区间。这样的定价，未来如果想要有盈利，我们判定离不开中国供应链的支持，因为从全球制造业竞争力来看，只有中国供应链可以助力TeslaBot降低成本、保障交付。
根据特斯拉人形机器人已经发布的公开信息以及我们对各个零部件成本的理解，预计成本构成情况如下：
- 动力总成系统：电池系统+电驱系统，占总成本的35%左右。电池系统包含电芯、热管理等，电驱系统包含电机、电控与减速器等。
- 智能感应系统：包括感知计算以及闭环诊断等系统，包含毫米波雷达、图像传感器、温度传感器、FSD芯片、算力芯片等，占成本的25%左右。
- 结构件：分为金属、非金属结构件，金属结构件主要做骨架，用于机器人的支撑，主要为铝合金或铝镁合金；非金属结构件主要做机器人的外表皮肤或者防护，包含PU树脂皮肤、缓冲材料、碳陶等，占成本的25%左右。
- 线束、连接器占10%左右。
- 其他零散单元，包括面罩玻璃等，占比约5%。
考虑到特斯拉汽车在中国的售价最低为30万元左右，Optimus机器人的单体价格大体将位于17-30万元之间。这一价格区间相对波士顿机器人显著更低，Optimus有望进入家务、快递、工业生产等各类消费级与商用级场景。
根据麦肯锡全球研究院发布报告，预计到2030年，全球将有15%的劳动力比率将被机器人替代。其中印度、中国、美国、德国替代比率分别为9%、16%、23%、24%。然而，并非所有机器人均需要做成人形。根据应用场景，服务机器人、特种机器人中部分机器人适合制造成人形。
按照单个机器人价格16.72万元人民币计算，预计到2023年全球人形机器人年市场规模将达到365亿元，到2025年、2030年分别达到3908亿元、1.9万亿元。其中，预计我国人形机器人年市场规模到2025年、2030年将分别达到754亿元、3762亿元。
人形机器人助力千行百业
根据艾隆·马斯克在2022年4月的TED演讲中透露，特斯拉 Optimus单价或低于一辆汽车，大致将位于17-30万元之间，有望进入消费级、商用级等各类场景。根据麦肯锡报告预测，到2030年全球约4亿人的岗位将被自动化机器人替代，按Optimus单体价格30万元计算，长期来看全球人形机器人市场空间可达120万亿级别，是一个崭新且空前庞大的蓝海市场。
为什么是人型？和工业机器人相比有什么优势？
世界上的工作大多以人类形态完成，人性使得硬件上具有极大的适应性，任何关节的缺失比如手或脚都会使得替代场景大大受限。工业机器人在静态场景中具有精度和承重的优势，不仅超过人型机器人也超过人本身。但由于其厂家分散、不灵活、开发交付周期长使得目前每年全球工业机器人安装量不超过40万台。而人形机器人硬件统一，可开放的算法平台可聚集大量的开发者，具有极快的场景适应性及交付速度。
不同于专精于单一场景的普通工业机器人，人形机器人由于其仿人形态，可适用于多场景、多功能的工业制造业生产，缺工现象显著的车工、焊工、乃至重复性机械性较强的组装类工作，机器人都能够胜任，且工作时长不受限制，下游应用场景十分广泛。根据人社部、工信部数据，到2025年中国制造业10大重点领域人才缺口将接近3000万人，即使在保守假设下，仅有20%的人才缺口使用人形机器人作为替代，按机器人单价30万元计算，仅国内市场空间就预计可以达到1.8万亿元。按中期谨慎假设替代率50%计算，市场空间预计可达4.5万亿。
以人形机器人完成社会服务工作，仅国内市场空间就预计达千亿级别。
根据questmobile数据，2020年7月国内新蓝领人数约3379万，其中网约车司机的工作若机器人化，其终极即为自动驾驶汽车，已是另一种形态的机器人，无需人形机器人替代；而快递员+外卖骑手总计约743万人，这部分新蓝领的工作若由机器人代替，即使在10%替代率的保守假设下，按机器人单体30万的价格来计算，仅国内潜在市场空间预计就在四千亿以上。按中期谨慎假设替代率50%情况下，市场空间预计可达1.1万亿。
对于家政服务场景，保守考虑渗透率为20%，仅国内市场空间预计可达万亿级别。
根据Fastdata极数，截至2021年6月国内家政从业人数约3275万，月均收入为6683元，家政市场前三大需求为保洁（需求占比77.3%）、维修（44.9%）、烹饪（31.9%），随服务机器人充分融合计算机视觉、语音识别、NLP、知识图谱等人工智能技术，一线及新一线城市对机器人家政服务接受度有望提高，保守考虑人形机器人在20%替代率的假设下，按机器人单体30万的价格来计算，仅国内潜在市场空间就预计约1.97万亿元。按中期谨慎假设替代率50%计算，市场空间预计可达4.9万亿。