陽歷年初,陰歷年末,盛產(chǎn)老板畫的大餅,在人形機(jī)器人領(lǐng)域,洋餅一般更為光鮮飽腹。近日,馬斯克接受采訪時(shí)談到,特斯拉在2025年將生產(chǎn)數(shù)千臺(tái)Optimus人形機(jī)器人,并在工廠進(jìn)行初步測(cè)試。如果一切進(jìn)展順利,2026年人形機(jī)器人產(chǎn)量將增加10倍,目標(biāo)是生產(chǎn)5萬到10萬臺(tái)人形機(jī)器人,后年再增加10倍。他預(yù)測(cè),未來人形機(jī)器人與人類的比例可能達(dá)到5:1,全球?qū)⒂?00億臺(tái)人形機(jī)器人運(yùn)行。
目前,市場(chǎng)上多家人形機(jī)器人公司宣布其量產(chǎn)計(jì)劃,中國企業(yè)如優(yōu)必選,其產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入了東風(fēng)柳汽、吉利汽車等車廠的實(shí)訓(xùn),2024年已實(shí)現(xiàn)小規(guī)模交付,我們此前也報(bào)道過華為、小米等企業(yè)在該領(lǐng)域更是動(dòng)作頻頻,雖不談及量產(chǎn),但入局是十分堅(jiān)決的。
圖源:優(yōu)必選公眾號(hào)
坊間各類預(yù)測(cè)更是烈火烹油。據(jù)國際機(jī)器人協(xié)會(huì)預(yù)測(cè),2021年至2030年,全球人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模的年復(fù)合增長率將達(dá)到71%。另據(jù)高盛的預(yù)估,到2035年,人形機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到380億美元。
種種信號(hào)表明,至少輿論上的人形機(jī)器人量產(chǎn)元年來了。這類復(fù)雜的機(jī)械量產(chǎn),必然會(huì)讓關(guān)鍵零部件出貨量激增。在這個(gè)人形機(jī)器人量產(chǎn)的前夜,核心零部件必將先一步在產(chǎn)業(yè)上爆發(fā),六維力傳感器便是其中之一。對(duì)于這個(gè)2023年中國市場(chǎng)規(guī)模不超過3億的產(chǎn)業(yè)來說,人形機(jī)器人的量產(chǎn)會(huì)注入巨大的活力。
而最近,這個(gè)小賽道的頭部企業(yè)融資消息頻傳——坤維科技和鑫精誠傳感器接連宣布融資,我們將以此為契機(jī)淺析一下六維力傳感器這個(gè)小賽道的現(xiàn)狀和潛力。
人形機(jī)器人量產(chǎn),盤活六維力傳感器
對(duì)于人形機(jī)器人來說,力傳感器可以類比為人類的感知神經(jīng),可以用來監(jiān)控、檢測(cè)、記錄和調(diào)節(jié)施加在機(jī)器人關(guān)節(jié)或末端執(zhí)行器受到的力和力矩,為控制系統(tǒng)提供關(guān)鍵的反饋信息,從而讓機(jī)器人在執(zhí)行操作時(shí)可以自主調(diào)整姿態(tài),確保操作的穩(wěn)定性和精確度。
六維力傳感器作為目前最完整的多維力傳感器形式,顧名思義,它能夠同時(shí)測(cè)量三個(gè)方向的線性力和力矩,是讓機(jī)器人感知外界、掌握分寸實(shí)現(xiàn)柔順控制和人機(jī)操作的核心硬件,不可或缺。因此,六維力傳感器成為了人形機(jī)器人的標(biāo)配,主要應(yīng)用在手腕和腳腕單元。
目前,六維力傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋航天、自動(dòng)化生產(chǎn)、機(jī)器人等諸多領(lǐng)域,而人形機(jī)器人這一賽道,或?qū)榱S力傳感器打開更大的應(yīng)用空間。
圖源:坤維科技公眾號(hào)
例如,此前Tesla Optimus Gen2人形機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)90度深蹲、單腿瑜伽等動(dòng)作,主要功臣便是六維力傳感器。在工業(yè)領(lǐng)域,六維力傳感器被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人操作、裝配工藝控制和負(fù)載監(jiān)測(cè)等工作中。安裝在機(jī)器人的末端執(zhí)行器的六維力傳感器能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量機(jī)器人在操作過程中所受到的力和力矩,從而實(shí)現(xiàn)高精度的控制和反饋。這對(duì)于需要精確控制力的應(yīng)用場(chǎng)景非常關(guān)鍵,常見于在裝配過程精確施加特定力量保證零件不損壞。
目前來看,人形機(jī)器人中裝載六維力傳感器可以在關(guān)鍵部位實(shí)現(xiàn)性能升級(jí)。在手腕關(guān)節(jié),六維力傳感器可以檢測(cè)手部與外界的交互力和力矩,從而完成精細(xì)操作等復(fù)雜任務(wù)。在腳踝部位,六維力傳感器則可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)器人與地面的接觸力,確保機(jī)器人的穩(wěn)定行走。而上文我們提及的裝配等工作,則是通過將六維力傳感器裝載到靈巧手上實(shí)現(xiàn)的,手指和手掌部位的傳感器可以檢測(cè)手部與物體之間的多維交互力,從而讓機(jī)器人完成抓取、裝配等精細(xì)操作任務(wù),捏起雞蛋等動(dòng)作也是由此實(shí)現(xiàn)的。
因此,對(duì)于六維力傳感器而言,靈敏度、線性度、信號(hào)解耦、抗干擾能力等性能指標(biāo)非常關(guān)鍵。有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,目前國產(chǎn)六維力傳感器與國外主流產(chǎn)品在精準(zhǔn)度方面的性能已經(jīng)不相上下,但在其他核心指標(biāo)——靈敏度、串?dāng)_、抗過載能力及維間耦合誤差等方面仍有差距。
小賽道融資不斷,匯川、小米等接連現(xiàn)身
六維力傳感器此前的市場(chǎng)規(guī)模并不大,業(yè)界人士分析稱,有一部分因素是售價(jià)較高。按照優(yōu)必選招股書中Walker機(jī)器人主要成本所顯示,六維力傳感器的單價(jià)超過1.5萬元,一臺(tái)機(jī)器人中僅六維力傳感器的總價(jià)便高達(dá)6萬元。而按照特斯拉Optimus成本再進(jìn)行拆分,結(jié)構(gòu)件占比17%、力矩傳感器、滾柱/滾珠絲杠均占比14%、諧波減速器占比13%、空心杯電機(jī)占比9%、無框力矩電機(jī)8%、控制器6%。那么單臺(tái)人形機(jī)器人的成本十分高昂,此前也有數(shù)據(jù)顯示,大多數(shù)人形機(jī)器人的成本還在10萬美元以上。
即使六維力傳感器壁壘較高,在死磕國內(nèi)外技術(shù)差距的同時(shí),為規(guī)模化做好儲(chǔ)備,降低成本和售價(jià)已經(jīng)成為這一賽道融資的原因。我們回顧近期發(fā)生的融資事件便可直觀感受到擴(kuò)大產(chǎn)能的信號(hào)——
2025年1月3日,高精度力覺傳感器及力控解決方案提供商坤維科技官宣完成B輪融資,本輪融資投資方為小米產(chǎn)投、舜宇產(chǎn)業(yè)基金、深創(chuàng)投、高瓴創(chuàng)投、明薈等機(jī)構(gòu)。本輪融資金額未披露,據(jù)介紹,新增資金主要用于新產(chǎn)品線研發(fā)、智能化產(chǎn)線建設(shè)及市場(chǎng)推廣。
而在這家公司的上一輪數(shù)千萬元的A+輪中,則出現(xiàn)了另一明星公司——匯川旗下的匯川產(chǎn)投,除此之外,三花智控、博昶產(chǎn)業(yè)基金、明薈也共同參與了這輪融資。
在研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)的2023年六維力傳感器市場(chǎng)份額中顯示,坤維科技的市占率位于國內(nèi)廠商第三。據(jù)傳,早在2023年,小米人形機(jī)器人已經(jīng)開始向坤維科技購買小批量KWR63系列六維力傳感器產(chǎn)品,應(yīng)用在機(jī)器人的手腕部位。目前,坤維科技與節(jié)卡、遨博、睿爾曼、越疆、思靈等協(xié)作機(jī)器人廠商都開展了深度合作,為人形機(jī)器人爆發(fā)而蓄力。
同樣在一月完成開年融資的還有鑫精誠傳感器,這家公司近日宣布融資金額近億元的首輪融資,由深創(chuàng)投領(lǐng)投,聚合資本、仁智資本共同跟投。公開資料顯示,此次融資資金將主要用于全球首條基于“MEMS原理”的六維力傳感器自動(dòng)化產(chǎn)線建設(shè)與投產(chǎn)、新產(chǎn)品研發(fā)投入、各類中試實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等領(lǐng)域。
除此融資動(dòng)作之外,也有通過戰(zhàn)略投資布局六維力傳感器的。同樣是在今年1月,凱爾達(dá)全資子公司凱爾達(dá)人形機(jī)器人正式宣布完成對(duì)凱維力傳感的控股投資。據(jù)悉,凱維力傳感的核心產(chǎn)品便是基于MEMS加工技術(shù)和感知結(jié)構(gòu)的六維力/力矩傳感器。
有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,六維力傳感器已進(jìn)入了高速增長期。此前有研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示,2022年中國六維力/力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模2.4億元,同比增長52%,其中機(jī)器人行業(yè)所應(yīng)用的六維力/力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模1.6億元,同比增長54%。便覽眾多行業(yè)機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè),他們認(rèn)為到2030年,六維力傳感器的年復(fù)合增長率均在40%以上,對(duì)于此類小賽道而言,這個(gè)增長率已經(jīng)較為驚人了。
在全球市場(chǎng),六維力傳感器的頭部廠商為ATI、Schunk、Advanced Mechanical Technology,國內(nèi)份額第一的宇立儀器緊隨其后,位居第四。國際龍頭ATI2023年市占率超過35%,為Kuka、ABB、安川等廠商提供核心產(chǎn)品。可以看出,該行業(yè)的技術(shù)壁壘有待突破。數(shù)據(jù)顯示,2023 年中國六維力傳感器國產(chǎn)化率僅為32.1%。宇立儀器、坤維科技、藍(lán)點(diǎn)觸控等主要玩家正在和國內(nèi)外協(xié)作機(jī)器人、人形機(jī)器人客戶達(dá)成合作。
目前,除坤維科技外,宇立儀器的六維力傳感器已被用于優(yōu)必選的Walker S1人形機(jī)器人;藍(lán)點(diǎn)觸控的六維力傳感器產(chǎn)品已進(jìn)入大族、珞石、新松、UR等協(xié)作機(jī)器人的供應(yīng)鏈;延申布局到六維力傳感器的柯力傳感目前已給國內(nèi)多家工業(yè)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人和人形機(jī)器人客戶送樣,已取得部分協(xié)作機(jī)器人客戶的批量訂單。近期,這家公司也表示已通過華為測(cè)試合格并完成交付。
結(jié)語
入局者眾多,2025的六維力傳感器市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)張幅度有待考察,但這一定是這一領(lǐng)域的關(guān)鍵之年。機(jī)器人驅(qū)動(dòng)潛力的賽道不止于此,在談產(chǎn)業(yè)規(guī)模百億之前,行業(yè)需先做好規(guī)?;鲐浀墓?yīng)關(guān),快速擴(kuò)容之下,必然伴隨著行業(yè)洗牌,成本高昂的六維力傳感器成本也將再度下探。這些情節(jié)將在今年復(fù)現(xiàn)到更多小賽道,我們將持續(xù)關(guān)注,拭目以待。
(來源工控網(wǎng))