人形机器人爆火背后，一场7年前的布局早已开启
2023年以来，全球人形机器人赛道持续升温，无论是特斯拉第二代人形机器人擎天柱Optimus Gen2用手指捏起鸡蛋，还是Figure 01拿起了一个苹果，“头脑”聪明、“四肢”灵活的人形机器人展现出更多场景可能性，拉高了人们对于人形机器人的期待。
近日，X上一位用户发帖@马斯克问道：“人形机器人的重量还不到汽车的十分之一，那么制造坡道能达到汽车的十倍吗？”马斯克则回应称：“人形机器人单位质量的复杂性要高得多，但我仍认为它最终的成本将不到一辆汽车的一半。”表明了对于人形机器人未来产业化能力的看好。
那么，人形机器人降本增效的关键点在哪？有机构分析认为，人形机器人赛道具有6个零部件板块，分别为执行器、电机、灵巧手、减速器、传感器、丝杠，这些产品的产能情况共同影响着人形机器人的最终价格。
目前，拥有完善产业链的中国，正处在人形机器人产业化的前沿，如因时机器人这类零部件企业的技术研发能力强且产能正快速攀升，产品年销量超万台，市占率提升明显，未来有望持续助力全球人形机器人降本。
▍前瞻布局显成效
布局较早是因时机器人这类中国企业能够在人形机器人风口下快速占领头部市场的关键因素。
由于灵巧手需要模仿人手的结构和功能，实现高度灵活的操作和抓取能力，设计难度大，零部件多。过去，传统灵巧手受限于零部件、机械结构设计、运动控制集成等多个方面的技术难题，国际市场上的机器人灵巧手，价格动辄数十万元部分甚至高达数百万元，只能用于科研领域，全球人形机器人灵巧手厂商普遍年出货量不过百台。
2016年，因时机器人第一代微型伺服电缸研制成功，作为机器人的线性关节具有体积小、功率密度高的优势，这标志着电驱方案的灵巧手已突破核心关键技术。同时，电驱解决方案在功耗、稳定性和可靠性等方面的优势也十分明显。
在电驱的大方向上，结构设计路线的选择也需要精准的判断力。因时机器人通过研究对比发现，直线驱动+空间连杆的传动方案才是灵巧手技术方案的最优解。首先，直线驱动相比于传统旋转伺服更仿生，并且旋转伺服受运动方式限制不可避免会导致机构设计复杂且生产维修难度大等问题。其次，在传动方案选择上，连杆传动也较腱绳、齿轮更有优势。
腱绳方案虽然有较高的柔韧性，但是腱绳的固定和预紧机构设计相对繁琐，腱绳受疲劳度、张力影响精度很难保证，因此对材料要求也很高。齿轮传动的齿隙和啮合误差可能会影响传动精度，且加工精度要求非常高才能确保旋转运动的平稳性和准确性，存在着结构复杂和体积庞大的缺点。而连杆传动方案已在假肢领域盛行多年，经过多年的市场化验证，并且因时机器人通过批量化生产制造能力，可以将连杆成本大幅降低。
最终，因时机器人采用创新型直线驱动设计，通过内置的6个力控微型伺服电缸控制6个主动自由度，采用连杆传动方式实现整手12个关节的灵活运动，结合力位混合控制算法，使灵巧手具有亚毫米级定位精度和数千克的负载能力。因时机器人通过高集成的微型伺服电缸简化手部结构设计，打破了灵巧手无法量产的魔咒，并大幅提升产品可靠性。
微型伺服电缸这种由电动马达、减速器、传感器、编码器、控制器和线性传动结构等部分组成的精确运动控制技术方案，通过位置闭环、力闭环等多闭环控制实现电缸末端高精度和高柔性控制，这使其应用领域非常广泛，包括新能源、3C自动化行业、半导体以及医疗设备等都适用。
▍庞大市场带来结构化机遇
过去几年，因时机器人在假肢、教育科研、特种等领域进行了大量产品可靠性验证，出货量超千台，形成了市场先行优势，使得因时机器人积累了可观的终端操作使用数据，抓握算法和产品性能也在近几年间快速迭代。由于产业链优势较大，因时机器人灵巧手快速推向市场后，凭借着较高的综合性价比优势，打破了海外产品垄断，开始满足着更广泛市场客户的实际需求。
因时机器人的灵巧手尺寸外观几乎与人手无异，重量只有540g，指尖重复定位精度±0.2mm，指尖抓握力可达10-15N。仅从公开参数客观对比，因时机器人这种成熟的灵巧手产品在尺寸、重量、精度、抓握能力等核心性能指标方面均领先于同行玩家。据了解，目前因时已经与大多数人形机器人本体厂商展开合作，仿人五指灵巧手已经覆盖海内外众多高校/研究机构及终端企业，品牌知名度提升明显，市场占有率遥遥领先，已经是全球人形机器人灵巧手的典型代表。
近年来，人形机器人产业的快速发展为灵巧手市场带来更显著增量需求。有机构测算，目前全球市场上单只人形机器人灵巧手成本约2.8万元，预计产业化成熟后，单只价值量有望降低到1.5万元，在人形机器人整机成本中占比约14%。据机器人大讲堂了解，这意味着2030年人形机器人灵巧手全球市场规模有望达到约604.9亿元，2023—2030年市场空间复合增速约35.2%。
机器人大讲堂认为，头部企业无疑最有望获得这波增长红利。因为灵巧手技术和量产化能力一直是企业的典型分水岭，满足人形机器人市场需求的灵巧手，涉及整体方案与软硬件的全套能力体系，才能让产品稳定、高效率、可靠性强，同时兼顾性价比和易维护性。
因时机器人作为业内头部企业，参与到了两项国家级重点研发计划，这使其不仅能够广泛吸纳业内顶尖技术人才，而且经过4年多的持续市场验证、迭代，近年来其整手操作的软件算法能力更是突破多项技术瓶颈，综合实力稳步提升。
目前，因时机器人已有两款标准灵巧手产品RH56BFX/RH56DFX，两款产品在性能、参数上有一定差异，都可以实现对每一个手指抓握力的实时控制，对不同软硬程度、不同形状、不同尺寸、不同材质的物体具有更好的适应性和交互安全性。能够轻易模拟人手进行诸如弹琴、猜拳等复杂动作，技术实力在业内持续领先。
据机器人大讲堂了解，预计24年因时机器人将会推出下一代产品，不仅在抓握力、寿命等性能上会有大幅提升，还会增加集成触觉的灵巧手。
▍结语与未来
在全球人形机器人愈发激烈的竞争下，能够持续创新，持续产品迭代量产，保证产品有着更高可靠性、更低成本的企业，无疑更有前景。据因时机器人透露，得益于其微型伺服电缸作为通用零部件在多个行业的大规模量产，已经能够进一步降低灵巧手成本，未来面对人形机器人大规模量产所要求的成本下降已做好充足准备。
在这种量产能力与价格的正向拉动下，马斯克所预测的人形机器人价格不到一辆汽车的一半，或许将很快能够实现。