洞悉行业趋势，铸就商业智慧，欢迎来到专题研究栏目。在这里，我们将汇聚智慧，分享洞见，剖析行业未来，共谋发展先机。本文是“华菖专题研究系列的第8篇”，也是“马斯克系列研究的第2篇”。从2024年6月开始，华菖启慧智能科技有限公司将会持续推出系列文章，为客户提供更多行业专题研究，希望和客户共启智慧之旅，践行“共创、共享、共成长”的经营理念。随着人工智能和机器人技术的迅速发展，人形机器人作为一项前沿科技，正逐步从概念走向现实世界的应用场景。Optimus人形机器人作为特斯拉公司的创新成果，不仅以其卓越的技术能力和潜在的应用前景引起了全球范围内的广泛关注，更被视为特斯拉未来几年内最重要的应用方向之一，比汽车业务和全自动驾驶（FSD）更加具有长期价值的战略布局。为此，本文将深入探讨Optimus人形机器人的发展历程，分析全球人形机器人整体发展趋势及其市场规模，并进一步关注Optimus对国内市场的潜在影响。
通过梳理Optimus人形机器人的发展历程，我们可以看到，当前擎天柱诞生已近三年，原计划在2023年投产，结果到2024年中才宣布投产，最新计划于2025年小批量生产真正有用的仿人机器人，正式投入特斯拉内部生产，在2026年大批量生产，供其他公司使用。尽管过去在投产时间上多次延误，但马斯克对擎天柱机器人的发展前景及其在特斯拉未来发展中的作用充满信心。在他看来，“人形机器人将成为工业主力，数量有望超越人类，预计达到100-200亿台，远超汽车，市场规模将达到百亿美金级。”此外，产能是人形机器人市场的关键，Optimus人形机器人的核心技术和部分软硬件组件与特斯拉的自动驾驶系统高度兼容，这种技术共享不仅可以提升人形机器人的智能化水平和操作效率，加速研发进程，还能有效降低研发成本，以快速实现量产。马斯克曾明确表示，他的目标是实现这些机器人的大规模生产，并且每台机器人成本控制在1万美元左右，售价预计2万美元，远比一辆车更便宜，年产计划10亿台，占据市场10%以上份额，预计将为特斯拉带来高达10-20万亿美元的利润。虽然现在人形机器人还比较贵，但通过做大市场，实现量产，走低成本、快速迭代的“特斯拉”路线，未来市场非常可观。马斯克也多次强调，“特斯拉是一家人工智能公司，而Optimus人形机器人是其中一个重要应用方向，其重要性将在未来几年逐渐显现，最终将比汽车业务、比FSD更具价值，是特斯拉长期价值的重要来源。特斯拉也是所有人形机器制造商中最有能力的公司。”以下为Optimus（擎天柱）机器人的主要发展历程梳理：- 2021年8月20日：特斯拉CEO埃隆·马斯克在第一届特斯拉AI DAY上首次发布特斯拉人形机器人（Tesla Bot）计划，代号“擎天柱”（Optimus），正式宣布进军机器人领域，预计2022年完成，第一版可在2023年投入生产。
- 2022年4月：马斯克在财报会议上指出，Optimus的重要性将在未来几年逐渐显现，最终将比汽车业务、比FSD更具价值。在随后9月份的TED访谈中，马斯克也提到，人形机器人的第一批生产打算用于那些危险、无聊、重复以及人们不情愿去做的工作。并且表示，起码在两年内可以生产出有实际用途的产品，且价格预计比制造一辆车的价格更便宜（特斯拉汽车在中国的售价最低为30万元左右）。
- 2022年10月1日：在第二届特斯拉AI Day上，第一代擎天柱Optimus原型机正式亮相，展示了擎天柱搬运箱子、为植物浇水、移动金属棒的视频，代表着擎天柱可以完成行走、上楼梯、下蹲、拿取物体等动作。
- 此次发布的擎天柱机器人身高约170cm，体重73kg，整体外观已接近成年人类体型。躯干内置了为全身供电的2.3kWh电池组和各类传感器、控制系统，拥有超过200个自由度，采用特斯拉SoC芯片，配置了28个驱动模块，静坐和快走功耗分别为100W和500W，支持WiFi和LTE网络连接，载了特斯拉汽车同款的FSD芯片，借鉴在汽车领域中的技术积累，在视觉感知、安全防护等方面进行技术迭代。
- 据马斯克透露，擎天柱是第一个没有外部稳定辅助、没有遥控、没有外带电源，完全依靠AI算法、自身电池电控和高集成电驱执行器驱动的人形机器人。预计在3-5年内交付，产量将达到数百万台，价格会比汽车便宜很多，可能不到2万美元。
- 2023年5月16日：特斯拉2023股东大会上，马斯克展示了人形机器人Optimus的全新型号。
- 在视频里，人形机器人可以很流畅地做一系列动作，包括走路、并且利用视觉学习周围的环境；手臂力道控制很精确，可以不打碎鸡蛋；整个手掌看上去也很有柔性，可以拿捏不同物品，展示了其在自然行走、电机扭矩控制、力度控制、环境识别及记忆等方面的进步，实现第一次进化。
- 马斯克强调，现在是推进研发人形机器人的绝佳机会，因为可以共享大量自动驾驶领域的软硬件技术成果，Optimus将使用与该公司电动汽车相同的全自动驾驶系统（FSD）。同时，马斯克将人形机器人视作特斯拉长期价值的重要来源，他预计未来人形机器人总需求量将达到100亿台，甚至远超汽车。如果机器人与人的比例为2:1，需求量或将达到200亿台，人形机器人产业链价值的潜在市场空间巨大。
- 2023年9月24日：特斯拉发布最新视频，其人形机器人Optimus可实现自主分类物品、自主纠正（将歪倒的物体摆正）、做瑜伽等复杂任务，且完全基于端到端离线神经网络技术（视觉信号输入、控制信号输出）实现，类似于特斯拉自动驾驶FSD V12开发中的神经网络训练——处理所有输入信号，输出驾驶决策。感知、大脑、运动控制能力明显提升，实现第二次进化。
- 2023年12月12日：特斯拉宣布人形机器人“擎天柱”（Optimus）的新一代原型机Optimus Gen 2正式发布。
- 视频显示，Optimus（擎天柱）第二代机器人拥有AI大模型的加持，体重比一代减少10kg（从73kg减少到了63kg），步行速度加快30%，身体控制能力增强；手部关节全新升级，活动更加自然，手指部分搭载触觉传感器，似乎能更精准地抓握细小易碎物品，如抓鸡蛋等动作。同时，Optimus二代还可以做多个深蹲动作，显示出其平衡能力有所增强。
- 2024年1月15日：马斯克发布了一段擎天柱人形机器人自己叠衬衫的视频，但后来承认视频中的机器人还不能自主地叠衬衫，表示未来肯定可以在任意环境下完全自主地做到这一点。
- 2024年2月24日：特斯拉分享了一段视频，展示了Optimus人形机器人的流畅步行能力。
- 2024年3月：马斯克还表示，Optimus的价格最终将低于25000美元或30000美元，并指出他预计其生产成本“不到汽车的一半”。预计特斯拉可能在2025年左右开始向客户交付少量Optimus机器人。
- 2024年4月23日：马斯克在第一季度财报电话会议上，更新了人形机器人了Optimus及AI的相关进展：
- 目前进度：Optimus现在可以完成简单工厂任务，AI推理效率远超其他公司
- 时间节点：24年底前在工厂进行有限生产活动，25年底前将对外销售
- 产品定位：人形机器人是AI的重点应用方向，比汽车有更大的价值
- AI进展：训练能力快速提升，目前已安装和投入使用3.5万块H100，预计年底达到8.5万块，每年在AI领域的投资数额将是数十亿美元。马斯克反复强调特斯拉是一家人工智能公司，而Optimus人形机器人是其中一个重要应用方向，特斯拉也是所有人形机器制造商中最有能力的公司。
- 2024年5月5日：特斯拉发布了Optimus（擎天柱）人形机器人的最新进展，展现了其分拣电池、行走、执行工厂任务的能力，Optimus端到端泛化能力增强、应用场景不断延伸，能力全面升级。
- 视频中Optimus靠人类示范和视觉辅助在机器人的FSD计算机上实时运行，仅依靠2D摄像头、触觉传感器和力传感器数据，便能直接生成关节控制序列，完成不同的训练任务，主要看点如下：
- 1）Optimus利用端到端神经网络，对特斯拉工厂4680型电池单体精确地分类并插入托盘，在插入过程中动作非常精确，且工作中Optimus具备自主性，能纠正自己的错误；2）机器人在上半身扭动的同时腿部也能保持平衡，同时行走的路程越来越长，说明腿部的稳定性提升，可能来源于核心零部件丝杠/传感器的进步；3）此前Optimus主要是在工厂中行走，而本次视频中展示了在办公室长距离行走，避障能力大大提升，算法端显著优化。
- 2024年6月12日：特斯拉在社交平台上宣布，已在特斯拉的弗里蒙特工厂部署了两个Optimus机器人工作，它们从生产线末端取下电池单元，并将电芯放入运输箱中。
- 2024年6月13日：在天价薪酬方案再次获得股东批准后，马斯克在股东大会上承诺，将在2025年开始“限量生产”Optimus（擎天柱），并于明年在自己的工厂测试仿人机器人。他预测，明年公司将“有1000多个或数千个Optimus进入特斯拉工厂工作”。
- 这些机器人将更加智能，能通过直接的语音命令执行任务，例如，工作人员只需说出“请完成这些任务”，机器人便能立即开始工作，将极大提高操作的便捷性和工作效率；同时，Optimus机器人还拥有学习能力，能够通过观看人类操作的视频来学习新技能并完成任务，使其在适应复杂多变的工作环境方面具有显著优势。
- 马斯克对Optimus机器人的市场前景充满信心，在他看来，人形机器人将成为工业主力，数量有望超越人类，预计达到100-200亿。特斯拉的目标年产为10亿台，占据市场10%以上份额。成本控制在1万美元左右，售价预计2万美元。
- 2024年7月3日：特斯拉官方微博宣布，二代人形机器人Optimus将在7月4日至7日于上海举行的2024世界人工智能大会首次亮相。
- 2024年7月22日：马斯克在X平台上发表声明，指出“特斯拉将在2025年小批量生产真正有用的仿人机器人，正式投入特斯拉的生产任务，供公司内部使用，并有望在2026年大批量生产，供其他公司使用。”
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