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01.人形机器人的构成作为人工智能的实体化表达，人形机器人被设计成既能“思考”也能“行动”像人类。AI系统赋予其“大脑功能”，决定其智能水平和可应用场景的广度；机械部件则赋予其“身体能力”，实现任务操作，并决定了成本下降空间。未来AI+机械的双重演进将决定其普及节奏。 1. 操作系统与AI赋能操作系统由AI芯片与运动控制系统组成，是人形机器人最核心的部分。AI芯片负责接收输入信息并通过逻辑处理生成指令，运动控制系统则负责控制各关节高精度执行指令，并提供实时反馈。当前主流AI芯片供应商如NVIDIA，特斯拉则复用其自动驾驶算法于Optimus项目。 AI算法赋能操作系统主要体现在三方面： - 可扩展性：提升操作系统通用性，加快机器人多场景渗透
- 精度：通过实时监控、自主学习、模拟测试提高动作精准度
- 稳定性：融合高精度传感器处理多维数据，增强异常识别能力
2. 机器人之脑（SoC）系统级芯片（SoC）是“机器人大脑”，负责处理摄像头、音频、WiFi、传感器等多种硬件信号。以特斯拉Optimus为例，其SoC平台基于FSD自动驾驶系统复用。
图：人形机器人的大脑3. 机器人之体：执行器与结构系统机器人身体由执行器和支撑系统（电池包、结构件、热系统等）组成。 执行器是一种能够实现系统内运动的装置，既可以是旋转运动，也可以是线性运动（类似于人类的关节）。所需的自由度越高，执行器的数量也就越多。目前开发中的人形机器人一般具备 16 到 60 个自由度。例如，Optimus Gen2 拥有 50 个自由度，由 28 个执行器驱动（14 个线性、14 个旋转）。这些执行器本身由螺杆、减速器、电机、传感器、滚珠轴承和编码器等组件构成。 图：线性和旋转执行器由螺杆、减速器、电机、传感器、轴承和编码器组成（如上为Tesla Optimus执行器设计示意）。 结构件是支撑人形机器人身体的材料系统，包括骨架和外壳。Optimus Gen2 在不牺牲结构强度和性能的前提下减重了 10 公斤，主要得益于使用了轻质高强材料，如 PEEK（聚醚醚酮）以及高功率密度的执行器。PEEK 是一种常被用于替代金属的合成材料，具有优异的强度和轻量特性，有助于在保持性能的同时降低整体能耗。
图：人形机器人的身体部分4. 核心硬件概览- 螺杆实现线性与旋转运动互转。主用于直线执行器。欧美与日本企业（如SKF、NSK）主导高端市场，中国企业（恒立、贝特）正逐步进入。
- 电机无框扭矩电机与无铁芯电机广泛用于关节与手部。无铁芯电机技术壁垒高，主要由外企主导，但中国厂商如迈信电气已进入供应链。
- 减速器用于降低转速提升扭矩与精度。主流为谐波、行星与RV减速器，日本厂商（Harmonic Drive、Nidec等）领先，中国Leaderdrive等开始参与验证。
- 传感器多模态感知核心，包括视觉、力觉、IMU等。ATI为六轴力觉传感器发明者，昆为、旭升等中国企业正进入产业链。
人形机器人的运动系统可以由电驱动、液压驱动或气动驱动组成，但由于电驱动具有更高的精度和更快的响应速度，正在成为主流设计方案。
图：人形机器人的三种驱动类型02.全球人形机器人产业链1. 大脑（Brain）- 基础模型：Alphabet、Meta、微软、NVIDIA、百度
- 模拟与视觉：Dassault、Hexagon、西门子
- 芯片设计：Arm、Cadence、Synopsys
- 制造与内存：台积电、三星、SK Hynix、Micron
2. 身体（Body）- 执行器：NSK、THK、Harmonic Drive、Leaderdrive、Nidec、Moons
- 传感器：Keyence、Robosense、Sensata、ATI、TE、Sony
- 电源与结构：宁德时代、亿纬锂能、三星SDI、三花、旭升、拓普
3. 集成商（Integrators）- 汽车企业：特斯拉、丰田、现代、小鹏、广汽、比亚迪
- 电子企业：苹果、LG、小米、富士康
- 互联网与机器人初创：亚马逊、Figure AI、UBTech、Agility Robotics
03.成本估算与结构拆解1. 成本区间根据配置和应用差异，人形机器人BoM成本可能在1万至30万美元之间。 - Unitree G1：售价1.6万美元，配置简化，自由度减半
- Agility Robotics Digit：售价25万美元，定位物流高性能场景
2. Tesla Optimus Gen2 成本拆解- 机器人之脑（SoC及接口）：约2000美元（4%）
- 上半身执行器（16个）：约2.6万美元（47%）
- 下半身执行器（12个）：约2.6万美元（48%）
- 电池及结构：约419美元（0.8%）
3. 核心部件成本结构- 传感器：约2万美元（占比37%）
- 螺杆：约1.1万美元（占比20%）
- 电机：约1.1万美元（占比20%）
- 减速器：约7000美元（占比13%）
- 轴承：约434美元（占比0.8%）
来源：Morgan Stanley《The Humanoid 100》报告，中文编译整理
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