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人形机器人大小脑行业研究总结

   日期:2026-01-04 15:15:25     来源:网络整理    作者:本站编辑    评论:0    
人形机器人大小脑行业研究总结

1.基本信息:

   人形机器人通常由“大脑”“小脑”和“肢体”三大部分构成,分别承担认知决策、运动控制与物理执行功能,共同实现机器人在复杂环境中的自主作业与人机交互;

“大脑”:认知与决策的中心

   人形机器人的“大脑”主要负责高层级的认知功能,如环境感知、任务理解、规划决策和交互沟通,其核心技术依托于人工智能大模型,特别是多模态大模型(VLA,视觉-语言-动作模型),这为机器人注入了“灵魂”;

   核心功能:“大脑”让机器人知道“为什么要做”以及“做什么”,例如,当接收到“我渴了”的指令时,“大脑”会理解意图,并规划出“寻找水、打开冰箱、取水、递送”等一系列步骤;

   技术实现:它整合来自摄像头、激光雷达、触觉传感器等多源信息,进行感知和理解,为了实现高效决策,对底层AI芯片提出了高算力与高内存带宽的双重要求,三维堆叠等先进封装技术被用来提升性能;

   进化方向:未来的“大脑”将向多模态信息深度融合与群体协同进化。例如,家庭服务机器人在执行“清理洒漏咖啡”任务时,能同时解析语音指令、识别液体范围并通过触觉感知地面材质来调整动作;

   具身智能大模型为机器人“大脑”的核心,具身智能需要本体、智能体、数据、学习和进化架构四大核心要素,通用机器人本体又可以分为“大脑”、“小脑”和“肢体”三部分,其中,人形机器人“大脑”的核心为人工智能大模型技术;,

   通过多模态模型建模、强化学习、地图创建和数据训练,能够管理和协调机器人的各种功能。大模型目前较为擅长需求理解、任务分解等高层级控制任务,规划级以下的控制规划属于传统机器人控制规划的范畴,更适合传统机器人更成熟的高频控制方法。多模态大模型为机器人高层级控制带来技术突破。多模态大模型具有理解图像、场景文本、图表、文档以及多语言、多模态理解的强大能力, 可以直接用于具身智能对环境的理解, 并通过提示词使之输出结构化内容如控制代码、任务分解等指令语言、图片、视频等。

   云计算与边缘计算作为“大脑”的外延,保障机器人“大脑”高效运转。云计算是为机器人等终端设备提供算力的核心方式,云计算能够为 AI、大模型与机器人的结合提供强大的计算能力和数据存储空间,以及能够随时随地获得所需资源和算法支持的灵活性、可拓展性;此外,边缘计算为云计算的数据传输成本、时延、安全性等方面的局限性提供了补充,为具身智能人形机器人落地保驾护航。“云计算”是分布式计算的一种,指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序,然后,通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。它通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源。云计算根据服务类型划分主要可以分为三层:(1)Laas,基础设施即服务:为企业提供 IT 基础设施,如服务器、存储设备等(2)PaaS,平台即服务:提供计算、网络、开发工具等资源,用于工具和应用程序的创建(3)SaaS,软件即服务:指通过互联网按需提供软件应用程序;

典型案例:

谷歌SayCan:定位 High-Level,Do As I Can, Not As I Say

   2022 年 4 月发布,SayCan 模型的核心出发点是为机器人提供既有用又可行的行动指引。PaLM-E 虽然可以将任务拆分为符合语义逻辑的子任务,但是无法判断其所设定的子任务是否能在现实世界中执行。究其原因在于,大语言模型缺少对真实物理世界的客观原理的深刻理解与经验参考,其生成的子任务虽合逻辑,但是机器人在执行过程中可能会遇到无法顺利操作的困难。以“我把饮料洒了,你能帮忙吗?”为例,现有的大语言模型可能会回答 “你可以试试用吸尘器”、“对不起, 我不是故意洒的”, 虽然这些回应听起来很合理,但当前环境中的机器人并不具备 使用吸尘器的能力,亦或者当前环境中根本没有吸尘器;

   特斯拉将车端 FSD 迁移至人形机器人。端到端算法从汽车自动驾驶迁移至人形机器人几乎不需要做太多额外工作,车本身就是一种机器人。早期的特斯拉Optimus 机器人使用了与汽车完全相同的计算机和摄像头,通过让汽车的神经网络在机器人上运行,它在办公室里走动时仍试图识别“可驾驶空间”,而实际上它应该识别的是“可行走空间”。这种通用化能力表明了很多技术是可以迁移的,虽然需要一些微调,但大部分系统和工具都是通用的。

“小脑”:运动控制与协调的枢纽

   “小脑”则专注于底层的运动控制,确保机器人能“准确地做”。它负责处理平衡维持、轨迹规划、力控调节等任务,让动作流畅、精准;

   核心要求:“小脑”的核心挑战在于高精度、低延迟和高可靠性。它需要融合力觉、惯性等多种传感器数据,对全身多个自由度进行协调控制,要求控制指令时延压缩至毫秒级,周期性抖动控制在微秒级;

   技术瓶颈与突破:当前机器人动作生硬,根源常在于“小脑”指令频率不足。当指令频率从每秒1次提升至每秒1000次,实时反馈位置、速度与力度参数时,机器人的动作才能达到类人的流畅效果。此外,“小脑”的发展严重依赖高质量的运动数据,这些数据往往需要通过运动捕捉、仿真训练等方式获取;

   实现路径:“小脑”模型的训练通常结合控制理论、模仿学习和强化学习等多种技术路径。例如,通过捕捉人类运动数据作为模仿基准,再在虚拟环境中利用强化学习进行大量训练,最后将成果部署到实体机器人上;

   人形机器人的“小脑”主要为了实现轨迹规划和运动控制(肢体驱动、姿态平衡等),主 要由控制器+伺服驱动器+电机+传感器构成。控制原理与工业机器人、工业母机等高端装备类似,但需要处理多维度的输入信号和更高自由度的运动控制,同时控制策略更难,需要基于强化学习的控制技术、基于动力学的模型预测控制技术等技术支撑和融合创新,我们认为在人形机器人产业化成熟的历程中会涌现较多投资机会,有望成为重要的主赛道;

   人形机器人“大脑”快速迭代,“小脑”重要性日渐提升:Figure 的 VLA 模型是人形机器人“大脑”的一个重大技术突破,通过部署两个模型解决了 VLM 模型基础架构通用性强但响应速度较慢的问题,“大脑”的成熟有迹可循,且在新技术、新架构的推动下正在快速迭代。而“小脑”由于主要是负责运动控制的落地,由于其技术路线上的高壁垒和复杂性,很难通过弯道超车实现突破,或成为人形机器人产业化的“卡脖子”环节,后续的重要性有望日渐提升。

2.主要上市公司信息:

a. “大脑”(AI大模型与决策系统)

   “大脑”主要基于AI大模型,负责环境感知、任务规划、自主决策和高级人机交互,该领域的参与者多为大型科技公司或专注于具身智能算法的企业,其中部分已上市或与上市公司有深度关联;

   科大讯飞:作为国内人工智能和认知智能大模型的领军企业,其通用大模型技术是开发机器人“大脑”的重要基础。虽然搜索结果未直接提及其在机器人领域的布局,但根据行业分类,具备强大通用大模型能力的公司是“大脑”行业的重要参与者之一;

b.“小脑”(运动控制系统)

  “小脑”基于人工智能、自动控制、机器人操作系统(ROS)等技术,负责将“大脑”的决策转化为稳定、高动态、高精度的全身运动控制, 这主要涉及伺服系统、控制器和核心算法;

  伟创电气:公司是伺服系统与运动控制解决方案的重要提供商。在人形机器人领域,公司可提供全套运动执行器解决方案,包括各类关节模组。其伺服系统的性能直接关系到“小脑”对关节运动的精确控制能力。公司深入机器人产业链,自研成果覆盖人形、移动类、 协作类及服务类机器人的多样化关键核心零部件,打造了一站式服务创新综合解决方案,对于实 现机器人的灵活、高精度移动起到至关重要的作用。面对人形机器人的应用场景,公司推出旋转 关节模组、直线关节模组、空心杯电机模组、FT1系列无框力矩电机、灵巧手动力解决方案等关 键部件,并将AI软件算法与机器人技术相结合,极大拓展机器人的应用范围和能力边界,助力人 形机器人产业跨越式成长。在AGV/AMR移动机器人领域,公司可灵活提供多种运动控制解决方 案,含分体式、集成式、机电一体化式等各种产品组合,保证机器人达到理想的运动精度,能够 在复杂环境中实现高效自主运行,可适用各种移动机器人场景。在工业机器人领域,公司开发了 SD860 系列通用型多传伺服系统,具备省时省力、安全节能、体积小巧、灵活扩展等功能,实现 精确、快速、稳定的位置控制,确保机械臂的规划和控制能够应对各种应用场景。RB200系列轴 关节模组可广泛适用于协作机器人的轴关节部位,为机器人动力系统提供一站式解决方案。与此 同时,公司紧抓产业升级机遇,重点布局多模态融合AIAGENT机器人及AI超微距视觉系统解 决方案。未来,公司将继续深耕机器人领域,控制模块研发投入,重点开发高性能、高质量、高 可靠性的创新产品。通过持续提升技术实力和产品竞争力,增强市场响应能力,助力制造业实现 生产过程的精准控制和高效管理,推动智能制造产业升级;
   雷赛智能:公司定位为机器人核心零部件及解决方案提供商,其伺服驱动器、无框力矩电机和空心杯电机等产品是构建机器人关节驱动和运动控制系统的核心,属于“小脑”控制的硬件基础。公司已积极布局人形机器人领域,作为未来业务发展的重要战略方向之一,定位是为广大机器人客户提供 核心零部件、组件和解决方案。子公司上海雷赛机器人科技有限公司,主要聚焦“超高密度”无框电机、关节模组解决 方案;子公司深圳市灵巧驱控技术有限公司,主要聚焦空心杯电机以及灵巧手解决方案,持续为客户创造价值。同时, 基于公司在运动控制技术领域的多年积累和经验,已推动通用机器人运动控制系统(俗称“小脑”)相关产品进入研发 阶段。公司通过三种业务模式,与数百家国内外机器人企业,以及模组厂家进行长期的业务合作:第一种模式是提供以 无框电机、空心杯电机、微型驱动器、编码器为代表的高质价比的核心零部件和解决方案;第二种模式是为大客户提供 关节模组解决方案和灵巧手联合开发;第三种模式是为广大客户提供代工与组装服务;
   信捷电气: 主要产品包括可编程控制器、伺服系统、人机界面和智能装置,经过长期技术积累和行 业拓展,公司在国内市场占有率排名前列,产品线涵盖控制层、驱动层、执行层、传感层,是国 内少数拥有工业自动化综合解决方案的供应商。2022年至2024年,公司实现营业收入分别为 133,509.88 万元、150,505.08 万元和 170,827.31 万元,同比分别增长2.75%、12.73%和 13.50%。 报告期内,公司在可编程控制器(PLC)、伺服系统市场占有率呈增长趋势,其中,根据睿工业 统计,2025年上半年中国小型PLC市场中信捷市占率为8%,国内品牌排名第一;
   弘讯科技:  公司工业控制类产品包括塑料机械控制系统、金属机械控制系统、其他智能型控制器等,目 前公司注塑机控制系统在国内同类产品市场份额居首,是国家单项冠军产品;
   固高科技: 1999年由香港科技大学的李泽湘、高秉强、吴宏三位机器人、微电子和运动控制领域的国际知名学者和专家所创办,是亚太地区首家拥有自主知识产权,专业从事运动控制及智能制造核心技术研究与开发的高科技企业,是国内外全互联智能制造综合解决方案提供商之一。固高科技专注于运动控制、伺服驱动、多维感知、工业现场网络和工业软件五个方向的核心技术研究,通过深入的国内外合作、产学研相结合、积极培育系统集成商等创新的商业模式,将固高科技的运控技术及产品广泛应用于微电子、机器人、数控机床、电子加工、检测、印刷、包装及生产自动化等工业控制领域;
  华中数控:  公司确立了“一核三军”的发展战略,即以智能控制器、驱动器、伺服电机等关键数控技术为核心,面向数控机床、工业机器人和智能制造、新能源汽车电动化和轻量化三大应用领域。其主营业务收入构成中,数控系统与机床板块占比最高,约为67.97%,工业机器人及智能产线板块占比约29.30%;
  科德数控:专注于高档数控系统、五轴联动数控机床及关键功能部件研发、生产、销售和服务于一体的创新型企业。其核心特点是构建了“机床-控制-反馈-电机一体化”的完整产业链,是国内唯一一家具备高档数控系统及高端数控机床双研发体系的上市公司。公司产品广泛应用于航空航天、军工、新能源汽车、低空经济、精密模具等行业,并已向航天科技、航天科工、中航工业等重点企业交付了超过1600台高端五轴机床;

3、 投资参考

   把握“大脑”与“小脑”的技术演进节奏:有专业投资团队指出,目前人形机器人的“小脑”(运动控制)得分约在50-60分,而“大脑”(智能决策)可能只有10-20分,后者发展空间更大但道路更长;

   这意味着:

   短期:“小脑”及核心硬件供应链的成熟度相对更高,随着2026年被多家机构预测为量产元年,小脑相关厂商的业绩弹性可能更早显现(如伟创电气、固高科技等);

   中长期:“大脑”是具身智能实现智能的核心,也是技术难度最高、最关键的环节, 目前国内外在大模型领域投入巨大的互联网公司比如谷歌、阿里、腾讯等有望在智能化突破后获得更高壁垒和估值,感兴趣的可以关注中概互联指数,追求高弹性与短期交易:若强烈看好腾讯、阿里等互联网巨头,并希望在高波动中博取高收益,易方达中概互联50ETF  因其高度集中、流动性最佳的特点成为首选。追求均衡配置与较低成本:若看好中国互联网行业整体但希望权重相对均衡,同时注重费率,广发中概互联30ETF  是合适的选择,其费率在三者中最低。追求稳健与分散配置:若希望投资组合更加分散以降低单一市场或个股风险,并有意覆盖A股互联网龙头,招商全球中国互联网ETF  更为适合,其波动最小,配置最全面。

以上信息仅供参考,不构成投资建议;

 
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