1.特斯拉Optimus首次亮相，预计3-5年内实现量产 (5)
1.1. Optimus部分指标值得优化，但进步速度值得肯定 (5)
1.2. Optimus细节详解：执行器&双手&大脑&躯干 (6)
2.1. Optimus亮点：特斯拉汽车技术完美融合至人形机器人 (12)
2.2. Optimus进步点：成本&技术&应用场景问题仍待解决 (13)
2.3. 千亿蓝海市场，人形机器人未来可期 (15)
3.产业链视角：核心零部件重要性凸显 (16)
3.1. 精密减速器：机器人生产中壁垒最高的零部件 (18)
3.1.1. 精密减速器包含谐波与RV减速器，其原理与使用场景各有不同 (19)
3.1.2. 全球精密减速器被日本垄断，近年国产化率逐步提升 (20)
3.1.3. 考虑到人形机器人需求，2025年全球谐波减速器市场空间有望达147.5亿元 (22)
3.2. 控制器&伺服系统：机器人实现运动功能的核心部件 (23)
3.2.1. 控制器：机器人运动控制的“大脑” (24)
3.2.2. 伺服系统：机器人运动控制的“神经系统” (26)
4.投资建议 (27)
图1：特斯拉Optimus示意图（左图概念机，中间原型机，右图最新版本） (5)
图2：特斯拉Optimus仅花费6个月时间学会行走 (6)
图3：相较于概念机，新版Optimus存在优化空间 (6)
图4：特斯拉Optimus的主要构成部分 (6)
图5：特斯拉Optimus所使用的减速器和电机 (7)
图6：特斯拉Optimus上半身包含10个执行器 (8)
图7：特斯拉Optimus下半身包含6个执行器 (8)
图8：特斯拉通过数据分析模型寻合适的执行器 (9)
图9：特斯拉通过仿生技术来优化执行器结构 (9)
图10：特斯拉Optimus手部特征 (9)
英国旗下汽车品牌大全图11：人形机器人手部构造图 (10)
图12：模块化电缸示意图 (10)
图13：特斯拉将FSD系统应用于人形机器人，并做出适应性修改 (11)
图14：特斯拉在FSD系统中嫁接Dojo D1超级计算芯片 (11)
图15：特斯拉通过车祸安全模拟技术的迁移，来保证机器人碰撞损坏在可控范围内 (13)
图16：在乐观/中性/悲观情况下，Optimus执行器的硬件价格就达到3.6/6.9/10.1万元 (14)
图17：通过捕捉人类运动进行关键帧分析，为机器人设计更优化的运动轨迹 (14)
图18：优必选人形机器人To B端的应用场景，但缺乏刚性需求推动其规模化 (15)
哪吒电动汽车图19：根据研究机构Marketsandmarkets预测，2022-2017年人形机器人市场规模
CAGR=63.5% (16)
图20：按照乐观/中性/悲观假设，至2030年全球人形机器人市场空间分别达750/500/250亿美元 (16)
图21：机器人产业链情况 (17)
图22：人形机器人主要部件构成 (18)
图23：工业机器人核心零部件示意图 (18)
图24：机器人产业链各环节成本占比 (18)
图25：伺服电机输出与本体需求不匹配，需要减速器进行减速增距 (19)
图26：精密减速器包括谐波减速器与RV减速器，但其工作原理和应用场景存在区别 (20)
图27：2020年谐波减速器国内市场销量占比情况 (21)
图28：2021年谐波减速器国内市场销量占比情况 (21)
图29：2020年RV减速器国内市场销量占比情况 (21)
图30：2021年RV减速器国内市场销量占比情况 (21)
图31：国内外各品牌同型号谐波减速器关键参数对比 (22)
图32：国内外各品牌同型号RV减速器关键参数对比 (22)
图33：考虑人形机器人需求，2025年全球谐波减速器市场空间有望达147.5亿元 (23)
图34：运动控制系统应用原理 (24)
图35：控制器分类及特点介绍 (24)
图36：2022年国内工业机器人控制器市场规模有望达16亿元 (25)
图37：控制器多为机器人厂商自制，国内机器人控制器市场四大家族合计市场份额占有率超过50%（2020年） (25)
图38：国内企业加速布局工业机器人控制器 (25)
图39：2019年伺服系统下游应用领域占比 (26)
图40：国内伺服系统市场规模及增速 (26)
图41：2015年国内伺服系统主要供应商市场份额 (27)
图42：2019年国内伺服系统主要供应商市场份额 (27)
表1：气动、电动、液压驱动优劣比较 (7)
表2：相关公司估值情况（截至2022.9.30收盘价） (28)
1.特斯拉Optimus首次亮相，预计3-5年内实现量产
1.1. Optimus部分指标值得优化，但进步速度值得肯定
特斯拉Optimus首次亮相，预计3-5年内实现量产上市。2021年8月，特斯拉CEO 马斯克于首届“人工智能日”公开展示特斯拉人形机器人概念机Tesla Bot。2022年2月，特斯拉在提出概念后短短6个月内成功推出人形机器人原型机，并作为开发平台进行深度研发。2022年9月30日，特斯拉举行第二届“人工智能日”，并发布最新版本的Optimus 人形机器人，其可实现直立行走、搬运、洒水等复杂动作。据
马斯克预计，Optimus将于3-5年内实现量产上市，其最终数量将会达到百万级，而成本将降至2万美元左右。
图1：特斯拉Optimus示意图（左图概念机，中间原型机，右图最新版本）
相较于概念机，最新版本Optimus部分指标存在优化空间，但也有进步之处。根据公开信息，对比最新版本Optimus和2021年发布的概念机：
（1）身高方面：新版Optimus身高173cm，与概念机相仿（比概念机高1cm）；
（2）体重方面：新版Optimus体重为73kg，而概念机体重为56.7kg，体重增大后会加大能耗，并影响机器人运动能力；
（3）行走速度方面：概念机设计行走时速为8km/h，新版Optimus虽未公布详细的行走速度数据，但从人工智能日现场和视频中的表现来看，行走速度较为缓慢；
（4）载重方面：新版Optimus可搬运约20磅（10kg）重的中小型货物，预计要实现概念设计的20kg负载还需一定时间；二手乐驰报价
（5）自由度方面：新版Optimus全身自由度为50个（其中躯干28个，双手各11
个），多于概念机的40个自由度。在增加自由度的同时全身执行器数量却由40个减少
至28个。执行器由减速机、电机、丝杆等零部件组成。
尽管新一代Optimus的部分指标仍存在优化空间，但也不乏进步之处。同时考虑到特斯拉在依托自身汽车制造底层技术的基础上，仅用6个月时间实现概念→初代原型机，蔚来汽车发布声明
随后8个月实现最新Optimus的推出，进展非常迅速。尽管目前特斯拉与波士顿动力、
敏捷机器人等老牌人形机器人厂商相比，技术还稍显落后，但考虑综合实力和发展速度，
我们仍十分看好特斯拉人形机器人未来在工厂、物流和智慧康养等领域的应用。
图2：特斯拉Optimus仅花费6个月时间学会行走图3：相较于概念机，新版Optimus存在优化空间
（注：标蓝为值得优化指标，标红为有进步指
标）
1.2. Optimus细节详解：执行器&双手&大脑&躯干
特斯拉Optimus主要由机械部分（下图红部分）和电子部分（蓝部分）组成，机械部分包含28个执行器和双手；电子部分包含大脑和躯干（冷却系统、电池包）。
图4：特斯拉Optimus的主要构成部分
（1）执行器：采用减速机+电机的传动方式
执行器是一种驱动机制，控制系统通过它来执行或操作任务，可以简单类比为人体的肌肉和四肢，大脑会通过控制肌肉和四肢来实现运动。人形机器人为实现足式运动，一般采用关节形式进行驱动，而驱动方式主要包括气动、电动和液压三种方式。1）气体驱动：气动的优点是具备压缩性，能够使机
下线车器人更柔顺地进行运动，但是其功率体积比最低，负载能力很差；2）电机驱动：电动即最常见的电机驱动（需搭配减速器），具有简单、驱动控制成熟的优点，是最常见的驱动方式，但由于电机负载能力的限制，使得电机驱动的机器人负载能力也较弱；3）液压驱动：液压驱动虽然成本略高，但具有很大的功率体积比，从而使四足机器人可以具备高动态行走能力且负载能力强。目前在全球头部人形机器人厂商中，仅有波士顿动力将液压作为执行器的驱动方式，其余例如优必选、本田等均选用电机+减速器的驱动方式。
表1：气动、电动、液压驱动优劣比较
优点缺点气体驱动具备压缩性，运动控制柔顺负载能力最差
电机驱动简单、驱动控制成熟负载力较差
液压驱动高动态行走能力，负载能力强成本略高
特斯拉Optimus也采用了传统减速机+电机的传动模式，在发布会中特斯拉展示了扭矩从20Nm到180Nm的减速机，力矩从500N到8000N的电机，均在减速机和电机头部企业的产品参数范围内。以哈默纳科HPG系列和绿的谐波LCD系列谐波减速器产品为例，其扭矩范围分别为3.9-2200Nm和3.2-2100Nm。数量方面，最新版Optimus全身共有28个执行器，较概念机减少12个。
图5：特斯拉Optimus所使用的减速器和电机
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