伯恩斯坦：科技未来：物理AI——连接工业与类人机器人

原标题：Future of Tech: Physical AI -- Bridging industrial and humanoid robotics

摘要

本报告是“科技未来”系列的一部分，探讨物理AI如何驱动工业机器人的复兴和类人机器人的成熟。报告提出了一个统一的“身体-大脑-脑-技能-世界”框架，并分析了工业与类人机器人在技术挑战和应用上的差异。2025年类人机器人总出货量仅约2万台，其中工业应用占比仅4%；预计当市场规模达到每年100万至1000万台时，工业应用占比将升至50-60%，远期回落至约10%。报告识别出两条成功路径：拥有技术前沿和/或拥有生态系统。在工业机器人领域，FANUC凭借更广泛的机器人组合、更好的多轴运动控制、内部视觉和路径规划能力以及丰富的工艺包和第三方应用经验，正在扩大对安川和ABB等传统“四大家族”的领先优势。Mech-Mind在“机器人路径规划”层以约30%的全球市场份额领先。在类人机器人领域，宇树科技以约25%的全球市场份额成为事实上的产品平台，全球领先的研究团队在其上开发机器人大脑和应用。Figure AI、LimX等公司则致力于端到端技术突破。Nvidia在“世界”层凭借基础模型和不断扩展的生态系统领先。

主要观点

• 物理AI的通用框架包括“身体-大脑-脑-技能-世界”，其中身体和大脑是已知领域，脑和世界是未知领域。
• “技能”目前非常有限，但当机器人大脑加世界模型实现基于物理数据的因果推理时，技能可以快速扩展。
• 工业机器人需要更高的精度和速度，因此硬件（身体）和运动控制（大脑）是主要差异化因素，且始终由工业机器人制造商集成。
• 类人机器人自由度更多，需要任务泛化和更复杂的物理交互，因此脑和世界模型至关重要。
• 2025年类人机器人总出货量仅约2万台，其中工业应用占比仅4%。
• 预计类人机器人工业应用占比将快速上升，在市场规模达到每年100万至1000万台时达到50-60%的峰值，远期回落至约10%。
• 工业机器人和类人机器人在工业垂直领域的应用重叠有限。
• FANUC在工业机器人领域拥有更广泛的机器人组合、更好的多轴运动控制、内部视觉和路径规划能力，以及更广泛的内部和第三方工艺包和应用经验（“技能”）。
• FANUC自2020年以来在机器人业务收入上持续领先安川。
• Mech-Mind在“机器人路径规划”层以约30%的全球市场份额领先，是技术和合作伙伴关系的前沿。
• 宇树科技以约25%的全球市场份额成为类人机器人领域的事实产品平台，全球领先研究团队在其上开发机器人大脑和应用。
• 宇树科技收入增长迅速，2025年收入达1708.2百万人民币，同比增长335%；毛利率约60%，净利率约17%（剔除一次性项目）。
• Figure AI、LimX等公司致力于端到端技术突破，包括大脑。
• Nvidia在“世界”层凭借基础模型和不断扩展的生态系统领先。

论述逻辑

报告从物理AI的通用框架出发，对比工业机器人和类人机器人在技术需求上的差异：工业机器人强调精度和速度，硬件和运动控制是关键；类人机器人强调任务泛化和复杂交互，脑和世界模型是关键。基于2025年类人机器人出货量仅2万台且工业应用占比仅4%的现状，报告预测随着任务泛化能力提升，类人机器人将首先在结构化工业场景中爆发，工业应用占比在市场规模达100万至1000万台时升至50-60%，远期随着非结构化消费场景普及而回落至约10%。在竞争格局上，报告认为成功路径有两条：拥有技术前沿和/或拥有生态系统。FANUC在工业机器人领域同时拥有技术和生态系统，因此领先；宇树科技在类人机器人领域通过成为平台拥有生态系统；Figure AI等则追求端到端技术突破。

关键展望

报告未明确给出未来验证点或时间窗口，但隐含的验证点包括：类人机器人工业应用占比何时达到50-60%峰值，以及宇树科技、FANUC等公司能否维持竞争优势。

推荐标的

• FANUC (6954.JP): 评级Outperform，目标价7,000日元，理由：拥有技术前沿和生态系统，竞争优势扩大。
• Inovance (300124.CH): 评级Outperform，目标价95.00人民币。
• Keyence (6861.JP): 评级Outperform，目标价81,000日元。
• Cognex (CGNX): 评级Outperform，目标价66.00美元。
• Harmonic Drive (6324.JP): 评级Outperform，目标价4,800日元。
• Leader Harmonious Drive (688017.CH): 评级Underperform，目标价100.00人民币。

关键图表

Exhibit 1: 物理AI的通用框架：“身体-大脑-脑-技能-世界”

Exhibit 2: 物理AI中的关键行业参与者及其选择的业务

Exhibit 3: 对于工业机器人，机器人和运动控制始终集成

Exhibit 4: Figure AI的Helix 02 S2-S1-S0架构是任务推理、姿态规划和运动控制集成的示例

Exhibit 5: 工业机器人和类人机器人在运动控制和路径/姿态规划上的关键需求对比

Exhibit 6: 类人机器人全球出货量估计与工业应用占比

Exhibit 7: 工业机器人与类人机器人在整体工业垂直领域的应用重叠有限

Exhibit 8: FANUC的协作机器人能够处理需要多机器人协作、精确力控制以及基于实时感知的推理和规划的复杂装配任务

Exhibit 9: FANUC vs. 安川：机器人业务收入（FANUC 1Q13 = 100）

Exhibit 10: 宇树科技的类人机器人已成为事实上的产品平台，全球领先研究团队在其上开发机器人大脑和应用

Exhibit 11: 宇树机器人用于研究开放基础模型，以完成多样的移动操作任务

Exhibit 12: 宇树G1机器人用于清华大学、北京大学、Galbot、上海期智研究院和上海人工智能实验室联合开展的网球技能学习研究项目

Exhibit 13: LimX正在开发具有物理AI的机器人“大脑”和新型训练技术，实现流畅的全身体控制，用于捡放网球等任务

Exhibit 14: 宇树科技收入趋势

Exhibit 15: 宇树科技类人机器人收入

Exhibit 16: 宇树科技 vs. 同行：毛利率

Exhibit 17: 宇树科技 vs. 同行：归属净利润率