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开普勒人形机器人专家交流
神力 / 02月18日 14:44 发布
1、产品技术与硬件结构 关节与电机配置:开普勒人形机器人(不含头部和灵巧手)采用14个直线加14个旋转关节结构,均使用直线电机。五代增加头部两个维度传感自由度(两个电机)。关节(双四肢、肩、胯、肘、腰)主要采用谐波减速器方案,电机类型包括用于灵巧手的空心杯电机、用于四肢线性关节的直线电机以及谐波旋转电机。
自研与外采情况:在机器人制造中,行星滚柱丝杠全自研,旋转电机除谐波减速器外全自研,灵巧手全自研(早期空心杯也自研)。整机除CPU和GPU依托英特尔和英伟达进口外,其他零部件均国产。
灵巧手升级改进:从23年到24年迭代过程中,23年成立发布4.0版本,24年10月发布5.0版本,当前为5.2版本。5.0版本主要升级包括灵巧手增加六维力传感器与触觉,连杆结构改为渐进结构;双脚增加两个六维传感器。
传感器与导航方案:IMU至少有一两个,采用纯视觉方案做视觉SLAM导航,也有激光加视觉的融合感知定位方案(取决于客户需求)。激光雷达价格因采用方式不同而不同,单线程几十到百元级,多线程几千元,固态稍贵。
2、产品差异化与应用场景 结构差异化:在小鹏去年未发布前,开普勒是国内唯一一家做行星滚柱丝杠结构的企业。全球已知大面积采用该结构的公司有特斯拉、阿布托尼可、开普勒和小鹏。
产品定位差异:与国内友商相比,开普勒更聚焦工业场景,定位为工业机器人,走难而正确的道路。其单手负载15公斤,带电工作能连续8小时,电池容量2.3度,目前采用三元锂电池(未来可能考虑磷酸铁锂),大概率为圆柱封装。
应用场景分析:人形机器人最终市场定位在消费级家庭场景为远期目标,当前主要应用于工业场景。工业场景中,因制造业一线员工老龄化,机器人替代人工及推进黑灯工厂进程加速,人形机器人可平替人工岗位,无需大量流程再造。
3、模型与训练数据 垂类模型打造:大脑部分聚焦于做垂直小模型(垂类模型),初次训练可能用国内已知模型做预训练。类比自动驾驶的单车智能,每个本体可自动执行场景任务,能接入MES系统自主工作。
未来规划布局:未来会做智能网联,即平台调度系统,在达到一定量级(如10台百台机)时进行调度。当前更多做端侧聚焦行业模型,根据客户属性定义模型能力,基于场景做应用模型。
4、产品规划与市场策略 出货量目标:今年预计出货量不低于三四百台,主要面向工业工厂,也会与高校开展合作,但高校非主要方向。工业客户多购买样机做支撑和前瞻性研究,短期内难有大客户下大订单,因工业产品注重ROI。
上市计划明确:公司有IPO计划。产品定价务实,给到客户价格二十多万,不到30万,未来降本空间大,达到一定数量时降本可能呈指数级,目标是一两万美金甚至更低,追求高性价比。
量产规划思路:先过百、过千,再过万,过千后成本可能有较大波动。因工业属性,大企业论证和集采过程严谨,会评估多维度因素。
5、成本与合作情况 成本占比情况:软硬件成本占比中,硬件成本占比较高,软件成本占比可能不到三成,最多三七开,甚至可能二八或一九开。
合作降本效应:与伟创合作肯定会降本,但具体降本水平暂无法明确。
下游合作方式:与头部下游客户有双向投入共同开发项目,也有客户付费购买服务或租赁的合作方式。已签订战略协议的客户包括物流头部企业、两家世界500强主机厂、世界500强日化厂,虽签协议但大厂有一供、二供、三供逻辑,开普勒目前处于优先位置。
6、技术壁垒与竞争优势 技术壁垒体现:硬件方面,在实感结构及机加工在人形应用上领先同行;软件结合硬件,更聚焦于场景,通过与头部企业合作,基于真实场景案例倒推和优化产品能力,在商业化落地探索上有话语权。
保持优势方法:通过持续与客户沟通、结合产品,不断完善硬件与软件迭代,加强在垂直细分领域的泛化能力,提高定制开发的复用性,降低边际成本。
竞品对比分析:特斯拉是实感结构追求的标杆,其在AI属性和硬件能力方面表现出色,国内外有很多优秀企业值得学习,开普勒会朝着符合客户场景方向深度落地。
Q&A Q:开普勒机器人所有关节都使用谐波减速器吗?具体哪些关节使用了谐波减速器? A:是的,关节主要指四肢的肩、胯、肘,这些部位采用的全是谐波减速器方案。 Q:开普勒机器人在哪些地方用到了RV或者行星减速器,比如腰部? A:没有使用,腰部也是用的谐波减速器。目前开普勒机器人只有3种电机,分别是用在灵巧手上的空心杯电机、用在四肢线性关节的直线电机、谐波旋转电机。 Q:开普勒机器人在哪些关节使用了直线执行器? A:直线电机是线性关节,对应人的肌肉,主要用在机器人的四肢,即双臂、双腿上,共14个。单腿的大腿有2个、小腿有2个,单臂的大臂有2个、小臂有2个。 Q:开普勒机器人灵巧手坚持用空心杯电机的原因是什么?空心杯和六维力目前的主要采购方来自哪里? A:采用六维传感器是因为在工业场景的论证中,其对人形机器人,特别是线性关节或旋转机构,提升灵巧手和手臂精准度有很大帮助,能很好地控制精准度。目前业内很多企业采用空心杯结构,当前来看空心杯是比较好的结构,但也有呼声用行星滚柱丝杠的小丝杠做灵巧手,最好的方案还是要根据产品使用场景来定。早期空心杯和六维力可能不是用科力的,后来采用科力的产品,开普勒5.2版本使用的是科力的产品。 Q:开普勒机器人单个手掌用到多少个六维力传感器? A:六维力传感器聚焦在手的末端,即手腕处,每只手只需要一个6D传感器。 Q:开普勒机器人六维力传感器的采购报价大概在什么水平? A:作为战略合作伙伴,采购价格是市面上比较低的,比之前国内的低价还要低,大概在四位数以内,小于5000元。 Q:正常的灵巧手里面除了空心杯,驱动器、编码器、小电机等是自研的还是伟创提供的,未来情况如何? A:当前伟创能提供空心杯,结构部分包括神经结构是自研的,驱动器、编码器也是自研的。但这是当前状态,未来若对方模组产品更有优势,合作层次可能会更深,下一步动作取决于后续情况。 Q:空心杯电机的使用量和价格情况如何? A:一条手使用的空心杯电机数量取决于该手的主动自由度数量,有多少个主动自由度就有多少个空心杯电机,如单手有六个主动自由度就有六个空心杯电机,双手则有12个。价格方面不太了解,但不管之前用的是非微创的还是微创的,将来成本一定低于同行。 Q:产品中有没有IMU,大概用几个,什么级别? A:产品中有IMU,但不清楚是哪家的。最初版本没有IMU,后来的版本加上了,至少有一两个,但具体数量和级别不清楚。 Q:传感器采用纯摄像头方案还是会用激光雷达?哪些特定场景会考虑用激光雷达? A:在5.2版本之前采用纯视觉方案做视觉SLAM导航,另外也有激光加视觉的融合感知定位方案,这取决于客户需求。全球大部分人形机器人采用纯视觉SLAM导航,是因为机器人正常速度在2.5 - 3公里每小时以内可控。在条件苛刻的状态下,融合感知定位加激光雷达会更安全,比如在昏暗等环境中。是否采用某种方案要看具体场景,如果产品环境好,如灯光好、地面平整宽阔,全视觉SLAM可以实现。 Q:机器人上用的激光雷达大概价值量在什么水平? A:激光雷达的价值量要看采用的方式,单线程的可能是几十上百元级,多线程的可能是一千多、一两千或者几千元,固态的可能更贵一点,但目前雷达不是非常高的成本。 Q:公司产品与人形机器人其他厂商的差异以及主要应用场景是什么? A:在结构上,在小鹏去年未发布之前,公司是国内唯一一家做行星滚柱丝杠结构的,纵观全球,已知大面积采用该结构的只有特斯拉、阿布托尼可、本公司和小鹏四家企业。与国内友商相比,公司定位更聚焦产业,定位是做工业机器人,走的是难而正确的道路。产品定位方面,公司基于要做蓝领机器人、工业场景的机器人,定义了产品应具备的能力,有两个指标领先,一是单手负载15公斤,在全球较为靠前;二是带电工作情况下能连续工作8小时。关于应用场景,原文未明确提及。 Q:公司机器人“大脑”的开发是由自己完成还是第三方供应? A:原文未提及该问题的答案。 Q:公司机器人带电时长特别长是得益于用了什么类型的电池? A:这与电池关系不大,主要得益于结构设计,包括采用行星滚柱丝杠这种类人的结构、内人算法、内容的步态结构设计以及软硬结合,这才是高续航高负载的核心指标,而非单纯依靠大电池。 Q:公司机器人电池的容量、类型和封装形式是怎样的? A:电池容量大概是2.3度,目前采用的电池类型是三元锂电池,未来有可能考虑用磷酸铁锂。关于封装形式,内核不清楚,但圆柱的概率大一点,不过不能给出清晰答案。 Q:为什么产品一定得是人形,下肢要是双足而非其他形式,单纯强调负载为何要设计灵巧手? A:原文未提及该问题的答案。 Q:为什么要做人形机器人,复合机器人也能做到,人形机器人相比复合机器人有什么优势? A:首先,当前制造业一线工人老龄化趋势明显,机器人替换人、推进黑灯工厂建设的需求迫切。人形机器人最终市场定位是消费级,用于家庭场景。从技术路径看,它是机械臂运动控制、自动驾驶、AI算法和大模型等技术的集合体。在达成某些事情时,人形状态可能比AGV加机械臂更好,且整个工业设计也更偏人形。人形机器人是专业机器人跟人之间的产物,并非要替代专业机器人。从替代人的角度理解,用机器人平替人的岗位比较合理,因为工业生产流程和硬件多以人为蓝本,用机器人替代人无需进行大量流程再造。虽然目前人形机器人可能不如复合机器人,但它处于发展初期,随着技术突破,未来会更高效。 Q:工厂追求无人状态,人形机器人在工厂的应用场景未来能否实现替代? A:无人和人形机器人是两个概念。工业设计和流水线设计很多是按照人的平台去做的,用人形机器人平替人比较自然,无需做很多流程再造。目前从成本等方面看,人形机器人可能不如复合机器人,但它处于发展初期,技术的硬件和软件突破会带动行业发展,未来会比现在更高效,但可能达不到专业机器人的效果。 Q:我们在训练数据端的优势在哪里,大小脑是如何生成的? A:大脑指的是大模型,我们做的是垂直小模型(垂类模型)。初次训练时,会用国内已知的一些模型做预训练。因为工业场景相对消费场景比较聚焦,如与主机厂或头部物流厂合作,场景固定。我们做的模型类似单车智能,每个本体训练好植入后可自动连接MES系统进行自主工作。目前做的更多是端侧聚焦行业的模型,会根据客户属性定义模型能力,基于场景做应用模型或方法的垂直模型。下一步有量级时会做智能网联,即平台调度系统,对10台、百台机器人进行调度。 Q:今年及未来几年的突破目标,即出货量目标大概是多少? A:今年预计出货量不低于三四百台,但该数据不一定准确。 Q:产品的购买方主要是工业工厂吗? A:工厂会购买产品,但目前不太可能大量采购。今年除了面向工业领域销售产品外,也会与国内头部高校开展深度合作,如进行横向课题研究、共建联合实验室等,但高校合作并非主要方向。工业产品方面,第一批客户可能会购买样机用于前瞻性研究,但目前不太可能有客户下大订单,因为工业产品比较严谨,客户会考虑投入产出比(ROI),会对产品提出达到特定状态、符合特定需求等要求。 Q:行星滚柱丝杠和减速器是否都是自研自制的?如果不是,谐波减速器是采购自哪家公司? A:除谐波减速器外,在5.2之前的版本都是自研的。谐波减速器采购方不确定,可能是绿地或来福。 Q:与伟创的合作能实现什么样水平的降本? A:与伟创的合作肯定会降本,且比之前更好,但具体降本数字目前无法给出。 Q:产品的定价策略以及未来降本路径是怎样的? A:公司实控人有做消费级产品的经验,公司定价比较务实,目前给到客户的价格不到30万,相比友商有价格优势,目标是做大规模。未来在达到一定产量时,降本应该是指数级的,有可能达到一两万美金甚至1万美金加的价格,但降本要基于最终商业化落地模式的达成,且降本不意味着降低质量,高性价比是一直追求的核心点。 Q:公司内部规划大概什么时候能达到万台甚至10万台的产量级别? A:公司计划先过百,再到过千,最后过万。过千时成本可能会有较大波动。由于工业属性,发展速度可能不会很快,大企业在采购时会进行严谨的论证和评估,会考虑产品质量稳定、认证、保障等多维度因素,目前有比较完整认证体系的公司可能还不多。 Q:开普勒人形机器人软硬件成本的占比情况如何? A:目前还不好明确软硬件成本的占比。公司可能没有把软件成本过多地放在产品成本里,放的比例较少,最多可能到两三成,也有可能是一两成,更多还是把硬件成本作为核心要点,硬件成本占比可能较高,极限是三七开,也有可能是二八开甚至一九开。 Q:开普勒人形机器人的视觉方案有用到3D结构光吗,还是普通摄像头就行? A:用到了3D视觉。 Q:开普勒在业内降本做得较好,其核心优势环节、壁垒是什么,如何防止其他企业模仿或超越? A:从硬件来讲,在实感结构上领先同行,在实感机加工的人形应用方面具备竞争力,且在不断优化该优势。除硬件外,还结合软件并聚焦于场景,很多产品的迭代和升级是结合真实场景案例倒推而来,比如与国内最大的头部物流企业、全球最大的主机厂合作,基于合作场景提升相应能力。在商业化落地道路的探索上,对行业的认知和理解、在解决方案以及对软硬件需求方面有一定话语权。保持优势的方法是通过持续与客户沟通、结合产品来完善软硬件迭代,加重在垂直细分领域泛化能力的体现,提高定制开发的复用性以降低边际成本。未来很难说没有企业会超越,行业内场景并非一家企业能独占,工业属性上客户可能会有一供、二供、三供的选择。 Q:开普勒与下游客户(如医院、物流企业)的具体合作方式是什么,机器人能为客户贡献的额外增量营收规模如何,未来怎样帮助客户解决痛点或降本? A:当前机器人能力达不到人效的百分之百,但人形机器人可24小时工作或两班倒,能满足客户部分平替诉求,但适用场景有限,一些对节拍要求高的场景较难满足。合作方式有两种,早期与一些头部客户是双向投入,双方出人共同做项目拓展赛道和场景需求点;也有客户愿意付费购买服务、POC服务、项目服务或租赁机器人。 Q:3D视觉是用激光雷达还是深度相机,供应商是哪家? A:3D视觉用的是深度相机,供应商是上海的一家企业,但不确定具体是哪家。 Q:手部的微型丝杠、电子皮肤是哪家供应商? A:电子皮肤过去来自于高校,后期可能会更换;灵巧手没有使用丝杠,用的是空心杯,核心光电的质感是自研的。 Q:公司现在有没有绑定哪些头部客户或有战略合作的企业? A:公司已经签订战略协议的客户有物流头部企业、两家世界500强主机厂以及世界500强的日化厂。大企业有做前端研究、迎合时代发展的考量,但选择早期合作伙伴会比较严谨和慎重,且会有一供、二供、三供的逻辑,公司目前处于优先对接的位置。 Q:如何评价特斯拉的Optimus、Boston Dynamics、优必选等竞争对手? A:特斯拉是实感结构所追求的标杆,其在AI属性和硬件能力方面目前处于最好状态。国内外都有优秀企业值得学习,公司会朝着应用层或符合客户场景的方向做深度化落地。 Q:开普勒灵巧手全部通过空心杯电机驱动吗?有没有使用微型减速器? A:目前已知版本是空心杯驱动的,但未来有可能增型减速器,以增加手的灵活度和自由度。 Q:开普勒灵巧手的腱绳是什么材料,哪家供应商提供? A:不太清楚腱绳的材料,也不确定目前使用的是哪家供应商。最近有几家上市公司的腱绳在与公司接触,有可能会朝着伟创的方向发展,腱绳采用的是最新的结构。股市调研