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開普勒人形機(jī)器人專家交流

 真友書屋 2025-02-19 發(fā)布于浙江
1、產(chǎn)品技術(shù)與硬件結(jié)構(gòu)
  • 關(guān)節(jié)與電機(jī)配置:開普勒人形機(jī)器人(不含頭部和靈巧手)采用14個直線加14個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu),均使用直線電機(jī)。五代增加頭部兩個維度傳感自由度(兩個電機(jī))。關(guān)節(jié)(雙四肢、肩、胯、肘、腰)主要采用諧波減速器方案,電機(jī)類型包括用于靈巧手的空心杯電機(jī)、用于四肢線性關(guān)節(jié)的直線電機(jī)以及諧波旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

  • 自研與外采情況:在機(jī)器人制造中,行星滾柱絲杠全自研,旋轉(zhuǎn)電機(jī)除諧波減速器外全自研,靈巧手全自研(早期空心杯也自研)。整機(jī)除CPU和GPU依托英特爾和英偉達(dá)進(jìn)口外,其他零部件均國產(chǎn)。

  • 靈巧手升級改進(jìn):從23年到24年迭代過程中,23年成立發(fā)布4.0版本,24年10月發(fā)布5.0版本,當(dāng)前為5.2版本。5.0版本主要升級包括靈巧手增加六維力傳感器與觸覺,連桿結(jié)構(gòu)改為漸進(jìn)結(jié)構(gòu);雙腳增加兩個六維傳感器。

  • 傳感器與導(dǎo)航方案:IMU至少有一兩個,采用純視覺方案做視覺SLAM導(dǎo)航,也有激光加視覺的融合感知定位方案(取決于客戶需求)。激光雷達(dá)價格因采用方式不同而不同,單線程幾十到百元級,多線程幾千元,固態(tài)稍貴。

2、產(chǎn)品差異化與應(yīng)用場景
  • 結(jié)構(gòu)差異化:在小鵬去年未發(fā)布前,開普勒是國內(nèi)唯一一家做行星滾柱絲杠結(jié)構(gòu)的企業(yè)。全球已知大面積采用該結(jié)構(gòu)的公司有特斯拉、阿布托尼可、開普勒和小鵬。

  • 產(chǎn)品定位差異:與國內(nèi)友商相比,開普勒更聚焦工業(yè)場景,定位為工業(yè)機(jī)器人,走難而正確的道路。其單手負(fù)載15公斤,帶電工作能連續(xù)8小時,電池容量2.3度,目前采用三元鋰電池(未來可能考慮磷酸鐵鋰),大概率為圓柱封裝。

  • 應(yīng)用場景分析:人形機(jī)器人最終市場定位在消費級家庭場景為遠(yuǎn)期目標(biāo),當(dāng)前主要應(yīng)用于工業(yè)場景。工業(yè)場景中,因制造業(yè)一線員工老齡化,機(jī)器人替代人工及推進(jìn)黑燈工廠進(jìn)程加速,人形機(jī)器人可平替人工崗位,無需大量流程再造。

3、模型與訓(xùn)練數(shù)據(jù)
  • 垂類模型打造:大腦部分聚焦于做垂直小模型(垂類模型),初次訓(xùn)練可能用國內(nèi)已知模型做預(yù)訓(xùn)練。類比自動駕駛的單車智能,每個本體可自動執(zhí)行場景任務(wù),能接入MES系統(tǒng)自主工作。

  • 未來規(guī)劃布局:未來會做智能網(wǎng)聯(lián),即平臺調(diào)度系統(tǒng),在達(dá)到一定量級(如10臺百臺機(jī))時進(jìn)行調(diào)度。當(dāng)前更多做端側(cè)聚焦行業(yè)模型,根據(jù)客戶屬性定義模型能力,基于場景做應(yīng)用模型。

4、產(chǎn)品規(guī)劃與市場策略
  • 出貨量目標(biāo):今年預(yù)計出貨量不低于三四百臺,主要面向工業(yè)工廠,也會與高校開展合作,但高校非主要方向。工業(yè)客戶多購買樣機(jī)做支撐和前瞻性研究,短期內(nèi)難有大客戶下大訂單,因工業(yè)產(chǎn)品注重ROI。

  • 上市計劃明確:公司有IPO計劃。產(chǎn)品定價務(wù)實,給到客戶價格二十多萬,不到30萬,未來降本空間大,達(dá)到一定數(shù)量時降本可能呈指數(shù)級,目標(biāo)是一兩萬美金甚至更低,追求高性價比。

  • 量產(chǎn)規(guī)劃思路:先過百、過千,再過萬,過千后成本可能有較大波動。因工業(yè)屬性,大企業(yè)論證和集采過程嚴(yán)謹(jǐn),會評估多維度因素。

5、成本與合作情況
  • 成本占比情況:軟硬件成本占比中,硬件成本占比較高,軟件成本占比可能不到三成,最多三七開,甚至可能二八或一九開。

  • 合作降本效應(yīng):與偉創(chuàng)合作肯定會降本,但具體降本水平暫無法明確。

  • 下游合作方式:與頭部下游客戶有雙向投入共同開發(fā)項目,也有客戶付費購買服務(wù)或租賃的合作方式。已簽訂戰(zhàn)略協(xié)議的客戶包括物流頭部企業(yè)、兩家世界500強(qiáng)主機(jī)廠、世界500強(qiáng)日化廠,雖簽協(xié)議但大廠有一供、二供、三供邏輯,開普勒目前處于優(yōu)先位置。

6、技術(shù)壁壘與競爭優(yōu)勢
  • 技術(shù)壁壘體現(xiàn):硬件方面,在實感結(jié)構(gòu)及機(jī)加工在人形應(yīng)用上領(lǐng)先同行;軟件結(jié)合硬件,更聚焦于場景,通過與頭部企業(yè)合作,基于真實場景案例倒推和優(yōu)化產(chǎn)品能力,在商業(yè)化落地探索上有話語權(quán)。

  • 保持優(yōu)勢方法:通過持續(xù)與客戶溝通、結(jié)合產(chǎn)品,不斷完善硬件與軟件迭代,加強(qiáng)在垂直細(xì)分領(lǐng)域的泛化能力,提高定制開發(fā)的復(fù)用性,降低邊際成本。

  • 競品對比分析:特斯拉是實感結(jié)構(gòu)追求的標(biāo)桿,其在AI屬性和硬件能力方面表現(xiàn)出色,國內(nèi)外有很多優(yōu)秀企業(yè)值得學(xué)習(xí),開普勒會朝著符合客戶場景方向深度落地。

Q&A
Q:開普勒機(jī)器人所有關(guān)節(jié)都使用諧波減速器嗎?具體哪些關(guān)節(jié)使用了諧波減速器?
A:是的,關(guān)節(jié)主要指四肢的肩、胯、肘,這些部位采用的全是諧波減速器方案。
Q:開普勒機(jī)器人在哪些地方用到了RV或者行星減速器,比如腰部?
A:沒有使用,腰部也是用的諧波減速器。目前開普勒機(jī)器人只有3種電機(jī),分別是用在靈巧手上的空心杯電機(jī)、用在四肢線性關(guān)節(jié)的直線電機(jī)、諧波旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
Q:開普勒機(jī)器人在哪些關(guān)節(jié)使用了直線執(zhí)行器?
A:直線電機(jī)是線性關(guān)節(jié),對應(yīng)人的肌肉,主要用在機(jī)器人的四肢,即雙臂、雙腿上,共14個。單腿的大腿有2個、小腿有2個,單臂的大臂有2個、小臂有2個。
Q:開普勒機(jī)器人靈巧手堅持用空心杯電機(jī)的原因是什么?空心杯和六維力目前的主要采購方來自哪里?
A:采用六維傳感器是因為在工業(yè)場景的論證中,其對人形機(jī)器人,特別是線性關(guān)節(jié)或旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),提升靈巧手和手臂精準(zhǔn)度有很大幫助,能很好地控制精準(zhǔn)度。目前業(yè)內(nèi)很多企業(yè)采用空心杯結(jié)構(gòu),當(dāng)前來看空心杯是比較好的結(jié)構(gòu),但也有呼聲用行星滾柱絲杠的小絲杠做靈巧手,最好的方案還是要根據(jù)產(chǎn)品使用場景來定。早期空心杯和六維力可能不是用科力的,后來采用科力的產(chǎn)品,開普勒5.2版本使用的是科力的產(chǎn)品。
Q:開普勒機(jī)器人單個手掌用到多少個六維力傳感器?
A:六維力傳感器聚焦在手的末端,即手腕處,每只手只需要一個6D傳感器。
Q:開普勒機(jī)器人六維力傳感器的采購報價大概在什么水平?
A:作為戰(zhàn)略合作伙伴,采購價格是市面上比較低的,比之前國內(nèi)的低價還要低,大概在四位數(shù)以內(nèi),小于5000元。
Q:正常的靈巧手里面除了空心杯,驅(qū)動器、編碼器、小電機(jī)等是自研的還是偉創(chuàng)提供的,未來情況如何?
A:當(dāng)前偉創(chuàng)能提供空心杯,結(jié)構(gòu)部分包括神經(jīng)結(jié)構(gòu)是自研的,驅(qū)動器、編碼器也是自研的。但這是當(dāng)前狀態(tài),未來若對方模組產(chǎn)品更有優(yōu)勢,合作層次可能會更深,下一步動作取決于后續(xù)情況。
Q:空心杯電機(jī)的使用量和價格情況如何?
A:一條手使用的空心杯電機(jī)數(shù)量取決于該手的主動自由度數(shù)量,有多少個主動自由度就有多少個空心杯電機(jī),如單手有六個主動自由度就有六個空心杯電機(jī),雙手則有12個。價格方面不太了解,但不管之前用的是非微創(chuàng)的還是微創(chuàng)的,將來成本一定低于同行。
Q:產(chǎn)品中有沒有IMU,大概用幾個,什么級別?
A:產(chǎn)品中有IMU,但不清楚是哪家的。最初版本沒有IMU,后來的版本加上了,至少有一兩個,但具體數(shù)量和級別不清楚。
Q:傳感器采用純攝像頭方案還是會用激光雷達(dá)?哪些特定場景會考慮用激光雷達(dá)?
A:在5.2版本之前采用純視覺方案做視覺SLAM導(dǎo)航,另外也有激光加視覺的融合感知定位方案,這取決于客戶需求。全球大部分人形機(jī)器人采用純視覺SLAM導(dǎo)航,是因為機(jī)器人正常速度在2.5 - 3公里每小時以內(nèi)可控。在條件苛刻的狀態(tài)下,融合感知定位加激光雷達(dá)會更安全,比如在昏暗等環(huán)境中。是否采用某種方案要看具體場景,如果產(chǎn)品環(huán)境好,如燈光好、地面平整寬闊,全視覺SLAM可以實現(xiàn)。
Q:機(jī)器人上用的激光雷達(dá)大概價值量在什么水平?
A:激光雷達(dá)的價值量要看采用的方式,單線程的可能是幾十上百元級,多線程的可能是一千多、一兩千或者幾千元,固態(tài)的可能更貴一點,但目前雷達(dá)不是非常高的成本。
Q:公司產(chǎn)品與人形機(jī)器人其他廠商的差異以及主要應(yīng)用場景是什么?
A:在結(jié)構(gòu)上,在小鵬去年未發(fā)布之前,公司是國內(nèi)唯一一家做行星滾柱絲杠結(jié)構(gòu)的,縱觀全球,已知大面積采用該結(jié)構(gòu)的只有特斯拉、阿布托尼可、本公司和小鵬四家企業(yè)。與國內(nèi)友商相比,公司定位更聚焦產(chǎn)業(yè),定位是做工業(yè)機(jī)器人,走的是難而正確的道路。產(chǎn)品定位方面,公司基于要做藍(lán)領(lǐng)機(jī)器人、工業(yè)場景的機(jī)器人,定義了產(chǎn)品應(yīng)具備的能力,有兩個指標(biāo)領(lǐng)先,一是單手負(fù)載15公斤,在全球較為靠前;二是帶電工作情況下能連續(xù)工作8小時。關(guān)于應(yīng)用場景,原文未明確提及。
Q:公司機(jī)器人“大腦”的開發(fā)是由自己完成還是第三方供應(yīng)?
A:原文未提及該問題的答案。
Q:公司機(jī)器人帶電時長特別長是得益于用了什么類型的電池?
A:這與電池關(guān)系不大,主要得益于結(jié)構(gòu)設(shè)計,包括采用行星滾柱絲杠這種類人的結(jié)構(gòu)、內(nèi)人算法、內(nèi)容的步態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計以及軟硬結(jié)合,這才是高續(xù)航高負(fù)載的核心指標(biāo),而非單純依靠大電池。
Q:公司機(jī)器人電池的容量、類型和封裝形式是怎樣的?
A:電池容量大概是2.3度,目前采用的電池類型是三元鋰電池,未來有可能考慮用磷酸鐵鋰。關(guān)于封裝形式,內(nèi)核不清楚,但圓柱的概率大一點,不過不能給出清晰答案。
Q:為什么產(chǎn)品一定得是人形,下肢要是雙足而非其他形式,單純強(qiáng)調(diào)負(fù)載為何要設(shè)計靈巧手?
A:原文未提及該問題的答案。
Q:為什么要做人形機(jī)器人,復(fù)合機(jī)器人也能做到,人形機(jī)器人相比復(fù)合機(jī)器人有什么優(yōu)勢?
A:首先,當(dāng)前制造業(yè)一線工人老齡化趨勢明顯,機(jī)器人替換人、推進(jìn)黑燈工廠建設(shè)的需求迫切。人形機(jī)器人最終市場定位是消費級,用于家庭場景。從技術(shù)路徑看,它是機(jī)械臂運動控制、自動駕駛、AI算法和大模型等技術(shù)的集合體。在達(dá)成某些事情時,人形狀態(tài)可能比AGV加機(jī)械臂更好,且整個工業(yè)設(shè)計也更偏人形。人形機(jī)器人是專業(yè)機(jī)器人跟人之間的產(chǎn)物,并非要替代專業(yè)機(jī)器人。從替代人的角度理解,用機(jī)器人平替人的崗位比較合理,因為工業(yè)生產(chǎn)流程和硬件多以人為藍(lán)本,用機(jī)器人替代人無需進(jìn)行大量流程再造。雖然目前人形機(jī)器人可能不如復(fù)合機(jī)器人,但它處于發(fā)展初期,隨著技術(shù)突破,未來會更高效。
Q:工廠追求無人狀態(tài),人形機(jī)器人在工廠的應(yīng)用場景未來能否實現(xiàn)替代?
A:無人和人形機(jī)器人是兩個概念。工業(yè)設(shè)計和流水線設(shè)計很多是按照人的平臺去做的,用人形機(jī)器人平替人比較自然,無需做很多流程再造。目前從成本等方面看,人形機(jī)器人可能不如復(fù)合機(jī)器人,但它處于發(fā)展初期,技術(shù)的硬件和軟件突破會帶動行業(yè)發(fā)展,未來會比現(xiàn)在更高效,但可能達(dá)不到專業(yè)機(jī)器人的效果。
Q:我們在訓(xùn)練數(shù)據(jù)端的優(yōu)勢在哪里,大小腦是如何生成的?
A:大腦指的是大模型,我們做的是垂直小模型(垂類模型)。初次訓(xùn)練時,會用國內(nèi)已知的一些模型做預(yù)訓(xùn)練。因為工業(yè)場景相對消費場景比較聚焦,如與主機(jī)廠或頭部物流廠合作,場景固定。我們做的模型類似單車智能,每個本體訓(xùn)練好植入后可自動連接MES系統(tǒng)進(jìn)行自主工作。目前做的更多是端側(cè)聚焦行業(yè)的模型,會根據(jù)客戶屬性定義模型能力,基于場景做應(yīng)用模型或方法的垂直模型。下一步有量級時會做智能網(wǎng)聯(lián),即平臺調(diào)度系統(tǒng),對10臺、百臺機(jī)器人進(jìn)行調(diào)度。
Q:今年及未來幾年的突破目標(biāo),即出貨量目標(biāo)大概是多少?
A:今年預(yù)計出貨量不低于三四百臺,但該數(shù)據(jù)不一定準(zhǔn)確。
Q:產(chǎn)品的購買方主要是工業(yè)工廠嗎?
A:工廠會購買產(chǎn)品,但目前不太可能大量采購。今年除了面向工業(yè)領(lǐng)域銷售產(chǎn)品外,也會與國內(nèi)頭部高校開展深度合作,如進(jìn)行橫向課題研究、共建聯(lián)合實驗室等,但高校合作并非主要方向。工業(yè)產(chǎn)品方面,第一批客戶可能會購買樣機(jī)用于前瞻性研究,但目前不太可能有客戶下大訂單,因為工業(yè)產(chǎn)品比較嚴(yán)謹(jǐn),客戶會考慮投入產(chǎn)出比(ROI),會對產(chǎn)品提出達(dá)到特定狀態(tài)、符合特定需求等要求。
Q:行星滾柱絲杠和減速器是否都是自研自制的?如果不是,諧波減速器是采購自哪家公司?
A:除諧波減速器外,在5.2之前的版本都是自研的。諧波減速器采購方不確定,可能是綠地或來福。
Q:與偉創(chuàng)的合作能實現(xiàn)什么樣水平的降本?
A:與偉創(chuàng)的合作肯定會降本,且比之前更好,但具體降本數(shù)字目前無法給出。
Q:產(chǎn)品的定價策略以及未來降本路徑是怎樣的?
A:公司實控人有做消費級產(chǎn)品的經(jīng)驗,公司定價比較務(wù)實,目前給到客戶的價格不到30萬,相比友商有價格優(yōu)勢,目標(biāo)是做大規(guī)模。未來在達(dá)到一定產(chǎn)量時,降本應(yīng)該是指數(shù)級的,有可能達(dá)到一兩萬美金甚至1萬美金加的價格,但降本要基于最終商業(yè)化落地模式的達(dá)成,且降本不意味著降低質(zhì)量,高性價比是一直追求的核心點。
Q:公司內(nèi)部規(guī)劃大概什么時候能達(dá)到萬臺甚至10萬臺的產(chǎn)量級別?
A:公司計劃先過百,再到過千,最后過萬。過千時成本可能會有較大波動。由于工業(yè)屬性,發(fā)展速度可能不會很快,大企業(yè)在采購時會進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C和評估,會考慮產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、認(rèn)證、保障等多維度因素,目前有比較完整認(rèn)證體系的公司可能還不多。
Q:開普勒人形機(jī)器人軟硬件成本的占比情況如何?
A:目前還不好明確軟硬件成本的占比。公司可能沒有把軟件成本過多地放在產(chǎn)品成本里,放的比例較少,最多可能到兩三成,也有可能是一兩成,更多還是把硬件成本作為核心要點,硬件成本占比可能較高,極限是三七開,也有可能是二八開甚至一九開。
Q:開普勒人形機(jī)器人的視覺方案有用到3D結(jié)構(gòu)光嗎,還是普通攝像頭就行?
A:用到了3D視覺。
Q:開普勒在業(yè)內(nèi)降本做得較好,其核心優(yōu)勢環(huán)節(jié)、壁壘是什么,如何防止其他企業(yè)模仿或超越?
A:從硬件來講,在實感結(jié)構(gòu)上領(lǐng)先同行,在實感機(jī)加工的人形應(yīng)用方面具備競爭力,且在不斷優(yōu)化該優(yōu)勢。除硬件外,還結(jié)合軟件并聚焦于場景,很多產(chǎn)品的迭代和升級是結(jié)合真實場景案例倒推而來,比如與國內(nèi)最大的頭部物流企業(yè)、全球最大的主機(jī)廠合作,基于合作場景提升相應(yīng)能力。在商業(yè)化落地道路的探索上,對行業(yè)的認(rèn)知和理解、在解決方案以及對軟硬件需求方面有一定話語權(quán)。保持優(yōu)勢的方法是通過持續(xù)與客戶溝通、結(jié)合產(chǎn)品來完善軟硬件迭代,加重在垂直細(xì)分領(lǐng)域泛化能力的體現(xiàn),提高定制開發(fā)的復(fù)用性以降低邊際成本。未來很難說沒有企業(yè)會超越,行業(yè)內(nèi)場景并非一家企業(yè)能獨占,工業(yè)屬性上客戶可能會有一供、二供、三供的選擇。
Q:開普勒與下游客戶(如醫(yī)院、物流企業(yè))的具體合作方式是什么,機(jī)器人能為客戶貢獻(xiàn)的額外增量營收規(guī)模如何,未來怎樣幫助客戶解決痛點或降本?
A:當(dāng)前機(jī)器人能力達(dá)不到人效的百分之百,但人形機(jī)器人可24小時工作或兩班倒,能滿足客戶部分平替訴求,但適用場景有限,一些對節(jié)拍要求高的場景較難滿足。合作方式有兩種,早期與一些頭部客戶是雙向投入,雙方出人共同做項目拓展賽道和場景需求點;也有客戶愿意付費購買服務(wù)、POC服務(wù)、項目服務(wù)或租賃機(jī)器人。
Q:3D視覺是用激光雷達(dá)還是深度相機(jī),供應(yīng)商是哪家?
A:3D視覺用的是深度相機(jī),供應(yīng)商是上海的一家企業(yè),但不確定具體是哪家。
Q:手部的微型絲杠、電子皮膚是哪家供應(yīng)商?
A:電子皮膚過去來自于高校,后期可能會更換;靈巧手沒有使用絲杠,用的是空心杯,核心光電的質(zhì)感是自研的。
Q:公司現(xiàn)在有沒有綁定哪些頭部客戶或有戰(zhàn)略合作的企業(yè)?
A:公司已經(jīng)簽訂戰(zhàn)略協(xié)議的客戶有物流頭部企業(yè)、兩家世界500強(qiáng)主機(jī)廠以及世界500強(qiáng)的日化廠。大企業(yè)有做前端研究、迎合時代發(fā)展的考量,但選擇早期合作伙伴會比較嚴(yán)謹(jǐn)和慎重,且會有一供、二供、三供的邏輯,公司目前處于優(yōu)先對接的位置。
Q:如何評價特斯拉的Optimus、Boston Dynamics、優(yōu)必選等競爭對手?
A:特斯拉是實感結(jié)構(gòu)所追求的標(biāo)桿,其在AI屬性和硬件能力方面目前處于最好狀態(tài)。國內(nèi)外都有優(yōu)秀企業(yè)值得學(xué)習(xí),公司會朝著應(yīng)用層或符合客戶場景的方向做深度化落地。
Q:開普勒靈巧手全部通過空心杯電機(jī)驅(qū)動嗎?有沒有使用微型減速器?
A:目前已知版本是空心杯驅(qū)動的,但未來有可能增型減速器,以增加手的靈活度和自由度。
Q:開普勒靈巧手的腱繩是什么材料,哪家供應(yīng)商提供?
A:不太清楚腱繩的材料,也不確定目前使用的是哪家供應(yīng)商。最近有幾家上市公司的腱繩在與公司接觸,有可能會朝著偉創(chuàng)的方向發(fā)展,腱繩采用的是最新的結(jié)構(gòu)。

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