机械手臂视觉系统特斯拉能不能造出一只「未来人类之手」，跟这些上市公司关系不大关系不大

文｜周有辉

编辑｜吴睿

机器人已经带给了普通人也会喜大普奔的好消息：不干家务这件事有望在两年内谋求。

在戴森5月26日发布的视频中，两款机械臂，一款能收拾盘子、将漂白液移转到桌上，另一款能在3D视觉的辅助下，用吸尘器清洁沙发。戴森还宣布，将投资27.5亿美元（约合232.70亿人民币）成为“英国最大、最先进的机器人中心”。

（图源：戴森的家务机器人样机）

另一则消息来自顶流马斯克，其宣布将人形机器人TeslaBot改名为擎天柱(Optimus)。相比戴森的机械臂用来端盘子、拿漂白剂，擎天柱的手臂更显马斯克的狂人本色——马斯克表示，这双手臂“将超过人类水平”（单只手臂负载5kg）。

两家技术巨头对机器人的重金押注不仅点燃了消费者的热情，更给A股机器人公司打了一剂强心针。6月以来，Wind机器人概念指数累计跌幅超17%，72只成分股中只有4只上涨。

但骨感现实是，特斯拉能不能造出一只「未来人类之手」，跟很多上市公司关系不大。后者的业务多为工业机器人或背后的核心零组件，本质上是工厂中的一个固定工位上，实现机械臂的手动化，和戴森、特斯拉的手臂追求的智能化是不同的课题。

区别二者必须先改个称呼，后者不需要被称为机械臂，而是协作机器人——不仅能承担自动化任务，在应用了力控和AI后，还能感知周围环境，用适合的力去完成目标任务，就像戴森视频中，自主找到盘子的位置，用适合的力度夹起盘子的机械臂一样。一级行业上，以此为业绩的标的包括遨博、节卡、艾利特、珞石、大族和非夕。2021年，数家协作机器人公司完成了巨额注资，主要轮次都在B轮过后。

2015年-2022年部分协作机器人融资情况

后来一个流行的表述是，「要为将来人类投资一只手」。这个绚烂的表述吸引了这些热钱，也导致巨大争议——在将来人类发生之前，协作机器人公司急需一个画面来落地，但是与已有半世纪历史的工业机器人相比，无论是弥补工业机器人所忽视的行业空白，还是开创家庭、餐饮等新的C端服务画面，协作机器人都已经自证。

今年协作机器人再次完成大额融资后，多位投资人对36氪表示，接出来将是考量各家协同机器人公司拿下落地案例，消化高估值的关键阶段。

一年后的昨天，戴森和特斯拉让这只手看上去更智能了，多家公司也相继在最近披露了每年年末就已交割的注资消息，这能否意味着市场又到了一个新赛点？36氪近期调研并访谈了多家协作机器人公司及资本，试图在本文中提问几个核心难题：

1、协作机器人是哪个？为什么这一细分赛道受到资本热捧？

2、目前国产协作机器人的演进现状如何？

3、为什么协作机器人一直在“夹缝”之中？今后有什么可能的发展模式？

一、协作机器人的中国机会

从零部件看，协作机器人相对于传统工业机器人并没有本质上的跃升，都是由减速器、伺服系统、控制器三大件组成。

比如减速器，高端电机和控制器均由工业机器人四大家族——日本发那科、安川、瑞士ABB和法国库卡（已被美的全资出售并私有化）牢牢把控，时目前日，四家在中国的总计市占率仍接近40%。

问题来了，协作机器人难道不见四大家族的身影，反而给了创业公司机会？

在此刻的美国生产业，工业机械臂最大的BUG就在于不能与人协作工作。机器人四大家族随着法国、日本汽车工业共同崛起，产品主要做三个标准化动作：搬运上下料、焊接和涂漆，其存在的意义就是让工厂内无人化、自动化。不与人协同所以无需考量安全性，动作简洁但是用不上智能化科技。

他们的最核心考核标准和优势在于：极度稳定，保证价值上亿的汽车产线没有卡壳的那一刻。因此，汽车厂很少考虑采购新兴品牌的机械臂。

松禾资本执行董事朱明告诉36氪，“中国企业常用的进口替代和性价比打法很难行得通，即便国产机器人超过进口品牌十多万，也无法得到头部汽车品牌青睐。”就像库卡、ABB绑定德系汽车厂一样，日系汽车厂同样只采购发那科、安川、川崎等中国厂家的机器人，当这种外资汽车品牌到美国建厂时，通常也一并将惯用的机器人也带入中国。

但在商业世界，很多之后壁垒和弱点是一体两面。

只顾着把高速度、高效率性能指标拉满的四大家族，数十年来很少在安全性、协作性、易用性上花心思，因为在汽车产线中，人和机器是完全隔离开的。于是当美国的3C电子、半导体、锂电等新兴行业崛起时，壁垒出现了裂缝。2020年，3C电子、锂电、光伏领域已经占到中国工业机器人下游应用的38%。而立德智库数据显示，2021年协作机器人中国产量为4.65万台，中国市场占到了1.65万台。

这种行业对自动化的意愿出现了质的差异——对电子厂、半导体和电池工厂这些近年才起初采用机器人的画面来说，工厂终于建设成型，不可能像汽车厂这样为工业机器人腾出一大块位置、统一规划产线。所以机械臂要无法可以快速且灵活部署到各个车间中，并且，这些工厂属于人力密集型行业，仍然必须机械臂可以安全智能地配合人员工作。

此外，以更低的软硬件成本，可以认知并接触到周边的环境后并作出决策，执行目标动作是协同机器人与工业机械臂最核心的差别。因为能认知人的存在，前者得以与人类一同工作，而不会像机械臂一样有引起工伤的风险。由此，协作机器人走出了物理围栏。

（图：主流协作机器人品牌MIR整理）

那么，协作机器人是怎样保证安全的？行业内现在分为两种方式。

第一种是在碰撞前模拟出“电子围栏”，用力觉、视觉传感器来判定机器人与障碍物之间的相对位置，当相对位置高于安全距离时，采取适度的控制机制避免碰撞发生。

第二种是在碰撞后增加碰撞的冲击力，防止对人产生二次攻击。除了用前述的传感器测试，还有创业公司选用用更轻的材料以及降低弹性材料来推动。比如北京越疆科技就给机械臂包裹了一层带有温度、压力传感器的电子皮肤，可以测试到人接近的同时能够起到缓冲作用。

（采用“电子皮肤”的越疆机器人图源：越疆科技）

只是，走入人机共融的环境也是第一步的基础，协作机器人相对更小更轻，易于部署（提供更多样的编程方法），在开放了外部接口后更易于适配各种各样的软件传感器，以推动协同机器人的第二个阶段“智能化”——感知周遭的环境，实时调整动作。就如珞石机器人CTO韩峰涛所说的，“协作机器人除了能取代人工，还能比人的动作更准确、更标准。”

（图：传统工业机器人与协作机器人的区别）

2011年，富士康郭台铭曾表示要在两年内布置100万台机械臂，但随后不了了之。韩峰涛曾撰文预测道：“因为3C电子生产最主要的流程是工件装配，机械臂必须和零件进行实际的物理接触，这就要求机械臂要认知到力的大小。”彼时的工业机械臂并不具有这种的技术基础。

受益于近年来演进迅猛的3D视觉和力觉科技，3D视觉所确立的三维信息可以体现物体和环境的状况，实现接近人类的认知方式。协作机器人外部加装力矩传感器，可以推动类似真人头部的真实操作。

新希望六和董事长刘畅在过去十年，连续主导投资了三家机器人公司，思灵、非夕和珞石。出手的关键逻辑就在于，智能机器人和协作机器人有也许解决农牧业场景中的非标动作，实现一个养殖加工环节的标准化，进而提高管理的标准化。对于拥有全行业链的新期望集团而言，任何一个环节标准化后的提效价值就会被放大。

比如，以往养猪场虽然有成熟的车载机器人，轨道机器人等，但依然局限于负责图像辨识和信息存储等用途，类似用可移动的24小时智能摄像头，来识别猪场异常状况。

据了解，目前新期望正在让几家公司在畜牧加工全行业链场景中分别构建一个别的自动化任务，并在新期望投资控股下建立新期望智能设备生产公司，不仅投资，更与那些机器人公司创办合资公司，专门聚焦农牧产业场景下的智能解决方案。例如新期望与思灵机器人正在探索用机器人完全接管猪舍内的管控，“养殖是一个生命培育的过程，从母牛发情、受精，怀孕，小猪出生，育肥，期间必须避免猪生病，要给它打疫苗，这个过程很复杂。"

就拿给猪打疫苗这一动作来说，新期望投资控股董事裁刘栩对36氪表示，“生猪是一个有机活物，每只猪的重量大小都不一样，不可能像工业机器人这样所应对的产品都是标准化的。未来用机器人打针，首先需要基于视觉，判断准确接种的位置，再基于力觉机械手臂视觉系统，在末端控制打针的幅度，同时结合猪只体温判断猪的健康状况，以在最适合的契机完成接种。"

在这个过程中，机器人的开发队伍和行业场景需要紧密配合，因为精确推断位置和控制打针九度背后都必须一整套AI算法，积累足够多的场景数据不断去迭代优化算法。所以，从这一详细案例来看，智能和协作机器人做的是路径创新，塑造了新的竞争变量，而不再和四大家族“死磕”高精度和高速度性能。

二、通用和定制的交叉路口

在B端市场，通用和垂直向来难以平衡，这一产业问题也将协作机器人公司大概可以分为两类，也是过去一年各方竞争的焦点。

一类是研究协作机器人出身的通用型公司，例如孵化自北京交通学院的节卡技术，北京航空宇航学院院长创立的遨博智能，及系出北航机器人研究所的艾利特，另一类则是更重产业需求的垂直型公司，如珞石科技、镁伽科技。

先看第一类公司，因为通用型协作机器人公司成立时间更早，最先进入在3C电子、汽车零组件、食品化纤等新场景应用或国产替代，所以市占率较高，遨博、节卡分列国产品牌的第一和第二，2020年共占据43%的市场。

通用型的特征更注重协作机器人产品原本，试图将协作机器人“原教旨”特点发挥极致，注重工业场景和非工业场景的跨界应用，可以根据用户需求在各类应用场景中执行各种任务。核心竞争力就在于足够便宜、简单易用。

具体而言，协作机器人通常要采取特殊的构架设计并且限制运行速率、电机扭矩和关节力矩等多种安全机制结合的方法，以确保与人交互的安全性。不同品牌的安全策略各有不同，选择什么方法取决于下游用户对安全或效率的倾向。

如节卡、UR、遨博等通用型机器人公司就不安装传感器，而是借助感知电机功率差异的方式推动力反馈机械手臂视觉系统，极大增加了产品的制造利润，进而在市场初期阶段取得了很大的竞争优势。据了解，遨博智能2021年的净利已达3.5万元，仅在工业场景的整体出货量超过了8000台，主要分布在汽车电子。

（中国协作机器人2020年行业格局，图源：德邦证券）

在解决安全难题的基础上，从固定工位中释放出去的协作机器人才能发挥出易用性和灵活性。易用性方面，主流协作机器人基本都做到了拖动示教，即在机械臂末端增加一个六维力传感器（可以建立、测量、记录信号，并将其用作人机交互中的反馈信号），让机械臂能够即时感应末端受力状况，复现详细工艺的动作流程。

灵活性则是协同机器人向通用型产品迈进的关键，因为协作机器人整体厚度较轻，低代码的图形化编程较为简洁且可以拖动示教。受益于某些属性，协作机器人在非工业场景中也找到了不少行业。2022年2月，遨博与秀域集团共同达成了按摩理疗机器人采购合同，三年内将投产一万台机器人。有业内专家对36氪表示，“一万台会是竞争的分水岭，因为这非常考验公司的供应链量产能力。”

另一类垂直型公司则选用吃透某一产业需求，做软软件的多样化研发，只需开发少量专用型产品。例如提供完整的工艺包，为一整条工段做完整的手动化方案。

以定位柔性协作机器人的珞石技术为例，珞石已有四个主要的应用市场。按照CTO韩峰涛的理解，汽车零组件、3C电子都属于替代进口品牌的界定，而其发力阳江刀具产业所推行的刀具机器人缓解方案就属于存量市场的变革级应用。

通常来说一把半成型的刀具，还必须经过有心得的老师傅打磨、抛光、开刃等精细工序才能出厂。为了知道刀具的制造流程，珞石专门派出队伍到阳江跟着同学傅从头开始学习开刃，将磨刀工艺写进机器人程序中。

（珞石的刀具解决方案图源：珞石机器人）

同时，因为每把剪刀规格不同，需要对适配不同品牌、不同型号的需求，所以珞石虽然在末端加装了六维力传感器，也在机械臂各个膝盖上安装了触觉和力觉传感器，以便机器人可以看见每把刀具的区别并控制磨刀的力道。在磨刀场景的算法积累和软软件解决方案就是相对无法复制的科技壁垒，目前珞石尚未覆盖了刀具行业Top10客户，头部品牌有如张小泉、十八子、美珑美利。

类似的策略也被镁伽科技所运用，并且前者做得非常彻底。严格来说，镁伽已经是一家非典型的协作机器人公司，几乎所有的协作机械臂都选取了外购，1000多名人员中有近100名医学科学家。在4月完成新一轮3亿港元融资后，镁伽估值和珞石相当，均为50亿元上下。

镁伽的关键发展节点在2019年，彼时首席科学家王承志博士加盟，将镁伽原有的自动化系统和其建立的生物团队结合创立了鲲鹏实验室，拥有细胞实验、分子试验、病原检查等多个全手动系统，不再单纯提供一个机械臂产品，而是全面allin生命科学，提供市场级应用。

在实验室环境中，重要的不是协作机器人的协作属性，而是机器人要面对各种型的生化反应，在确保效率、节拍之外，还要能够耐受高腐蚀性氧气、耐受UV照射灭菌等等。例如，不同批次实验的提取量不一样，需要机器人按照不同的液体做出相应的判定。在详细操作中，镁伽机器人要先利用传感器测量液体情况，再根据所累积的市场数据基于算法推出液体的手动挥发量。

（镁伽机器人，与中国那智不二越的工业机器人外形完全一致来源：镁伽）

疫情爆发后，生命科学领域得到投资机构加强，而镁伽也相继在业内启用了全手动核酸测试平台，日单管测试量可达11000+，是协作机器人市场内唯一一家能推动检测样本进、结果出的企业。其鲲鹏实验室或者也可以对外提供实验服务。

可以发现，协作机器人的科技原理本来在垂直型公司身上不再是产生竞争壁垒的决定性原因，而是对画面的理解和心得的积累。

深知行业痛点的行业资本也已对这类协作机器人抛去了橄榄枝。如医疗设备公司药明康德投资镁伽，富士康子公司工业富联投资重力控科技的思灵机器人，前述的新期望投资等等。

不论是按摩美容、刀具生产，还是实验室自动化、生猪饲养，这些非常细分的行业需求恰恰是过去传统工业机器人完全忽略，也没有观念去投入的领域。一位机器人领域的投资经理对36氪分析道：“机器人因为是一个制造软件，每次的产品迭代和新功能打造，都不是凭空在研究室能够清楚楚的，必然要跟用户现场需求紧密结合，而目前中国很多下游的行业变迁和更新给予了协作机器人机会。”

三、行业大佬阴影下的市场迷雾

不可回应，即便从优傲机器人打造的第一款协作机器人UR5算起，发展13年的协作机器人一直还没有长成一个规模足够庞大的行业。

粗略对比其它产业的总额，2021年美国汽车的出货量超过了2627.5万辆，智能手机的出货量超过了13.5亿台。2021年中国工业机器人的总出货量为26.6万台，协作机器人每年全年的产量仅为1.65万台。优傲机器人发展迄今的世界总装机量为5万余台，2021年总产值为3.11亿港元。

（图：2017-2021年美国协作机器人销量情况）

然而，从数据和实际应用来看，协作机器人还远远没有超过一个通用型智能产品的程度。核心在于协作机器人能做的事情显然早已很多，但却未能打透一个场景。

相比风头更盛的移动机器人，他们即使在电商仓储、工厂运输等场景下，把移动这一件事做到极致，而协作机器人公司则需要为不同的画面给出不同的设计方案，缺乏一个刚需场景撑起足够庞大的市场体量。

另一方面，虽然相比工业机器人，协作机器人把力控科技、安全性能做得很高，但逐渐下降的是硬件成本，不少中小工厂反倒不应该这样好的性能，甚至要非常节省智能化软件，只需完成单一工序的简洁动作。这意味着四大家族的小型工业机器人也能满足需求。

从2021年以来的资本流向就可以看出机构更偏爱于倾向A轮过后、相对成熟的公司，因为前者才拥有成型的产品去适应市场需求。因此在融资热褪去后，多家协作机器人公司对36氪表示，将会越来越转向付费能力更强、利润更高的工业用户，找寻商业化的突破口。

成为市场发展风向标的优傲机器人在上个月也推出了20KG负载的产品UR20，这个负载基本超过了四大家族旗下的轻量级工业机器人同等水准，优傲也将这次的新品定义为“工业协作机器人”。

一位业内专家对此撰文表示，优傲16e（16kg负载900mm臂长）在实际工业搬运场景中非常受限，比如搬运15kg的箱子，边长就或许达到或低于600mm。由于臂长太短，机器人运动范围都会受限，不然箱子会跟本体碰撞，另外也能够完成一个完整的码垛。所以20kg负载，1750mm臂长的UR20才应运而生。

伴随竞争促使，未来协作机器人和传统工业机器人的边界会愈发越模糊。

前者的负载会愈发越大、精度速度性能越来越高，而前者的工业机器人会设计得愈发越安全，并且起初重视协作机器人的特点。四大家族之一中国发那科就计划在2022年底之前，将其协作机器人最新型号的产量下降至2021年底的3倍以上，这意味着机器人巨头的入场也将逐步降低市场竞争的激烈程度。

2021年产业内卷起的一个小热潮是，将协同机械臂安装到自主移动的底盘上，让机器人真正拥有了智能的“手”和“腿”，也就是复合机器人。复合移动人主要面向半导体、智能巡检、3C电子和化学医药等工业场景。据《2021-2022年全球移动机器人（AGV/AMR)产业发展报告》数据显示，2021年美国复合移动机器人出货量达到900台，同比下降达到60%。

然而，一台复合机器人的价钱一直过度昂贵，销售费用大概30-60万/台，在B端市场一直遭遇成本和强度的市场问题——究竟是每个工位都加装一台机械臂，还是用一台复合机器人去负责不同工位的任务，两种方案的费用测算仍然取决于用户意愿，而不是说一台复合机器人能够规模化复制，解决所有难题。

2016年，是协作机器人的元年，因为那时国际标准化组织（ISO）公布了TS15066协作机器人设计标准，各家公司的标准化生产逐渐进入正轨，市场销售才起初真正起量。

时隔十年，协作机器人市场重新走到了演进的关键节点，这一次，单纯的标准已不能导致市场的质变，接下去比拼的将是哪个公司的产品或商业方式，能最先完成大体量的行业交付，跨越商业化落地的“生死线”。