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3D打印賦能人形機器人升級迭代2025-2025年將達到277億美元,2021- 2025年 GAGR 為16.1%

來源:民生證券      編輯:創(chuàng)澤      時間:2025/4/21      主題:其他   [加盟]

3D 打印行業(yè)快速發(fā)展,應用場景持續(xù)拓寬。伴 隨 3D 打印技術工藝不斷進 步,3D 打印市場發(fā)展迅速,2023年3D 打印市場規(guī)模已超200億美元,據(jù) 《Wohlers Report 2024》預計2025年將達到277億美元,2021- 2025年 GAGR 為16 . 1%;2023年國內3D 打印市場規(guī)模已達367億元,2019-2023年 CAGR 約23 .45%,據(jù)中商情報網(wǎng)數(shù)據(jù),預計2024年突破400億元。從3D 打 印產(chǎn)業(yè)細分產(chǎn)品來看,3D 打印原材料占比17 .04%,打印裝備占比22 .42%,打 印服務占比40.09%,其他占比20.45%。

近些年來,3D 打印效率持續(xù)提升推動 下游應用從傳統(tǒng)航空航天領域快速向汽車、消費電子等民用領域拓展,2023年 前四大領域分別是汽車占比14.4%,消費電子產(chǎn)品占比14.0%、醫(yī)療占比13.7%、 航空航天占比13.3%,消費類需求占比顯著提升。伴隨3D 打印應用持續(xù)拓寬, 3D 打印市場規(guī)模有望持續(xù)快速增長。

人形機器人快速迭代,3D 打印有望深度賦能。 人形機器人由感知、決策、 控制、執(zhí)行四大模塊構成,目前人形機器人正朝著智能化、G性能化和廣泛應用 的方向發(fā)展,驅動著各個模塊持續(xù)升J迭代,但也面臨技術瓶頸、成本和安全等 多方面挑戰(zhàn)。傳感器的感知精度、電機的G效動力輸出和準確力度控制以及減速 器的傳動效率精度提升都受到了設計端、材料端、工藝端的限制。3D 打印工藝 具備一系列優(yōu)勢特點,有望持續(xù)賦能人形機器人升J迭代。

1)3D 打印技術可應 用于人形機器人的結構件制造,包括手臂、大腿、關節(jié)、肩部/胸部骨架、外殼等, 憑借適合復雜結構制造、 一體成型設計和輕量化材料應用的優(yōu)勢,有助于在滿足 強度及功能需求的同時降低零件重量,簡化零部件的裝配過程,并提升系統(tǒng)可靠 性 。 

2 ) 3D 打印可應用于人形機器人的結構組織/仿生組織制造,利用3D 打 印 支持多種材料的特性,3D 打印可以打印柔性皮膚、類似肌肉的結構提升人形機 器人的仿生性。

3)3D打印技術還可應用于人形機器人重要零部件的升J迭代, 如鉑力特通過3D 打印工藝簡化了生產(chǎn)流程、減少了材料損耗,有效控制了成本, 成功賦能六維傳感器實現(xiàn)感知升J。

4)3D打印在人形機器人的設計端還可實現(xiàn)快速原型設計,縮短研發(fā)周期,助力人形機器人更新迭代。

5)3D打印還能夠匹配人形機器人的個性化定制需求,包括核心零部件、外觀件的定制化需求。

6) 3D 打印技術還可以針對人形機器人的散熱需求進行散熱通道的設計制造。綜合 來看,人形機器人G智能化、G性能化發(fā)展趨勢和技術要求適配3D 打印工藝特 性 , 3D 打印在人形機器人應用前景未來可期。


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質量管理類機器人應用:機器視覺檢測大量取代人工檢測

“機器人+人工智能”應用模式主要為“機械臂+識別類 模型” ,AI 應用的主要目標是識別外觀缺陷情況,機器人可以適應各類大小、形狀、質地的檢驗對象, 并同時開展多個檢測流程

物流配送類機器人應用:識別+導航

移動機器人+識別類模型+自主導航模型模式,AI應用的主要目標是實現(xiàn)環(huán)境識別和路徑規(guī)劃;移動機器人+協(xié)同優(yōu)化模型模式,AI應用的目標是開展多種物流機器人的協(xié)調配合

生產(chǎn)操作類機器人應用:機械臂+操作

機械臂+操作優(yōu)化模型模式,AI應用的主要目標是提高操作精度;機械臂+操作學習模型模式,AI應用的目標是提升機器人的靈活性和適應性

大模型的算法黑箱特性, 會給機器人的行為可解釋性帶來哪些挑戰(zhàn)

決策過程不可追溯,推理過程缺乏顯式的規(guī)則表達;倫理與責任歸屬困境,行為邏輯模糊性可能引發(fā)倫理爭議;動態(tài)環(huán)境適應性不足,難以預測其在未知場景中的反應模式

大模型與機器人本體結合提供感知交互新能力,助力形成決策

大模型作為最爆火的人工智能概念,推動了人形機器人大腦的形成,助力人形機器人具有人的感知、交互與決策能力;對 于控制系統(tǒng)仍在切入中

星動紀元打造人形機器人+靈巧手特色產(chǎn)品

原生機器人大模型ERA-42, 展示了與自研五指靈巧手星動XHAND1 結合后的靈巧操作能力,能夠完成超過100種復雜靈巧的 操作任務,是真正的具身大模型

普渡機器人R2X架構,專用、類人形、人形三類機 器人的完整產(chǎn)品布局

普渡機器人提出了 Robot-to-Everything 架構,實現(xiàn)萬物互聯(lián),全場景的智能生態(tài);率先完成了專用、類人形、人形三類機 器人的完整產(chǎn)品布局

人形機器人“好用”的關鍵 特斯拉Optimus22自由度靈巧手方案解析

機器人像人一樣使用工具的靈巧手,是提升機器人柔性操作能力的關鍵部件,是柔性制造避不開的一環(huán);靈巧手工程量占據(jù)Optimus工程量的50%,靈巧手是機器人走向“好用”的關鍵

欠驅動機械手的優(yōu)缺點:節(jié)省空間和重量,不具備完全重復的運動軌跡

欠驅動手硬件集成度高,整體系統(tǒng)簡潔高效、體積小、質量輕,便于進行動力學分析;存在功能性不足,對于精度要求比較高的手指精巧控制無法勝任

全驅動機械手的優(yōu)缺點:適合功能性和精細操作較高的場合

具有完全可重復的運動軌跡,適合某些功能性和精細操作較高的場合,在工業(yè)場合, 例如組裝、測量等情況下有更好的表現(xiàn),沒有合理的運動學分析控制時,整體的靈活性差

機器人的觸感靈巧手Linker Hand,20個主動自由度

機器人的觸感靈巧手Linker Hand具備20個主動自由度,包括柔性電子皮膚,實現(xiàn)精細觸覺感知,構建全球最大的靈巧操作數(shù)據(jù)集,包含了大量的人手操作數(shù)據(jù),覆蓋了各 種復雜的抓取和操作任務

與機器人協(xié)同,對機器人的意圖歸因會影響人機協(xié)作

當人們認為機器人是有意圖的代理時,他們的大腦以類似的方式處理自己和機器人的行動結果,意圖歸因在人機交互中起著至關重要的作用,可能包括通過言語指令等非交互性手段來調整人們對機器人意圖的感知
 
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