华泰证券-机械设备行业：从Optimus技术亮点看产业发展方向-221010

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　　特斯拉发布人形机器人原型机，关注中国机器人产业链发展进程
　　2022年10月1日AIDay活动上，特斯拉人形机器人Optimus原型机正式发布，预计最早将于2023年开始生产，售价有望在2万美元以下。原型机可以较好模拟人类手部的精细动作，可以完成浇花、搬运包裹等，流畅度和自然度较好。谐波减速器+无框电机成为Optimus传动结构主流方案，感知以纯视觉方案为主。我们认为特斯拉入场将进一步加快人型机器人产业发展，对我国机器人产业保持长期看好。产业链公司包括1）伺服和传动部件：汇川技术、埃斯顿、雷赛智能、和利时、江苏雷利、绿的谐波、大族激光；2）机器视觉：奥普特、大恒图像、凌云光、海康威视等。
　　原型机硬件架构：电池组+电机驱动+金属传动+串并联关节+传感器
　　根据发布会数据，Optimus原型机身高170cm，体重73kg：1）身体有28个自由度，其中：左/右臂7+7，肩部3个+肘部1个+手腕3个；左/右腿6 +6，髋部3个+膝盖1个+脚踝2个；腰部2个，Roll+Yaw；2）灵巧手有6个自由度：拇指2个（1个摆动，1个弯曲）；其余四指各1个；11个关节：拇指3个关节，其余各2个关节。动力系统：原型机静坐和快走功耗分别为100W和500W，电池容量2.3kWh，可支持一整天耗电。感知：原型机采用特斯拉自主研发的芯片集成系统，三颗Autopilot级别摄像头。这套硬件架构优势为稳定可控，相对成本低，技术成熟，劣势为动态性能差，自重大。
　　传动结构方案：电池组供电，搭配电驱伺服关节
　　Optimus原型机整体采用电池组供电，搭配电驱伺服关节的形式。胸腔内部布置电池和主板，主板两侧设置两颗散热风扇，原型机躯干处搭载了2.3kWh、52V电池包，外部有金属外壳保护，安全性高，从电动车电池的技术上进行了借鉴。上肢采用无框电机+谐波减速器的旋转关节，基本上和当前协作机械臂的关节方案高度类似，其中谐波减速器主要包括20Nm（胳膊和手腕）、110Nm（肩部）、180Nm（髋）三种。下肢采用无框电机+行星丝杠的线性执行器方案，优点为传动精度高，输出力能力强，缺点为反驱透明度差，响应速度偏慢。
　　视觉系统：纯视觉方案，复用Tesla汽车上视觉感知的相关算法和能力
　　Optimus原型机复用了Tesla汽车上视觉感知的相关算法和能力，采用纯视觉方案实现对环境的感知和目标识别，并未采用雷达、ToF、IMU与超声等，视觉的相机硬件为左右单目相机+鱼眼，硬件成本低，算法复杂、计算力大。根据特斯拉，Optimus已经实现了精确的3D环境建模，通过双目测距实现非常清晰和高精度的深度图像，有助于双臂的末端精确抓取。
　　风险提示：人形机器人产业化进展低于预期；特斯拉机器人实际发布产品的解决方案与我们预期出现差异；中国产业链的进步低于预期；本研报中涉及到的公司、个股内容系对其客观公开信息的整理，并不代表本研究团队对该公司、该股票的推荐或覆盖。