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2024人形机器人的产业政策及技术专利分析

作者：编辑：来源：发布日期： 2024.01.03

信息摘要：

工业和信息化部于2023年10月20日发布的《人形机器人创新发展指导意见》提出，到 2025 年，人形机器人创新体系初步建立，培育 2…

人形机器人和传统机器人有什么区别？

传统机器人大多基于特定的规划执行特定的操作，比如运输、分拣，不具备感知和决策能力。

人形机器人不仅能与物理世界交互，还有感知和理解能力。

两者的最大区别就在“通用性”，一个只能完成预先规划的特点任务，一个理论上什么都能干。

R-C

人形机器人得以发展的两大关键技术：

AlexNet算法， 2012年，AlexNet算法在ImageNet图像识别大赛中以84%的识别准确率夺得冠军。神经网络从多种技术路线中脱颖而出，成为人工智能的唯一解。所谓神经网络，可以理解为用算法模拟人脑的运行机制，配合足够规模的数据和算力，理论上人脑能够实现的智能，计算机也能实现。

Transformer架构， 2017年，Google八位员工公开了Transformer架构，开启了大模型时代。

2012年的AlexNet让AI有了“感知”的能力，而Transformer和之后的大模型让AI有了“生成”的能力。 “感知”让AI能够学习人类对世界的认知，“生成”让AI有自主决策的能力。至此，机器人的地基已经打好了。实际上ChatGPT和各类AI Agent，已经可以视为具备感知和决策能力的机器人。只不过这类“机器人”局限在数字环境。但人形机器人需要与真实的物理世界交互，就需要真实世界的参数训练。

中国机器人的产业发展状况

在近期召开的2023中国机器人产业发展大会上，一组数据彰显了中国在机器人领域的潜力和实力： 2022年，中国工业机器人市场销量达到29.7万台， 连续十年成为全球最大工业机器人消费市场；自主品牌工业机器人销售超过11.2万台，同比增长19%，国内市场占有率达37.8%，是占比最高的一年。

工信部最新数据显示，2023年1-10月，中国机器人产业营业收入超过1300亿元，同比增长9.3%；机器人产品进出口总额达26.6亿美元，同比增长23%；工业机器人产量达到了35.3万套，服务机器人产量达到了643.6万套，机器人产业整体呈现旺盛的发展势头。

其实早在2020年，广东省就发布了《广东省培育智能机器人战略性新兴产业集群行动计划（2021—2025年）》，提出到2025年，智能机器人产业营业收入达到800亿元，其中服务机器人行业营业收入达到200亿元，无人机（船）行业营业收入达到500亿元，工业机器人年产量超过10万台，年均增长约15%。智能机器人核心技术和关键零部件主要技术指标达到国际先进水平，发明专利授权量年均增长超过10%，形成一批关键核心领域高价值专利，培育一批知识产权强企。

2023年12月29日，“人形机器人第一股”优必选登陆港交所。这也是史上首次有人形机器人敲锣的上市仪式。优必选此前入选深圳市第一批具有带动效应和示范意义的智能机器人应用示范典型案例，并正在牵头筹建广东省人形机器人制造业创新中心。

优必选官网显示，该公司于2012年3月在深圳成立，是国内最早一批开始研发人形机器人的公司，也是全球极少数具备人形机器人全栈式技术能力的公司。

招股书显示，2020年至2022年，优必选总营业收入达28.3亿元，总研发投入近16亿元，占总营收的比重达56.5%。截至2023年6月30日，优必选拥有1800项机器人及人工智能相关专利，其中逾380项为海外专利。

人形机器人的产业政策

工业和信息化部于2023年10月20日发布的《人形机器人创新发展指导意见》提出， 到 2025 年，人形机器人创新体系初步建立 ，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破，确保核心部组件安全有效供给。培育 2-3 家有全球影响力的生态型企业和 一批专精特新中小企业。 到 2027 年，人形机器人技术创新能力显著提升，形成安全可靠的产业链供应链体系 ，构建具有国际竞争力的产业生态，综合实力达到世界先进水平。

深圳市于2023年5月31日发布的《深圳市加快推动人工智能高质量发展高水平应用行动方案（2023—2024年）》提出，深圳将举全市之力打造国家新一代人工智能创新发展试验区和国家人工智能创新应用先导区，努力创建全球人工智能先锋城市，为全市高质量发展助力赋能。打造大湾区智能算力枢纽；建设企业级智能算力平台，联合香港企业、科研机构、高校等，打造深港人工智能算力赋能中心。支持科研机构与企业共建5家以上人工智能联合实验室，加快组建广东省人形机器人制造业创新中心。培育一批具有核心竞争力的创新型领军企业，孵化千亿级龙头企业。发挥政府投资引导基金作用，统筹整合基金资源，形成规模1000亿元的人工智能基金群。

2023年12月27日发布的《东莞市发展智能机器人产业行动计划（2023-2025年）》提出，力争到2025年，智能机器人核心产业营业收入突破80亿元，拉动相关产业营业收入突破800亿元。东莞市政府将制定出台一系列具体的发展规划，如【技术研发与创新计划】：加大研发投入，设立专项资金支持企业进行关键技术研发；建立智能机器人技术研发中心，吸引优秀人才和团队；加强与高校和研究机构的合作，共同开展基础研究和应用研究；鼓励企业申报国家和省级科技项目，获取更多外部资源支持。

《佛山市机器人及相关产业发展规划（2023-2030年）》提出，到2025年，佛山机器人及相关产业营收从515亿元增长到1000亿元。

人形机器人技术专利分析

2023年11月人民网研究院发布了《人形机器人技术专利分析报告》，以下为部分内容节选：

1、人形机器人产业链

主要分为上中下游三部分：上游为人形机器人本体结构、伺服驱动器、智能感知、驱动控制、支撑环境五个模块的供应商；中游则是人形机器人产品集成商；下游为人形机器人可能的应用场景，如商业服务、科学研究、科学展示等。

人形机器人从 1969 年发展至今，产业发生了如下变化：一是主导国家从日本变为美国、中国。早期，人形机器人由本田等日本企业主导，现今包括波士顿动力、Agility Robotics、特斯拉、优必选科技、小米等全球范围内的企业均已推出人形机器人产品，并且在持续迭代研发；二是研发目的从科学展示与教育培训变为多场景作业，企业积极探索人形机器人商业化落地。

2、人形机器人技术发展情况

第一个阶段是 1969-1995 年，此时机器人运动是一个缓慢静态行走的过程，以早稻田大学的人形机器人 WABOT 为代表；

第二个阶段是 1996-2015 年，此时是连续动态行走，这时候更多考虑到了机器人的质心惯量以及质心的加速度等因素，代表是日本本田的人形机器人 ASIMO；

第三个阶段是 2016 年至 2020 年，追求的是高动态的运动性能，以波士顿动力的 Atlas 机器人做出的令人惊叹的运动动作为标志；

第四个阶段是 2021 年至今，随着相关技术的发展与成熟，人形机器人开始进入商业化落地的初级阶段，以亚马逊的 Digit和优必选科技 Walker 为代表，未来可能还会包括特斯拉的 Optimus。

3、人形机器人全球专利申请可划分为四个发展阶段：

技术萌芽阶段（2000 年以前）：人形机器人技术早在 2000 年前就有相关专利申请，该阶段专利申请量较少，以日本专利为主。

缓慢发展阶段（2000 年-2014 年）：专利年申请量较少，呈现缓慢增长的趋势。前期以日本专利为主，其次是美国、韩国以及欧洲专利（以德国专利为主，其次是欧专局 EP 发明专利和欧盟 EU 外观设计专利）。该阶段后期，各国专利申请布局态势发生变化：早期主导申请的日本专利大幅下降进入平缓发展阶段，韩国、欧洲专利进入专利申请下行通道，美国专利申请量波动，而中国作为新的布局者入场，专利申请呈现缓慢增长趋势，从 2012 年开始，中国的专利申请量超过日本成为第一。各国专利申请增减相消，因此全球专利申请量呈现平稳发展趋势。

快速发展阶段（2015 年-2017 年）：专利年申请量相比之前有明显增长，主要原因在于中国众多新申请人涌入该技术领域，使得中国的专利申请量呈爆发式增长，并与其他国家的申请量之间快速拉开差距。同步呈现增长的还有美国专利、欧洲专利和 PCT 申请（Patent Cooperation Treaty，专利合作条约）。其中，美国的专利申请量于 2017 年正式超过日本，并稳定保持在仅次于中国的第二位。日本专利仍延续上一阶段的平稳发展态势，韩国专利申请量较少。

稳定发展阶段（2018 年以来）：人形机器人相关技术年均申请量维持高位增长，2019 年达到峰值，2020 年开始趋于稳定。在此期间仍以中国专利为主、美国专利位居第二。中国、日本、欧洲、韩国专利申请分别在各自申请区间内维持平稳状态，美国、PCT 申请保持持续增长。另由于发明专利公开有 18 个月的滞后期，因此 2021 年、2022 年的实际申请量可能多于上图已公开的专利数。

经过上述阶段的发展，各专利局人形机器人专利累计受理量以中国最多，其次分别为日本、美国、欧洲，中国因累计受理案件量最多成为主要竞争市场。

4、主要申请人产品布局情况

当前比较具有影响力的人形机器人产品主要为来自波士顿动力的双足机器人的 Atlas、Agility Robotics 的双足机器人 Digit、优必选科技大型人形机器人 Walker、特斯拉 Optimus 高集成电驱执行器驱动机器人、小米 CyberOne 全尺寸人形仿生机器人。其中：

l 优必选科技、波士顿动力 对于产品主要特点的专利布局覆盖面较为全面，且数量较多，主要体现在下肢、手臂、关节、减速器、机器视觉、定位导航、动力系统、运动控制等方面；

l 小米对于产品主要特点的专利布局覆盖面较为全面，但主要聚焦于下肢，其他方面布局数量较少；

l Agility 主要关注下肢和其他结构，在产品的多个功能点上存在专利布局缺失的情况；

l 特斯拉 专利申请时间较晚，目前已公开专利均为外观设计专利，已申请的方法类、结构类专利可能尚未公开，因此后续可以留意其在能源系统、动力系统、关节、机器视觉等方面的专利布局。

近年来新兴的申请人正在快速获取本领域的话语权。优必选科技、达闼、波士顿动力、浙江大学、北京理工大学、之江实验室等申请人五年来积极探索本领域技术前沿，布局了一系列专利。在人形机器人全领域进行研发投入的企业，具备在多场景应用中落地人形机器人产品的潜力，全栈式技术布局将在人形机器人技术研发和商业化推广应用上起到重要作用。

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如果把全国约5000万家企业比喻成一个超级大学的学生，

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