想造一只“人形机器人”，我需要准备什么？
“十秒钟内房间打扫完毕，三分钟楼下开车等你……”，在18年前的歌词中，编号89757的人形机器人会模仿人类的温度，陪伴主人的生活。而在18年后，已有多个人形机器人大模型的出现，特别是近期特斯拉展出了最新的人形机器人模型——擎天柱，让小编不禁想了解，造一只人形机器人需要做哪些准备？
首先，从功能出发，在当前阶段，人形机器人的三大功能是环境感知、运动控制、人机交互。其中，
☛ 环境感知：依赖视、触、听觉等硬件传感器，在软件上需要算法整合数据。
☛ 运动控制：指控制器在接受传感器信息后，做出规划，并向关节发出指令，使机器人执行动作、保持平衡，有赖于减速器、伺服电机、控制芯片等硬件及有效的控制算法。
☛ 人机交互：主要有赖于机器视觉、语义识别等人工智能算法。
从产业链的角度看，控制器、伺服系统、减速器和传感器也是人形机器人核心零部件。
人形机器人产业链
从价值量而言，控制器、伺服系统、减速器约占据工业机器人价值量的70%，同时人形机器人与服务机器人类似，具有更多传感器，故传感器的价值量也随之上升。
工业机器人成本组成结构
下面让我们从头到脚看一下这些核心零部件。
大脑
控制器：直接决定运动控制系统的性能水平
✔控制器接收来自内外部的传感信息，分析决策，并向关节伺服系统发出行为指令。
✔ 产业链：上游是PCB面板、IC芯片、晶体管等零部件生产，中游是控制器本体制造，下游是机器人、半导体厂商。
✔ 控制算法为技术核心，知名机器人厂商一般自研控制器，国产化率低。除高性能芯片外，控制器所需硬件各厂商相差无几，主要差距在于软件：一方面是控制算法的性能与稳定性，另一方面是工业机器人大都搭配公司自己开发的软件环境和编程语言。
心脏
伺服电机：为机器人提供精准的控制效果
首先，什么是电机？
电机一般指的是电动机，其作用是将电能转化为机械能，产生驱动力矩，作为用电器和机械设备的动力源。
电机按用途可分为控制电机和驱动电机
✔步进电机：可以实现无位置传感器的位置控制，并保证平稳运行，因此在人形机器人眼部安装步进电机具备较好适配性。
✔ 伺服系统：伺服系统相当于工业生产系统的中枢神经+肌肉骨骼+感受系统，由伺服电机、伺服驱动器与编码器组成。
▷ 伺服电机是伺服系统的执行元件，其作用是把接受的电信号转换为电动机转轴的角位移或角速度；
▷ 伺服驱动器是伺服电机的一种控制器，一般通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，以实现高精度的传动系统定位；
▷编码器将信号或数据进行编制，转换为可用于通讯、传输和存储的信号形式，一般将编码器视为伺服电机的组成部分，多数伺服电机生产厂商外购或自研编码器，将伺服电机与编码器配套出售。
关节
减速器：谐波减速器为人形机器人最优方案
✔ 减速器连接伺服电机与执行件，功能为减速增距。
✔ 包括齿轮减速器、行星减速器、精密减速器几类，其中机器人对精密减速器也即谐波与RV需求较大。
✔ 谐波减速器体积小、负载低、高精密度，当前多应用于小负载工业机器人小臂/腕部/手部以及协作机器人、SCARA机器人的大部分动力关节。
✔ RV减速器体积大、负载高、高刚度，多应用于工业机器人中机座/大臂/肩部等重负载的位置。
✔ 市场格局上日本龙头公司绝对领先，但国产龙头逐渐得到市场认可，国产替代正在进行。
2022年国内谐波减速器竞争格局
✔ 东吴证券认为，人形机器人产业化进程中，国产品牌具备显著竞争力：1）价格低，契合人形机器人降本需求；2）硬件条件已达人形机器人要求：人形机器人对减速器的精度及负载要求均低于工业机器人，国产厂商可以满足人形机器人要求。
眼睛和四肢
传感器：实现人机交互的核心基础
想要机器人更智能，除了智能的内部“器官”，灵敏的传感器也很关键，且主要是视觉传感器和力学传感器。
✔ 视觉传感器：视觉传感是实现环境感知、运动控制甚至人机交互三大核心功能的基础，机器视觉能力对于感知层面至关重要。
▷人形机器人视觉传感所需的功能与汽车自动驾驶类似：感知环境，而后决策行动。
▷目前人形机器人搭载的视觉传感器主要以摄像头为主，雷达方案机器人类人感较弱，未来机器视觉、AI解决方案公司有望进入市场。
✔ 力传感器：是将力的量值转换为相关电信号的器件。当前维度最高的传感器为六维力传感器，能够给出最全面的力觉信息，但同时技术壁垒高、使用难度大，同时国内外产品仍存在差距。
除此之外，人形机器人的手部还需要空心杯电机+螺纹丝杠+齿轮箱、关节旋转需要力矩电机+减速器、外层柔软皮肤需要碳纤维、航天铝等材料、保持“体温“需要散热器件等等。
虽然短时间内还不能实现“一户一机器人”的美好愿景，但在技术不断进步同时AI不断优化的加持下，“会阅读、会下厨、会跳舞“的编号89757号机器人也能早日出现。