智能机器人行业深度报告：NVIDIA加码机器人赛道引领具身智能浪潮

内容目录内容目录全球AI算力龙头，前局智能机器人领域 4新一轮AI技术革命催生算力需求，英伟达绩历史新高 4NVIDIA前瞻布局智器人领域，拥抱生式AI新方向 6正式成立GEAR实验室引领具身智能浪潮 8具身智能为AI新一波浪，英伟达已有深度局 8英伟达成立GEAR实验室，研究围绕四关领域 12GTC推出GR00T模型构筑机器人底层开生态 13国内相关公司梳理 18投资建议 25风险提示 25图表目录图表目录图1.NVIDIA公司发展程 4图2.历年AI训练计算浮点运算次数情况 5图3.全球数据中心GPU市场份额估测图 5图4.FY18-FY24英伟达业收入和营业利润况 5图5.FY17-FY23芯片三头营收和利润情况亿美元) 5图6.2018-2023年NVIDIA在智能机器人领域局情况 6图7.英伟达Isaac平台意图 6图8.ITF2023黄仁勋称具身智能是AI新浪潮 8图9.具身智能的原理示图 8图10.NVIDIA在具身智领域的研究成果 10图FigureAI获得英伟达等巨头合计约6.75亿元筹资(2024年2月) 图12.Figure01机器人的基本参数情况 图13.Figure01通过端到端训练学习制作咖啡 图14.OpenAI大模型加速Figure01机器人智能化 12图15.Figure仅耗时12个月打破机器人行走度录 12图16.英伟达成立GEAR实验室 12图17.英伟达BlackwellGPU的六项新技术 13图18.英伟达2024大会 14图19.多模态人形机器通用基础模型ProjectGR00T 14图20.英伟达GR00T模型训练的工作流程 15图21.机器人通过GR00T进行学习和编排的统置 15图22.英伟达GR00T模型训练的工作流程 15图23.英伟达Jetson模组的商业路线图 15图24.GR00T模型的核是全新的IsaacLab机器人平台工具 16图25.GTC2024大会演讲收尾阶段，黄仁勋将Robotics业务放在与BlackwellGPU等并列位置 16图26.黄仁勋与全球9英伟达支持的人形器合影 17图27.黄仁勋与基于英达Jetson的迪士尼机器互动 17图28.波士顿动力联手伟达，合作开发SPOT四足机器人研究工具包 17图29.天准科技核心业布局情况 18图30.天准科技GEAC系列域控制器 19图31.天准科技GEACX2域控制器 19图32.步科股份2023年经营情况 20图33.IsaacAMR平台助力移动机器人实现级动化 20图34.IsaacAMR平台的组成架构 20图35.嘉腾机器人是NVIDIA生成式AI生态合作伙伴 21图36.嘉腾机器人核心队拜访NVIDIA公司 21图37.奥比中光主营业布局情况 22图38.奥比中光搭建的器人与AI视觉产业中台 22图39.奥比中光3D相机+NVIDIAAGXOrin计算平台，提升机器人3D视技术 22图40.九号机器人移动台(RMP)为多领域企业供规模化产品 23图41.九号机器人与英达联合开发的NovaCaterAMR 24图42.九号机器人与英达在CES展会现场交流 24表1.NVIDIAIssacNovaOrin组成部分 7表2.NVIDIA在智能机人的芯片技术和工领的迭代方向 8表3.实现具身智能的四核心要素 9表4.天准科技GEACX2域控制器的产品优势 19AI算力龙头，前瞻布局智能机器人领域AI技术革命催生高算力需求，英伟达业绩创历史新高AI英伟达起步于游戏GPU2006GPUCUDAAI年，英伟达发布首款CPU处理器，并将公司产品路线升级为“GPU+CPU+DPU”的三芯战略。2023AIAIA100/H100AI2024年416日()874.152.19图1.NVIDIA公发历程 数据来源：NVIDIA官网，"NVIDIA英伟达中国"官方知乎号，36氪官网，上海市人工智能与社会发展研究会公众号，新智元公众号，腾讯科技公众号，澎湃新闻，AILLMAI//AICPU的传统计算架构无法充分满足人工智能高性能并AIAIGPU/FPGA/ASICAI(GPU)增速远超通用算力(CPU)AI芯图2.历年AI训计的点算次情况 图3.全球据心GPU市额估图 数据来源：NVIDIA官网， 数据来源：WellsFargo，2023年英伟达成为全球最大芯片公司，AI芯片市占率高达98%。根据Fargo2023年英伟达在数据中心AI98%二名的AMD市场份额仅为1.2%，第三名的英特尔不足1%。英伟达/英特尔/AMD2023/英特尔/AMD609/542/227图4.FY18-FY24英达业入和业润况 图5.FY17-FY23芯三头收和润况(美元)0

FY18 FY19 FY20 FY21 FY22 FY23

140%120%100%80%60%40%20%0%-20%

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FY17 FY18 FY19 FY20 FY21 FY22

350300250200150100500营业收入(亿美元) 营业利润(亿美元)营收增速 营业利润率数据来源：NVIDIA财报，《财经十一人》杂志，（:11202420231月至2024年1月）

英伟达-营业收入 英特尔-营业收入 AMD-营业收英伟达-营业利润 英特尔-营业利润 AMD-营业利数据来源：NVIDIA财报，《财经十一人》杂志，（备注：英伟达财年为每年1月至次年1月，为便于统计，英伟达选取财年数据口径）AI浪潮，2023202422024(1M23-1M24)609.2+126%，营业利润329.7亿美元，同比+681%54.1%297.6+581%23AIFY24475+217%184+409%+27%。1.2NVIDIA前瞻布局智能机器人领域，拥抱生成式AI新方向NVIDIA在机器人领域的核心目标是打造底层开发生态。NVIDIA在智能机器人领域的布局主要围绕着大模型、数据、开发平台三大核心领域展开，其终极目标是借助芯片等核心产品，为打造机器人底层开发生态，抢占产业链价值制高点并赋能其他主机厂、加速产业落地。图6.2018-2023年NVIDIA在能机人域布情况 数据来源：中国电子报公众号,2018++工具三件套的方式进入新兴市场，其对于机器人领域的布局也采用类似方法。2018年，英伟达推出全新硬件、软件、虚拟世界机器人模拟器的NVIDIAIsaacJetsonXavier软件工具包，正式布局智能机器人领域。图7.英伟达Isaac平示图 数据来源：英伟达官网，2019-2022年，英伟达从底层芯片、到计算平台、到训练与验证，开启智能机器2019lsaac(SDK)AI2021OmniverseOmniverse2022IsaacNovaOrin器参平旨助AMR(自主动器人)制缩短发间降成。表1.NVIDIAIssacNovaOrin成部分 组成部分 功能 子配置 具体内容JetsonAGXOrin计算机(两台)/头的高吞吐量接口(GMSL)IO端口GPU采用NVIDIAAmpere架构GPUCPU采用ArmCortex-A78AECPUAMR3D

超声波 用于碍检的绕超波器组合用于近距离视觉的广角鱼眼相机，搭配用于检测更远距离的高保真深度相AMR

使其在由高动态障碍物、其他AMR和人类组

摄像头

机，包含2个深度感知立体(RGB)摄像头，4个远程操作的广角(RGB)摄像头成的大型环境中运行，3D理解确保更高的正常运行时间和可用性。

激光达 用于保全短离2D激雷和用导和绘的3D光达组合包含2个导航2D激光雷达(可用于安全运行)，1个地图构建3D激光雷达(可选)包含接近传感(8个超声传感器)、用于精确测距的IMU、Wheel编码器、GPS，测距数据来源：NVIDIA英伟达企业解决方案公众号，

IMU用于精确定位和确定正确的标注2023年，“生成式AI+机器人”成为NVIDIA机器人全线产品技术演进和重塑的核心方向。20235JetsonAGXOrin“”s/AI“劣的环境意味着智能机器人在农业/建筑/能源航空抗体/卫星等极端环境领202310JetsonMetropolisIsaacAIJetson生成式AIAIIsaacROSIsaacSimAI整体来看，英伟达在机器人领域的芯片技术和工具领域有几个重要的迭代方向，分别是增强性能、模块化布局、降低使用门槛。表2.NVIDIA在能器芯片术工领的代方向 强性能 通过提强性能 通过提性能让嵌式端机人本体够合高校用AI技；提升片算以便装得下法和型，升机人智能花平模块化

JetsonAGXOrin达已经推出了JetsonNano、JetsonOrinJetsonNano()、(472GFLOPS性能(5~10W)AIAI降门槛 机器人开发工具和平台。边缘环境复杂多变，生产线需求迭代较快，需反复对机器人和AIAI实验室为Jetson开发者提供优化的工具和教程，可降低使用AI工具的门槛。数据来源：中国电子报公众号，GEAR实验室，引领具身智能浪潮AI新一波浪潮，英伟达已有深度布局(EmbodiedAI)理解问题、做出决策并实现行动，从而产生智能行为和适应性。在ITF2023大会上，英伟达创始人黄仁勋表示，人工智能的下一个浪潮是具身智能(EmbodiedAI)图8.ITF2023黄勋身智是AI新潮 具身能原示图 数据来源：英伟达官网， 数据来源：具身智能机器人公众号，具身智能有感知、理解和交互三个主要特征。(1)感知：指具身智能设备可以通过各种传感器感知周围环境中的物体/声音/光线等信息，并将其转化为数字信号进行处理；(2)理解：是指具身智能设备可以通过各种算法对感知到的信息进行分析和解释，并生成相应的语义表示或知识图谱；(3)交互：是指具身智能设备可以通过语音/图像/动作等方式与人类或其他设备进行沟通和协作，并根据反馈进行自适应和学习。表3.实现具身智能的四大核心要素具身智能借助具有泛化能力的LLM/VLM/VLA等模型，赋能人形机器人大脑。具身智能的目标是让具有感知和行动能力的智能体（如人形机器人），在与环境的交互中持续演进，逐渐产生认知能力，能够理解、推理、学习、规划和决策，甚至具备常识和情感，从而实现更复杂的功能。具身智能的“头脑”通常由深度神经网络模型驱动，结合表3.实现具身智能的四大核心要素要素 释义 作用实实际的执行者，是在物理或者虚拟世界进行感知和 具备环境感知能力、运动能力和操作执行能力，是连接数字世任务执行的机构；通常是具有物理实体的机器人，可以有种形态 界和物世界载体本体智能体(Embodied

和VLM

负责感知/理解/决策/控制等的核心工作。可以感知复杂环境，理解环境所包含的语义信息，能够和环境进行交互；可以理解具体任务，并且根据环境的变化和目标状态做出决策，进而控制本体完成任务是是具身智能本体泛化的关键，为适应复杂环境和任 具身智能的场景通常需要围绕着复杂任务链的规划决策控制数务的泛性，规模模型于量数据为渴求 据，针对行业场景的高质量数据，将是未来具身智能成功应用落地的关键支撑数据学习和进化架构

智能体通过和物理世界（虚拟的或真实的）的交互，加速智能体的演进

适应新环境、学习新知识并强化出新的解决问题方法（比如英伟达的元宇宙开发平台Omniverse，就是构建了物理仿真的虚拟世界），将仿真和真实世界进行耦合是架构设计的关键数据来源：澎湃新闻，NVIDIA在具身智能领域不断进行深度布局，以下是现阶段最显著的四项成果：在智能体接口上：202210月，英伟达发布基于Transformer）智能体VIMAVIMAPrompt（）prompting在智能体架构上：202222——MinDojo。MineDojoMinecraft游个要素：一是支持多种任务和目标的环境，二是大规模的多模态知识数据库，三是灵活且可扩展的智能体架构。2023525这是第一个由LLM现。其可以最大限度地探索自动化项目，并拥有可以不断存储和检索复杂20231020EurekaEureka的全称是Evolution-drivenUniversalRewardKitforAgent，本质是一种由大模型驱动的算法生成工具。借助写代码的能力，EurekaEureka80%50%图10.NVIDIA在身能的研究成果 数据来源：量子位公众号，对外投资方面，NVIDIAFigureAI。Figure公司成立于2022IHMC家。2024年2月29北美时间)，Figure公司通过X平台宣布已从英伟达/OpenAI/微软6.7526OpenAIAI还将使用微软的Azure云服务搭建人工智能基础设施和存储数据等。图11.FigureAI得伟等头合约6.75亿元资(2024年2月) 数据来源：财联社，FigureAIAI+202310FigureFigure01Figure0120241Figure01需10小时的端到端训练，通过观看人类的示范视频就能学会并完全自主搞定煮咖啡任务，还具备自主纠错和动作优化等功能。图12.Figure01器的本数情况 图13.Figure01过到训学习作啡 数据来源：Figure官网， 数据来源：机器人大讲堂公众号，20243FigureXFigure01/推理能力/命令执行等方面均有明显进展。(1)视觉识别：在陈述周边环境时，Figure01/盘子/(2)推理能力Figure01出，并做出合理解释，可自主思考后并整齐放置餐具；(3)命令执行：在收拾物品过程中，Figure01灵巧手可快速抓取并苹果/餐碟杯等不同形状的物品，动作轻巧灵敏。另外，视频为1.0x倍速拍摄，体现机器人在反应速度/语态/动作等方面已做到高度类人化。此视频为Figure公布与OpenAI合作之后仅10天(视频拍摄日期为3月9日)的阶段性进展，体现现阶段AI已对机器人提供了较高程度的赋能。图14.OpenAI模加速Figure01机人能化 图15.Figure时12月机器行速纪录 数据来源：澎湃新闻， 数据来源：机器人大讲堂公众号，GEAR实验室，研究围绕四大关键领域2024年2月，英伟达成立通用具身智能体研究GEAR(GeneralistEmbodiedAgentResearch)团队。GEAR团队将由AI高级研究科学家，AI代理计划的负责人JimFan和YukeZhu教授领导，目标是在虚拟和现实世界中建立具身智能体基础模型，致力于实现跨多模态、多场景的智能应用。GEAR有足够的资金一次性解决机器人基础模型、游戏基础模型和生成式模拟。英伟达GEAR实验室的成立，旨在推动大模型等人工智能技术进一步由虚拟世界向现实世界发展，通过机器人等载体实现人工智能与物理世界的交互，加速感知智能时代的到来。图16.英伟立GEAR验室 数据来源：英伟达官网，GEAR团队的成立表明英伟达先进AI和自主系统领域积极抢占技术和应用的制高点，未来GEAR的研究工作将主要围绕四个关键领域开展：多模态基础模型：LLMs（型），用于规划与推理，视觉-语言模型以及世界模型，旨在打通不同模态通用型机器人研究：研发能够适应复杂环境、实现稳健移动与灵巧操作虚拟世界中的基础智能体：创建能够在多种游戏与模拟环境中自主探索模拟与合成数据技术：构建大规模学习所需的仿真基础设施及合成数据图17.英伟达BlackwellGPU六项技术 数据来源：澎湃新闻，GTC推出GR00T模型，构筑机器人底层开发生态GTC2024AI+2024318日-21NVIDIA在GTC20245年来的首届线下GTC。(1)参会嘉宾来看，谷歌DeepMindOpenAIxAI图18.英伟达GTC2024大会业的领导人悉数出席。(2)从展示产品来看，众多全球机器人领先公司将展示最新机器人产品，谷歌DeepMind、波士顿动力、图18.英伟达GTC2024大会数据来源：英伟达官网，图19.多模态人形机器人通用基础模型ProjectGR00TGR00T通用模型。2024319)，英CEOGTC2024ProjectGR00TGR00TGeneralistRobot00GR00TAIFigureAI/1XTechnologies/AgilityRobotics/Apptronik/SanctuaryAI/波士顿动力等，国内图19.多模态人形机器人通用基础模型ProjectGR00T数据来源：NVIDIA官网，图20.英达GR00T型练工作程 图21.机器过GR00T行习和排系设置 数据来源：NVIDIA官网， 数据来源：NVIDIA官网，英伟达正在构建IAI/Omniverse/ISAAC三大平台，全方面赋能机器人智能化。IAI/Omniverse/ISAACIAIDGX系Omnivese和OVX;ISAAC搭载AGXGTCGR00TJetsonThor，IsaacLabJetsonThor计算机：在GTC2024CEOJetsonThor。JetsonThor生成人工智能模型等人形外形而设计的新型计算机。该平台的设计基于NVIDIAThor(SoC)ThorJetsonThor芯片带有TransformerEngine的新一代GPUNVIDIABlackwell8008AIGR00T图22.英达GR00T型练工作程 图23.英达Jetson模的路线图 数据来源：GPUS开发者公众号， 数据来源：GPUS开发者公众号，IssacLab平台:在GTC2024Isaac图24.GR00T模型的核心是全新的IsaacLab机器人平台工具IsaacLabOSMOIsaacLabGPUIsaacSimOSMOIsaac的更新，英伟达还发布IsaacManipulatorIsaacPreceptor图24.GR00T模型的核心是全新的IsaacLab机器人平台工具数据来源：NVIDIA官网，图25.GTC2024大会演讲收尾阶段，黄仁勋将Robotics业务放在与BlackwellGPU等并列位置英伟达将机器人与AI放在同一战略高度。9尼BDXBDXJetsons系统提供动力，通过IssacSim蹲下起身语音交互等。在黄仁勋的总结材料中，机器人事业部被放在了与Blackwell图25.GTC2024大会演讲收尾阶段，黄仁勋将Robotics业务放在与BlackwellGPU等并列位置数据来源：NVIDIA官网，图26.黄仁与球9英支持的人机人影 图27.黄仁与于达Jetson迪尼器互动数据来源：NVIDIA官网， 数据来源：NVIDIA官网，在GTC2024的机器人专题论坛中，波士顿动力的首席技术官AaronSaunders将主题聚焦“如何有效地将AI技术与现实世界中的机器人相结合”，展开深入探讨。在机器人技术领域，波士顿动力公司的SPOT机器人在设计上针对高级别用户允许全程控制，即用户只需告诉Spot目的地，它便能独立计算出如何到达。SPOTRLResearcherKit产品。SPOTSpotSPOTGTC2024大SPOTRLResearcherKitAPIJetsonAGXOrinLab2024图28.波士顿动力联手英伟达，合作开发SPOT四足机器人研究工具包数据来源：机器人大讲堂公众号，国内相关公司梳理天准科技2023202285.42022年18.6%公司核心技术涵盖五大领域。经过10天准技心务局况 数据来源：天准科技2023中报，NVIDIAJetsonGEAC系列产品。JetsonXavier/Orin开发了包括GEAC91VP、GEAC91S、GEACX1GEACX2等GEACCPLD准GEACX2是一款专为移动机器人、Robotaxi、Robobus等自动驾驶车辆设计的域控制器。图30.天准技GEAC系域制器 图31.天准技GEACX2域器 数据来源：天准科技公众号， 数据来源：天准科技公众号，根据2024年3月18日资者动台息天科技用伟达Jetson台开发的GEAC系产，广泛边运场提算力台满边端AI应用的算需，高力可达275TOPS。准技在2022年报披，采用英达Jetson平开的GEAC系产，2022年实营收约5700元。表4.天准技GEACX2域器的品势 内部集内部集两个NVIDIA 支持多传感器融合感知、规划、预测、决策等功能，提高自动驾驶车辆JetsonOrin计单元 的环境知能和决能力满自动驾车辆计算力的要。搭载英飞凌汽车级多核MCUTC397

执行车辆规控和系统状态管理等关键任务，确保自动驾驶车辆的安全和GMSL内置时内置时同步统 向控制的不处理和连到制器的个传器提供UTC时信息(GPS模块+CPLD芯片) 和与UTC间对的触信号保证整传感计算控制统时间同步，提高自动驾驶车辆的精度和稳定性。高度集化的计 提高了系统的可靠性和稳定性，大幅度减少自动驾驶车辆的硬件成本复杂度使自驾驶辆的能效率更智能高效。数据来源：天准科技公众号，步科股份步科股份主要从事工业自动化及机器人核心部件与数字化工厂软硬件的研发、生产、销售以及相关技术服务。目前，公司已拥有人机界面、可编程逻辑控制器、伺服系统、步进系统、低压变频器等完整的工业自动化核心部件产品线，可为客户提供设备自动化控制、机器人动力产品及解决方案。2023年，公司机器人领域实现营业收入1.89亿元，同比增长30.60%。图32.步科份2023经情况 数据来源：步科股份2023年报，英伟达深耕自主移动机器人(AMR)领域。2022年月，英伟达推出IsaacNovaOrin加速自主移动机器人(AMR)开发，它基于功能强大的全新NVIDIAJetsonAGXOrinAI2023年IsaacAMRAMR车队的平台，包含了边缘到云的软件服务、计AMR本和缩短产品上市时间。根据ABIResearch预测，移动机器人的出货量将从202325.12028160126飙升至645亿美元。图33.IsaacAMR平助移机器实高自化 图34.IsaacAMR平的成构 数据来源：NVIDIA官网， 数据来源：NVIDIA官网，步科贯彻以机器人为核心的“1+N”战略，国内移动机器人产品市占率领先。根据步科股份官网，公司最早从事自主研发人机界面研发，成功实现人机界面领域第一个自主开发，从医疗切入到工业移动机器人等新兴领域，公司持续推动产品升级迭代，向更多应用场景迈进。目前国产移动机器人在全球市场中占有重要的份额，公司在国内移动机器人核心动力部件的市场占有率超过40%，并占据国内低压伺服领域市场份额第一。东方精工东方精工是全球瓦楞纸包装智能装备龙头、国内数码印刷设备领军者，国内水上动力设备头部企业。公司以“智能装备制造”为战略核心，聚焦高端智能装备制造，主营布局智能包装装备和水上动力设备两大领域。其中“智能包装装备”板块包括智能瓦楞纸包装装备、数码印刷设备以及工业互联网行业解决方案等三个子业务板块。东方精工参股公司嘉腾机器人，是全球领先的AGV机器人与智能物流系统提供商、中国工业机器人十大品牌商之一。基于多年的长期合作与智能应用领域的深度共识，英伟达对嘉腾机器人领先推出的生成式AI高度认可，并在智能创新项目云集的美国CES展会对该应用进行了多场景多模态展示，特别是嘉腾生成式AI在激光叉车上成功应用的案例，为具备思考力的移动机器人在工业界推广普及描绘出生动而壮阔的远景，成为英伟达在CES上面向全球的人工智能企业重磅推出的典型案例。图35.嘉腾器是NVIDIA成式AI生合伙伴 图36.嘉腾器核团访NVIDIA公司 数据来源：嘉腾机器人公众号， 数据来源：嘉腾机器人公众号，奥比中光奥比中光是行业领先的3D视觉感知整体技术方案提供商。3D3D3D//3D打印/AIoT/工业三维测量等市场上实现了多项具有代表性的商业应用，已成为全球3D视觉传感器重要供应商之一。图37.奥比光营务局况 图38.奥比光建机与AI视产中台数据来源：奥比中光2023年报， 数据来源：奥比中光2023年报，3D视觉技术发展。2015+制造”的一站式产品和服务，围绕服务机器人、工业机器人、ROS教育机器人等各类型3DAI视觉感知和多模态交互大模型、机器人OS与云端数字孪生软件平台、量产测试与数字工厂等课题研发和技术攻关，进一步深化3D图39.奥比光3D机+NVIDIAAGXOrin计平，升机人3D觉术 数据来源：奥比中光官方微信公众号，奥比中光官方微信视频号，NVIDIAGTC2024大会。GTC20243DBolt