机器人制造强国排名：中国第一、日本第二，美国呢？

注释：本文主要引述自美国媒体报道

现在，大约4.6万美元就能制造的人形机器人，如果从物料清单（BOM，即产品所用零部件及成本的清单）中剔除中国供应商，成本将升至约13.1万美元。一份名为OpenMind的报告于美国时间8月26日发布，该报告对全球在制造和运行先进机器人方面排名前25的国家和地区进行了排序。

“美国拥有一个成本是其他国家三倍的机器人，意义不大。”OpenMind的创始人兼CEO扬·利普哈特在播客“Humanoid Daily”中这样说道，“到那时，美国将处于不利地位。”

利普哈特是斯坦福大学生物工程学教授，也是OpenMind的创立者。他将OpenMind描述为一个不限定硬件的开放机器人软件平台（可以把它看作是机器人版的Android）。OpenMind团队新编制的“物理AI就绪指数”对58个国家和22个都市圈集群进行了评分，评估它们能否大规模制造、供电、采购零部件并运行承担“物理AI”（搭载于在现实空间中拥有身体并移动的机器人等设备上、对现实世界产生作用的AI）的机器人。

先进机器人技术领先的国家和地区

报告显示，决定“物理AI就绪度”的主要因素包括：机器人技术与执行器（驱动机械的装置）、人才与软件、能源与电网容量、计算能力与半导体、材料与供应链，以及国内对机器人和高级自动化的需求规模。

排名前25位的国家和地区及得分如下：

（1）中国：82.9

（2）日本：69.6

（3）美国：69.0

（4）韩国：66.9

（5）德国：66.1

（6）中国台湾：55.4

（7）法国：51.8

（8）瑞士：51.3

（9）瑞典：50.6

（10）意大利：50.5

（11）荷兰：49.6

（12）新加坡：48.2

（13）加拿大：45.3

（14）奥地利：44.4

（15）英国：44.4

（16）西班牙：43.1

（17）丹麦：42.2

（18）芬兰：40.5

（19）以色列：40.5

（20）挪威：38.6

（21）比利时：37.8

（22）印度：37.2

（23）波兰：37.0

（24）澳大利亚：35.4

（25）捷克：34.1

在“物理AI就绪度”上，中国和日本都超过了美国。这意味着它们在制造和交付新型先进机器人方面的强大能力，排名第一的中国领先第二名13.3分。

深入到细项，美国面临的问题更加清晰。在计算能力上得91.6分，在人才上得78.7分，美国在这两项上都以明显优势位居第一。然而，材料与供应链的得分仅为48.5。也就是说，作为制造业基础的原材料和制造零部件较为薄弱。

美国在材料与供应链上的排名仅为第五，得分还不到中国（95分）的一半。

“说到物理AI，很多人认为这完全是AI的问题。”利普哈特说。“有一种观点认为，只要拥有最好的模型，就能在物理AI中获胜。但就我们所见，这种看法并不正确。”

出于重振美国国内制造业的目的，美国联邦通信委员会（FCC）最近将外国制造的先进机器人设备加入了“Covered List”（列有存在安全隐患的设备与服务的管制清单）。被列入的包括在人行道上行驶的配送机器人、用于巡检的四足机器人以及人形机器人。实际上，所有重量超过2公斤、配备传感器和自主功能以及实用网络连接的地面行驶机械都适用该规定。根据这一新规，外国制造的机体将无法获得面向美国市场的认证。虽然有些机器人专家对此表示欢迎，但至少短期内对成本的影响很大。

如果在美国国内制造的机器人价格上增加数万美元，将无法促进美国国内产业的发展。因此，调查公司IDC认为，如果这项规定持续下去，机器人的普及速度将大幅下降。

阻碍增长的挑战

“整个美国机器人产业不得不思考如何在美国国内制造先进机器人。”利普哈特说。

这并不容易，今后也不会容易。原因有很多：制造能力、原材料的可获得性，以及生态系统的密度。简而言之，美国在该指数上得分低的原因，恰恰就是障碍所在。

不过，也并非不可能。

美国拥有最好的AI，并且持续在对其进行再投资。Figure公司投入10亿美元用于人工收集机器人学习数据，就是其中一个例子。但随着开放权重AI的发展，AI模型的优势正在不断丧失。从大型企业的专有模型发布后仅数月，开源模型似乎就能迎头赶上。“各国，尤其是中国，也在以开放权重的方式发布面向物理AI的先进模型。”利普哈特补充道。“这当然会让竞争条件再次回到同一起跑线。”

比开发新AI模型更困难的是，实际准备好机器人所需的金属、稀土以及高精度机械零部件。

相当于机器人肌肉的执行器，占人形机器人物料清单的40%至60%。半导体约占10%，其中大部分是使用直径200毫米晶圆的28至90纳米世代的成熟产品，几乎没有人会为短缺而困扰。真正短缺的是谐波减速器（Harmonic Drive）和摆线针轮减速器、行星滚柱丝杠、无框力矩电机、精密轴承，以及稀土磁铁。尤其是磁铁问题最为突出。因为中国制造了全球94%的烧结钕铁硼永磁体，并掌握了91%的稀土冶炼产能（美国也有替代供应来源，但并非所有都已达到大规模量产水平）。

OpenMind指出，整个供应链中最严峻的瓶颈是磁铁。它比半导体更细，比电池细得多。而电池经调查发现，本身并不构成制约。

盟国也没有例外

根本性的困难在于，FCC的决定不区分国家而适用。

其目标首先确实是中国。因为目前出货的人形机器人中有97%是中国制造的。然而，盟国也没有例外。FCC在界定“外国制造”时，采用了《购买美国产品法》中的“国内最终产品”标准。到2028年之前，零部件的65%成本必须来自美国国内采购，从2029年起则需达到75%。也就是说，在该指数中排名第二的日本，也无法解决美国机器人制造商的问题。

报告显示，日本的Harmonic Drive Systems在谐波减速器领域估计占据全球71%至85%的份额。纳博特斯克（Nabtesco）在大型工业机器人关节领域约占60%。也就是说，地球上人形机器人关节的相当大一部分，依赖于日本的一两家企业。但日本制造的零部件和中国制造的一样，不能计入65%的美国国内采购比例。

尽管如此，也有一些美国国内制造商正在快速推进垂直整合。制造人形机器人“Neo”的1X公司就是其中之一。1X几乎全部自产，包括执行器在内。因此，FCC的决定对其冲击较小。

Figure和Apptronik等制造商也在尽可能推进垂直整合。

地域生态系统密度的挑战

美国机器人制造商还面临另一个问题——对于那些至少筹集了数十亿美元但无法实现全部垂直整合的企业来说尤为如此。那就是生态系统密度严重不足的问题。

“中国做得非常好的一件事，就是将所有可能需要的东西集中在一个地方。”利普哈特说。“在半径约10公里的范围内，从碳纤维到CNC加工（计算机控制的切削加工）、轴承、传感器、印刷电路板，所有可能需要的东西都一应俱全。”

集聚带来的回报，自然是开发运转的速度。“当你在制造某样东西时，过条街就能和做齿轮的人交谈，往反方向走又有另一个人。与所有东西分散在广阔国土上的情况相比，运转速度完全不可同日而语。”

在机器人制造的主要都市圈集群前十名中，有八个位于东亚。首位是深圳-东莞-广州，生态系统得分接近90。美国排名最高的是湾区，但在全球仅排第九，材料得分为32分。

报告中的区域集群前20名如下：

（1）深圳-东莞-广州：87

（2）上海-苏州-杭州：86

（3）东京-神奈川：80

（4）首尔-京畿-蔚山：78

（5）北京（海淀+亦庄）：74

（6）合肥-芜湖：72

（7）名古屋-丰田：71

（8）新竹-台中-台北：70

（9）湾区：70

（10）斯图加特-卡尔斯鲁厄：70

（11）慕尼黑-奥格斯堡：68

（12）波士顿-剑桥：67

（13）苏黎世-巴塞尔：65

（14）埃因霍温-脑港：63

（15）新加坡：61

（16）韦斯特罗斯-哥德堡：60

（17）奥斯汀：59

（18）米兰-博洛尼亚-摩德纳：57

（19）匹兹堡：57

（20）欧登塞：56

美国的问题不在于完全没有机器人企业、供应商和材料制造商。问题在于它们极度分散。“美国确实有很多可以作为所需零部件的存在。只是它们往往分布在天南海北。”利普哈特说。“而且手头有的通常规模非常小，选择也不多。”

不过也有一些亮点。前述的湾区就是其中之一。底特律-安娜堡在集群就绪度上排名全球第21位，奥斯汀排第16位，波士顿排第12位。

这些作为提高生态系统密度的立足点，都具有足够意义。不过，这可能需要政府的支持和某些情况下的优惠政策。

“例如，可以设想一些州让医院中的示范项目，或道路、桥梁建设现场的物理AI实地测试更容易开展。”利普哈特说。也就是说，政府既可以从需求侧介入，也可以从监管侧介入。通过积极将机器人送入实际工作岗位，美国可以产生用金钱买不到的工程反馈和学习数据。

这种做法与中国的做法并无太大差异。在中国，许多人形机器人是由从中央到地方各级政府机构设立的训练设施采购的。设施购买机器人，机器人制造商再买回在设施中获得的数据来改进自家机器人。这确实是循环，但也是启动一个产业的点火装置。

归根结底，隧道尽头还是能看到光的。美国国内制造商也有希望。

“这个差距完全可以弥合。”利普哈特说。“所以不必害怕。这更像是帮助我们决定应该把力量投向何处的信息。”

OpenMind将公开该指数的全部数据集和代码。“欢迎大家改变前提条件，尝试各种情景。”利普哈特说。“我们的目标只是让人们更容易把握当前正在发生的事情。仅此而已。”