人形机器人行业正从原型开发和演示阶段，逐步迈向有序的试点部署与早期商业化应用。
IDTechEx最新发布的《2026-2036年人形机器人材料报告：技术、参与者与预测》预计，2026至2027年将是关键转型期，更多企业将从试点测试阶段迈向量产就绪与早期规模化落地。
执行器：人形机器人运动的核心驱动
执行器是人形机器人硬件的核心部件，负责机器人的物理运动，使其能够行走、搬运物体、操作工具并与外部环境进行交互。
随着未来十年人形机器人销量年复合增长率预计达到47%，材料制造商和零部件供应商正迎来进入这一快速增长市场供应链的重要机遇。
执行器可分为线性和旋转两种类型，并可采用气动、电动或液压方式驱动运动，其中电动执行器在当前人形机器人中最为普遍。
根据IDTechEx对50余款人形机器人及原型机的分析，一台人形机器人通常配备31个执行器（不含末端执行器，如夹爪或灵巧手），为机器人关节提供相应的自由度。
不同关节对执行器的需求也有所差异。例如，手腕和脚踝通常使用较小的执行器，而髋关节和膝关节等承重关节则需要更大、更耐用的重型执行器。
IDTechEx的分析估计，执行器本身约占人形机器人整体重量的56%。这些系统的关键结构部件依赖金属合金（如钢、铝等）等刚性、高强度材料。
此外，钕铁硼（NdFeB）等稀土永磁体（REPM）对人形机器人执行器电机至关重要，能够提供高扭矩密度、高功率密度以及更平滑的扭矩曲线。
IDTechEx的报告对执行器的材料需求进行了深入分析，梳理了相关挑战，并提供了包括金属及稀土永磁体在内的关键材料十年需求预测。
刚性执行器的优势与局限
刚性执行器特别适用于对精度要求较高的重负载运动，常见于人形机器人关节。
然而，刚性执行器也存在一定局限，包括对非结构化环境的适应性差、受冲击时缺乏缓冲能力、机械磨损以及疲劳失效等问题。
此外，这类系统大量使用钢材（为主）和铝合金等重质材料，增加了人形机器人的整体重量和体积，最终影响其运动灵活性和电池使用效率。
软体执行器的潜力与挑战
与刚性执行器相比，基于"软性"材料的软体执行器使机器人具备仿生功能，行为更接近人工肌肉。
软体执行器常用材料包括电活性聚合物、形状记忆合金、压电材料等。这些材料能够响应外部刺激（如电流、电压、温度、压力、磁场等）产生运动。然而，这些技术目前仍处于研发阶段，尚有多项挑战有待攻克。
尽管目前绝大多数人形机器人设计仍采用刚性执行器，IDTechEx认为这一趋势在相当长的时间内仍将持续，但软体执行器未来也具有一定的应用潜力，例如在混合设计方案中，将软体执行器部署于对仿人运动要求更高的部位，同时保留刚性执行器用于高负载区域。
行业现状与未来展望
总体而言，当前人形机器人行业的重点在于统一零部件标准、优化设计以提升制造适配性，以及构建完整的供应链体系。
这一趋势也推动了人形机器人整机厂商与传统汽车行业执行器供应商之间合作关系的形成，双方得以借助现有专业积累和供应链资源共同发展。与此同时，在不影响结构完整性的前提下实现轻量化，也是人形机器人执行器领域面临的核心挑战之一。
从长远来看，材料创新将是推动下一代人形机器人硬件发展的关键基石，有望解决当前主流技术所面临的诸多难题。
在人形机器人市场的这一关键转折点，IDTechEx的报告为材料与零部件供应商提供了重要的市场洞察与趋势分析，揭示了关键新兴机遇。
该报告对人形机器人主要部件（包括执行器、结构件、热管理系统和触觉传感器）的材料需求与技术路线图、挑战与瓶颈、供应链及行业参与者情况进行了深入分析，并按材料类型（包括钢、铝、镁等金属合金，稀土永磁体，PEEK、PC-ABS等工程塑料等）提供了十年需求预测。
Q&A
Q1：人形机器人通常配备多少个执行器？
A：根据IDTechEx对50余款人形机器人及原型机的分析，一台人形机器人通常配备31个执行器（不含夹爪或灵巧手等末端执行器），这些执行器为机器人各关节提供相应的运动自由度。不同关节对执行器的需求也有差异，手腕、脚踝等部位使用较小执行器，而髋关节、膝关节等承重关节则需要更大的重型执行器。
Q2：软体执行器和刚性执行器有什么区别？
A：刚性执行器主要采用钢、铝等金属合金材料，适合高精度重负载运动，但存在适应性差、易受冲击损伤、机械磨损等问题，且重量较大。软体执行器则采用电活性聚合物、形状记忆合金、压电材料等软性材料，能够模拟人工肌肉的仿生运动。不过软体执行器目前仍处于研发阶段，技术成熟度有限，未来可能以混合设计方式与刚性执行器协同应用。
Q3：稀土永磁体在人形机器人执行器中起什么作用？
A：钕铁硼（NdFeB）等稀土永磁体是人形机器人执行器电机的关键材料，能够提供高扭矩密度和高功率密度，并使电机输出更平滑的扭矩曲线，从而提升机器人运动的精确性和效率。这类材料对于实现执行器的高性能表现至关重要。
