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　　镁合金是一种以金属镁为基础，加入其他元素如铝、锌、锰、锆、稀土等组成的合金材料。镁合金具有密度低、比强度高、阻尼减震性能好、易于回收再利用等特点，大范围的应用于航空航天、汽车制造、电子通讯等领域。镁合金可按照多种类型分类。

　　轻量化材料政策持续出台，产业应用和发展迎发展机遇。“十四五”期间，国家重点研发计划项目中包含“新型结构功能一体化镁合金变形加工材制造关键技术”、“高性能镁合金大型铸/锻成形与应用关键技术”、“高强轻质金属结构材料精密注射成形技术”、“高性能金属增强镁基复合材料及制备加工技术”等攻关项目，国家对镁合金产业格外的重视，行业有望迎来重大发展机遇。

　　随着全球轻量化趋势的加强，镁合金作为理想的轻量化材料，其市场需求将持续增长。未来，机器人、航空航天、汽车、3C 等领域对镁合金的需求将逐步扩大。 从技术进步的角度来看，镁合金行业将继续加大研发技术力度，推动技术创新。未来，高性能镁合金、新型成型工艺、高效表面处理技术等将成为研发热点。这将逐步提升镁合金的性能和稳定能力，拓展其应用领域。 绿色环保也将成为镁合金行业发展的重点。随着环保意识的提高，镁合金行业将更看重绿色环保生产，减少生产的全部过程中的污染排放，提高资源利用效率。这既符合可持续发展的理念，也是行业未来发展的重要方向。

　　提升续航能力，优化能效表现。轻量化设计能明显提升人形机器人续航能力的核心原理在于，通过降低机器人自身质量，可直接减少其在运动中为克服重力势能所做的功；同时，质量减轻也代表着机器人部件运动惯性的减弱。在这两者的共同作下，机器人在静态维持姿态与动态运动过程中的能量消耗能够被大大降低，从而在同等电池容量下实现更长的持续上班时间。 缓解散热压力，简化系统模块设计。轻量化有助于从源头上缓解人形机器人的散热压力。机器人重量的降低，直接减轻了电机、减速器等核心驱动部件的负载，进而减少了运行过程中的发热量。这使得其无需过度依赖复杂的散热系统，有助于实现结构设计的简化。

　　降低性能依赖，减轻供应链压力。轻量化能够降低对关键零部件过高的性能要求。当整机重量减轻后，轴承、连接件等结构件的承重与摩擦损耗相应降低，驱动电机为满足机器人运动性能所需的功率要求也可相应下调。这在某些特定的程度上能够降低对单一零部件性能的依赖，有助于拓宽供应链选择范围，并可能降低核心部件的采购成本与技术门槛。 增强操作灵活性与场景适用性。轻量化是提升人形机器人操作灵活性与场景实用性的关键。当前多数人形机器人原型机体型笨重，常常会出现运动失衡、摔倒等现象，稳定性较差；轻量化改造后，将极大改善其可搬运性，从需多人协作转变为可单人操作，更利于在家庭及工厂等场景中的实际部署与推广。

　　结构优化通过系统性设计实现“零成本”减重，其核心方法有参数优化、拓扑优化、形态优化与集成化设计。 参数优化以及形态优化通过调整零部件尺寸、布局与厚度来消除冗余材料。 拓扑优化旨在保证结构强度的前提下重新分布材料，实现减重增效。 集成化设计则参考新能源汽车经验，将伺服驱动器、电机、减速器等核心部件高度集成于关节模组，或采用一体化压铸技术减少零部件数量，从而达成小型化与轻量化目标； 结构优化面临进展挑战，使得材料替代成为当前更可行的选择；

　　结构优化的推进受限于人形机器人产业当前的发展阶段：一方面，整机及零部件技术方案尚未定型，仍处于技术快速迭代期，导致厂商难以全力投入需长期深耕的结构优化；另一方面，结构轻量化是涉及整机设计、零部件性能与材料特性的系统工程，而当前本体厂商多以初创企业为主，在人才与资源上投入有限，同时零部件厂商与整机企业间的跨界协同研发能力尚显不足。因此，行业现阶段更倾向于直接采用镁铝合金、工程塑料等低密度先进材料来实现有效减重。

　　从特斯拉角度看，轻量化主要从原材料方面出发。当前，人形机器人用量较多的轻量化材料为铝合金，但方案或将切换。OptimusGen2 手臂部位采用连续碳纤维增强 PEEK（CF/PEEK）复合材料，相比传统铝合金和不锈钢，重量减轻 70%，整机重量降低 10kg。 原材料替换主要逻辑为采用更低密度的金属材料。碳纤维、镁合金、高性能工程塑料的密度都明显低于不锈钢、高强度钢、铝合金等主流轻量化材料为基准。从性能角度看，高性能工程塑料、镁合金与铝合金的屈服强度和比强度相差无几，原材料替换时对结构强度的影响可忽略不计；碳纤维材料的屈服强度和比强度远高于其他轻量化材料，但受限于成本无法大规模应用。因此，镁合金及高性能工程塑料或为主流替换方案。

　　4、轻量化助力人形在续航、性能、常规使用的寿命等多方面优化提升，是产业高质量发展趋势

　　受益于政策、资本等因素，人形机器人产业趋势提速，有望在不远的将来实现商业闭环及场景落地。22年底 ChatGPT 的推出引发了生成式 AI 热潮，作为 AI 具身智能最佳落地实体的人形机器人，成为23年以来热度最高的投资方向之一。从产业端来看，受益于政策、产业巨头等方面的加持，人形产业趋势提速，其大小脑训练路径、硬件架构方案等持续明晰、成熟，尽管灵巧手精准性、关节扭矩、续航仍存制约，但产业高质量发展趋势明晰，人形机器人应用落地指日可待。 资本有力赋能人形产业高质量发展，市场规模或迅速增长。从投资数据分析来看，2023 年我国人形机器人相关投资金额 54.31 亿元，投资事件 21 起；2024 年预计投资金额 132.7 亿元，投资事件52 起，资本支持持续赋能产业高质量发展。根据《人形机器人产业研究报告》，2024 年，中国人形机器人市场规模预计将达约27.6亿元，随技术进步、应用场景范围扩大以及需求量开始上涨，到 2029 年，规模有望增长至750 亿元，到2035年进一步增至 3000 亿元。

　　国家及多地政府出台人形机器人相关支持政策，助力行业培育壮大。国家格外的重视人形机器人产业高质量发展，2025 年《政府工作报告》首次提出“要培育具身智能，发展智能机器人”，各地均在资金、产业配套等方面给予充分支持，纷纷出台相关支持政策，地方性产业投资基金接续成立，赋能行业培育壮大。轻量化是人形机器人产业高质量发展的一大趋势。21 年 8 月 AI Day 上，马斯克首次发布人型机器人计划，并于 AI Day2022 发布 Optimus 首个原型机，其身高约 1.72 米，体重达 73kg。特斯拉于23 年12 月推出OptimusGen2，其相较 Gen1 除了在传感器等方面的变化，其中体重减轻 10kg，以此来实现步行速度30%的提升。优必选、宇树等知名机器人本体公司在产品迭代过程中也呈现出减重、轻量化的趋势。优必选21年推出的 Walker X 较 19 年推出的 Walker（第二代）减重 14kg，宇树 24 年 5 月推出的G1（入门版）相较 23 年 8 月推出的 H1 款减重 12kg。

　　轻量化有助于人形机器人在续航、性能、常规使用的寿命等方面显著优化。当前人形机器人续航时间普遍在2-4 小时左右，轻量化架构意味着驱动机器人运动所需的能耗减少，以此来实现续航的提升；人形机器人的一大显著亮点在于通用性（即实现泛化性的多样化操作），对灵活性有较高要求。而轻量化部件惯性更小，对电机的转矩密度等性能要求相应降低，且同一电机面对更轻的本体硬件能够输出更大的力，助力机器人在交互过程中更为灵活、敏捷。此外，轻量化架构对于硬件间摩擦力、相互作用力的减少也有较大帮助，有助于机器人提升常规使用的寿命，减少后期因发生故障而引致的运维成本。

　　宇树科技在其人形机器人产品中，自初始设计阶段便将轻量化作为核心考量。H1 整机重量为47 千克，G1 整机重量为 35 千克，这主要得益于其系统性地采用了航空铝合金与碳纤维等高强度、低密度的先进材料。在具体应用中，两款机器人不仅整体的结构大量使用这一些轻质材料，其所有连接结构也均采取高强度铝合金（如 H1 指定的 6061-T6 与关键部位的 7075-T6），在实现减重目标的同时确保了结构强度与抗冲击性能。此外，G1 所采用的全关节中空内走线等设计，也体现了其在结构层面对轻量化与集成化的追求。 优必选在其 Walker 系列迭代中成功实现了整机减重。其中 Walker C 在身高增加33 厘米的基础上，整体重量较前代降低了 20 千克。后续推出的 WalkerS2 进一步延续轻量化路径，在身高增加4 厘米的同时成功减重 6 千克，该成效主要得益于多种创新材料的系统化应用，具体包括采用全身刚柔异构材料的复合应用、航空级铝合金 3D 打印主骨架以及三维立体针织高弹纤维材料。 智元机器人在其产品迭代中也通过系统性的轻量化设计实现了整机重量的大幅度降低。其初代远征A1人形机器人整机重量为 55 千克，而在最新的灵犀 X2 型号上，重量已明显降低至35-37 千克水平。

　　特斯拉通过系统性轻量化设计明显提升了其第二代 Optimus 机器人的运动性能与能效。在2023 年12月发布的第二代 Optimus 原型机中，其在颈部增加了两个运动自由度，同时通过应用轻量化材料、进行结构拓扑优化及减少冗余设计，成功将整机质量由首代 Optimus 的 73 千克降至63 千克，降幅达13.7%。这一系列轻量化措施，结合第二代关节更高的集成度与能效优化，共同支撑了机器人走路的速度30%的性能提升。

　　1、镁合金优势凸显，有望成为人形机器人轻量化的首选材料返回搜狐，查看更加多