巨大的潛在市場需求牽引以及人工智能技術(shù)深度賦能 的帶動下，人形機器人已進入技術(shù)集中突破和應(yīng)用初步試水的關(guān)鍵發(fā)展時期。
身著大花棉襖的機器人，時而變換整齊的隊形，時而歡快地扭起秧歌，模樣活潑又逗趣。當它們讓紅彤彤的手絹在指尖飛速旋轉(zhuǎn)起來時，屏幕前的觀眾們不禁驚呼起來：“這是怎么做到的？”
在蛇年總臺春晚中，16個會扭秧歌、轉(zhuǎn)手絹的人形機器人“萌物”吸睛無數(shù)。它們現(xiàn)身由張藝謀導演、宇樹科技支持的創(chuàng)意融合舞蹈節(jié)目《秧BOT》，成為大眾熱議的“顯眼包”。
這并非機器人產(chǎn)品首次登上春晚舞臺。20年前，來自日本索尼公司的人形機器人就曾伴在劉德華身邊亮相央視春晚。多年過去，在舞臺上載歌載舞的機器人已經(jīng)換成了本土機器人“新勢力”，并且從 “配角”晉升為“主角”。
從想象走進現(xiàn)實，人形機器人走過了一條不平凡的成“人”之路。隨著人形機器人產(chǎn)業(yè)跑出“加速度”，人工智能距離普羅大眾的生活也越來越近。
創(chuàng)意融合舞蹈《秧BOT》讓觀眾耳目一新。圖 /@ 宇樹王興興
從實驗室到實際應(yīng)用的飛躍
2016年，年僅26歲的王興興創(chuàng)立了杭州宇樹科技有限公司（以下簡稱宇樹科技）。成立僅一年后，宇樹科技便推出了首款產(chǎn)品——XDog。實際上，XDog是王興興在上海大學攻讀機械工程專業(yè)碩士研究生期間設(shè)計研發(fā)的成果，它也是全球首臺采用外轉(zhuǎn)子無刷電機驅(qū)動的小型、高性能且低成本的四足機器人（機器狗）。
在創(chuàng)業(yè)初期，機器狗成為宇樹科技的起家產(chǎn)品。自XDog之后，宇樹科技不斷創(chuàng)新研發(fā)，陸續(xù)推出了Laikago、AlienGo、A1、Go1、B1等一系列機器狗產(chǎn)品。2023年初，宇樹科技正式立項人形機器人產(chǎn)品，并于同年8月推出首款通用人形機器人產(chǎn)品——宇樹H1。如今， 機器狗和通用人形機器人已成為宇樹科技的兩大核心產(chǎn)品系列。
宇樹H1身高1.8米，體重47公斤，于2023年在北京世界機器人大會上首次露面。同年10月，宇樹科技完成H1系列的首批商業(yè)化小批量交付。2024年，宇樹H1在英偉達GTC大會上展示了自身的新技術(shù)，參演了張藝謀導演的《澳門2049》長期駐場舞臺劇。在蛇年總臺春晚上進行表演的機器人則是宇樹H1“福兮”，其名稱諧音“伏羲”，寓意著科技帶來的美好祝福。
僅１歲半的宇樹H1在春晚舞臺上大放異彩的背后，是本土人形機器人產(chǎn)業(yè)近年來取得的長足進步。根據(jù)中國信息通信研究院（以下簡稱中國信通院）發(fā)布的《人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告（2024年）》，歷經(jīng)多年發(fā)展及技術(shù)迭代，在巨大的潛在市場需求牽引以及人工智能 技術(shù)深度賦能的帶動下，人形機器人已進入技術(shù)集中突破和應(yīng)用初步試水的關(guān)鍵發(fā)展時期。
人形機器人是指形狀及尺寸與人體類似，能夠模仿人類形態(tài)和行為的機器人。作為人工智能、機械工程、電子工程等領(lǐng)域融合創(chuàng)新的“集大成者”，人形機器人被視為機器人產(chǎn)業(yè)“皇冠上的明珠”。
在人形機器人的制造領(lǐng)域，人類已歷經(jīng)百年探索。1893年，加拿大人喬治·摩爾設(shè)計出一款以蒸汽為動力、能夠行走的機器。1927年，美國西屋公司的電器工程師羅恩·溫斯利（Ron Wensley）發(fā)明了世界上第一臺電動人形機器人“Herbert Televox”。早期的人形機器人既無智能，實用性也欠佳。在20世紀五六十年代，盡管人形機器人迎來了一波發(fā)展熱潮，但在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮顯著作用的非人形機器人反而更受關(guān)注。直到1973年，日本早稻田大學發(fā)布了“WABOT-1”，人形機器人實現(xiàn)智能方面“零的突破”，從此邁入“智能時代”。
20世紀中葉，系統(tǒng)論、控制論和信息論這三門系統(tǒng)理論分支學科的誕生，有力地推動了信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。依據(jù)控制論的觀點，非生命體若要像生命體一樣具備智能，關(guān)鍵在于擁有與生命體相同的對周圍復雜環(huán)境 進行感知和反應(yīng)的能力，這至少需要包含三個要素：感覺要素、運動要素和思考要素。從這個層面來講，無需操控員控制就能完成工作，還可以根據(jù)視覺、聽覺以及觸覺來感知周圍情況并自行調(diào)整動作的WABOT-1，是真正意義上具有智能的機器人。
20世紀90年代末，人形機器人再度進入大眾的視野。1997年，本田公司推出P3人形機器人，2000年又進一步推出阿西莫（ASIMO）機器人。阿西莫在性能上有了極大提升，一度風光無限，甚至還前往紐約證券交易所成為第一位非人類敲鐘人。然而，由于成本過高，其在2018年就停止了研發(fā)。雖然阿西莫在商業(yè)化方面并不成功，但它卻向人們展示出人形機器人的無限潛力。
自上世紀80年代起，我國的科研院校也開始開展人形機器人的研發(fā)工作。1990年，中國人民解放軍國防科技大學研制出我國首臺兩足步行機器人；2000年，該校又獨立研制出我國第一臺具有人類外形、能模擬人類基本動作的人形機器人。進入新世紀，我國人形機器人行業(yè)從大學實驗室邁向了產(chǎn)業(yè)化、市場化應(yīng)用階段。
2012年，深圳市優(yōu)必選科技股份有限公司（以下簡稱優(yōu)必選）成立。兩年后，優(yōu)必選成功研發(fā)并生產(chǎn)出首款小型人形機器人Alpha。2016年，540臺Alpha 1S機器人在當年央視春晚廣東分會場登臺表演，入選了吉尼斯世界紀錄。2023年末，優(yōu)必選在港交所掛牌上市，成為“人形機器人第一股”，敲鑼儀式則由優(yōu)必選工業(yè)機器人Walker S完成。
業(yè)界普遍認為，中國人形機器人產(chǎn)業(yè)到目前為止共經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：2000年至2016年為蹣跚起步階段；2017年至2022年走向成熟階段；2023年至今迎來全面爆發(fā)期。
2022年8月，小米公司發(fā)布全尺寸人形仿生機器人“CyberOne”，是人形機器人產(chǎn)業(yè)大爆發(fā)前夜的亮點之一。2023年以來，國內(nèi)涌現(xiàn)出一批人形機器人初創(chuàng)企業(yè)，如智元機器人、星動紀元、鏡識科技等。同時，多家科技龍頭企業(yè)也紛紛入局，包括華為、科大訊飛、小米、小鵬等。企查查數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)現(xiàn)存機器人相關(guān)企業(yè)80.84萬家。近十年，相關(guān)企業(yè)注冊量持續(xù)增長，2024年全年注冊18.88萬家相關(guān)企業(yè)，創(chuàng)下近十年注冊量新高。另有數(shù)據(jù)表明，截至2024年，國內(nèi)外通用人形機器人整機企業(yè)約有150家，其中國內(nèi)超過80家。
政策的支持、技術(shù)的進步、商業(yè)場景的拓展以及資本市場的熱烈反應(yīng)等因素，極大地增強了行業(yè)信心。2024年因此被稱為“人形機器人商業(yè)化元年”，而有業(yè)內(nèi)人士認為，人形機器人將于2025年迎來“量產(chǎn)元年”。
“遛”機器人，吸引了觀眾的目光。圖 / 王欣
中國“智”造，“卷”起來
據(jù)宇樹科技介紹，在正式登上蛇年春晚舞臺之前，機器人們進行了約3個月的排練。憑借高精度3D激光SLAM自主定位與導航技術(shù)、多智能體協(xié)同規(guī)劃技術(shù)以及先進的組網(wǎng)方案等高科技手段，它們在舞臺上實現(xiàn)了步伐穩(wěn)健、動作整齊。其強大的集群協(xié)同控制系統(tǒng)，更讓它們能夠靈活應(yīng)對各種突發(fā)情況。
AI驅(qū)動的全身運動控制技術(shù)是宇樹H1的“秘密武器”。H1作為全球首款能夠完成原地空翻的全尺寸電驅(qū)人形機器人，最大關(guān)節(jié)扭矩可達360N·m。此外，H1還配備了360°全景深度感知技術(shù)，能夠清晰地感知周圍環(huán)境。借助AI算法，它不僅可以精準地跟隨節(jié)奏，還能敏銳地感知音樂情緒的變化，跳出更具韻律感和藝術(shù)感染力的舞蹈。而它們轉(zhuǎn)手絹、飛手絹的速度和花樣比人類演員更勝一籌，是因為機器人腕部電機搭載了創(chuàng)新拋放線機構(gòu)。
人形機器人產(chǎn)業(yè)近年來呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長態(tài)勢，這主要得益于相關(guān)技術(shù)的持續(xù)進步。2023年11月，工業(yè)和信息化部印發(fā)《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》，明確指出了人形機器人的重點攻關(guān)技術(shù)方向：開發(fā)基于人工智能大模型的機器人“大腦”以及機器人“小腦”關(guān)鍵技術(shù)群，突破“機器肢”“機器體”關(guān)鍵技術(shù)群，由此可見人形機器人技術(shù)的復雜性。
具體來講，開發(fā)機器人“大腦”，就是基于AI大模型來增強人形機器人的環(huán)境感知、行為控制以及人機交互能力，并推動云端和邊緣端智能的協(xié)同部署等；開發(fā)機器人“小腦”，意味著搭建運動控制算法庫，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)架構(gòu)等；開發(fā)“機器肢”，即打造仿人機械臂、靈巧手和腿足，這需要突破輕量化與剛?cè)狁詈显O(shè)計、全身協(xié)調(diào)運動控制、手臂動態(tài)抓取靈巧作業(yè)等技術(shù)；開發(fā)“機器體”，則是要突破輕量化骨骼、高強度本體結(jié)構(gòu)、高精度傳感等技術(shù)，研發(fā)高集成、長續(xù)航的人形機器人動力單元與能源管理技術(shù)。此外，還需構(gòu)建完善的人形機器人制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系，加速人形機器人與元宇宙、腦機接口等前沿技術(shù)的融合，探索跨學科、跨領(lǐng)域的創(chuàng)新模式。
人形機器人是具身智能的最佳體現(xiàn)形式。在北京郵電大學人機交互與認知工程實驗室主任劉偉看來，人形機器人目前面臨著伺服控制、人工智能、運動控制這三大關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)，進一步細分，還涉及動力和能源管理、機械設(shè)計和運動控制、感知與感知處理、智能決策與規(guī)劃、人機交互與安全性、成本和可用性等方面的挑戰(zhàn)。
在人形機器人整機中，減速器、伺服驅(qū)動器、控制器是三大核心零部件，約占整機總成本的70%，它們決定了人形機器人的運動精度、穩(wěn)定性、負荷能力等重要性能指標。
人形機器人與觀眾互動。圖 / 王欣
減速器通常占人形機器人整機成本的30%，其作用是使機器人關(guān)節(jié)運動更加穩(wěn)定和精準。當前，眾多廠商傾向于采用諧波減速器結(jié)合行星減速器的技術(shù)方案。例如，特斯拉Optimus就配備了14個諧波減速器和12個行星減速器，這兩種減速器共占該機器人整體價值量的17%。作為傳統(tǒng)制造業(yè)強國，德國、日本等國家的減速器產(chǎn)品目前處于行業(yè)領(lǐng)先地位。不過，自蘇州綠的諧波傳動科技股份有限公司率先打破國際品牌對諧波減速器的壟斷并實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)以來，國產(chǎn)諧波減速器品牌在國內(nèi)市場的占有率持續(xù)提升，如今在國內(nèi)市場已基本實現(xiàn)國產(chǎn)替代。
伺服驅(qū)動器是機器人的關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置，機器人肢體運動能力的強弱很大程度上取決于它。在高性能伺服驅(qū)動器領(lǐng)域，優(yōu)必選是全球極少數(shù)能夠完成從小扭矩到大扭矩伺服驅(qū)動器批量生產(chǎn)的公司之一，將伺服驅(qū)動器零部件的國產(chǎn)化率從40%提升至90%以上。優(yōu)必選自主研發(fā)的人形機器人Walker擁有36個高性能伺服關(guān)節(jié)，Walker X則配備了41個高性能伺服關(guān)節(jié)。優(yōu)必選自研的伺服驅(qū)動器具有高集成度、高性價比、長壽命、低噪音、抗沖擊能力強等優(yōu)點。
控制器是人形機器人的核心神經(jīng)系統(tǒng)，承擔著傳遞和發(fā)布機器人動作指令的重要任務(wù)，能夠?qū)崟r控制機械運動部件的軌跡、位置、速度、加速度等參數(shù)。一套完整的人形機器人運動控制系統(tǒng)通常包括控制器、驅(qū)動器、 電機、傳感器等。在這些細分領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)如拓邦股份、雙環(huán)傳動、德昌股份、世運電路等已嶄露頭角，展現(xiàn)出較強的技術(shù)實力和市場競爭力。
近年來，國內(nèi)人形機器人領(lǐng)域政策利好頻傳，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了強勁支撐。工業(yè)和信息化部等七部門發(fā)布的《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》明確提出，要突破高端裝備產(chǎn)品，其中便涵蓋人形機器人，旨在以整機為引領(lǐng)推動新技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地?！度诵螜C器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》則指明了發(fā)展方向，即通過完善頂層設(shè)計全面推進人形機器人產(chǎn)業(yè)布局；并提出到2025年初步建立人形機器人創(chuàng)新體系，整機產(chǎn)品達到國際先進水平，孕育開拓一批新業(yè)務(wù)、新模式、新業(yè)態(tài)，到2027年產(chǎn)業(yè)綜合實力達到世界先進水平、成為重要的經(jīng)濟增長新引擎等發(fā)展目標。與此同時，中國多地積極布局人形機器人產(chǎn)業(yè)，北京、上海、重慶、廣東、浙江、四川、安徽等地紛紛出臺相關(guān)政策，加速產(chǎn)業(yè)布局進程。
實現(xiàn)核心技術(shù)自主可控，是推動我國人形機器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵。通過建立創(chuàng)新中心整合產(chǎn)業(yè)鏈、搭建開源平臺共享成果、集中攻關(guān)底層技術(shù)，在多層面、多環(huán)節(jié)的協(xié)同作用下，人形機器人的技術(shù)壁壘正逐步被攻克，中國人形機器人產(chǎn)業(yè)的競爭優(yōu)勢正在形成。人民網(wǎng)研究院于2023年底發(fā)布的《人形機器人技術(shù)專利分析報告》顯示，中國在人形機器人專利申請數(shù)量和有效專利數(shù)量方面均位居全球首位。
商業(yè)化落地進程提速
去年底，中國信通院發(fā)布了“2024人工智能十大關(guān)鍵詞”，具身智能位列其中。中國信通院指出，未來AI算法與機器人硬件將協(xié)同融合發(fā)展，持續(xù)優(yōu)化迭代，推動具身智能產(chǎn)品升級，拓展商業(yè)應(yīng)用場景。
一直以來，商業(yè)化都是人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵課題。隨著技術(shù)的不斷成熟以及產(chǎn)業(yè)鏈的進一步完善，從各廠商的規(guī)劃和產(chǎn)品迭代情況來看，人形機器人量產(chǎn)已迫在眉睫，其行業(yè)正加速邁入商業(yè)化階段。
1月初，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克對外透露，特斯拉計劃在2025年生產(chǎn)數(shù)千臺Optimus人形機器人，并在工廠進行初步測試。若進展順利，2026年特斯拉人形機器人產(chǎn)量將提升至2025年產(chǎn)量的10倍，目標是生產(chǎn)5萬臺至10萬臺人形機器人。
在國內(nèi)，智元機器人、宇樹科技、優(yōu)必選、傅利葉智能等知名國產(chǎn)機器人企業(yè)均已陸續(xù)開啟人形機器人的量產(chǎn)進程。1月6日，智元機器人官宣，其量產(chǎn)的第1000臺通用具身機器人正式下線，其中人形機器人731臺，輪式機器人269臺。這些機器人廣泛應(yīng)用于交互服務(wù)和柔性制造兩大場景，并計劃在2025年進一步拓展至特殊應(yīng)用場景。
人形機器人有望成為千億美元級別的藍海市場，而其向更廣闊市場的拓展，首先會在工業(yè)制造、商用服務(wù)和家庭陪伴等領(lǐng)域落地。
智能制造將成為人形機器人首個大規(guī)模應(yīng)用的領(lǐng)域?！拔覀兊墓I(yè)人形機器人Walker S系列在2024年已經(jīng)收到車廠超過500臺的意向訂單?！痹诒葋喌瞎S里，Walker S1已與L4級無人物流車、無人叉車、工業(yè)移動機器人以及智能制造管理系統(tǒng)協(xié)同作業(yè)。目前，優(yōu)必選已與吉利、奧迪一汽、比亞迪、北汽新能源等多家車企展開合作，其合作名單中還涵蓋了3C企業(yè)富士康、物流企業(yè)順豐等知名企業(yè)。
近年來，車企紛紛投身人形機器人賽道，這一現(xiàn)象也備受業(yè)界關(guān)注。廣汽集團發(fā)布自主研發(fā)的第三代具身智能人形機器人GoMate，小鵬發(fā)布人形機器人Iron，奇瑞聯(lián)手AI公司Aimoga共同研發(fā)了人形機器人Mornine……“在汽車產(chǎn)業(yè)電動化、智能化的發(fā)展趨勢下， 車企跨界進入人形機器人領(lǐng)域，不僅有助于完善企業(yè)的產(chǎn)品生態(tài)，還能提升企業(yè)的科技創(chuàng)新形象，增強品牌影響力。”廣汽集團機器人研發(fā)團隊負責人表示。
優(yōu)必選人形機器人Walker S1助力極氪第40萬臺汽車下線。
根據(jù)《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》，人形機器人商業(yè)化落地的重點場景包括：面向惡劣條件、危險場景作業(yè)等需求，打造特種應(yīng)用場景下高可靠人形機器人解決方案；聚焦3C、汽車等制造業(yè)重點領(lǐng)域，打造人形機器人示范生產(chǎn)線和工廠；拓展人形機器人在醫(yī)療、家政等民生領(lǐng)域服務(wù)應(yīng)用，推動人形機器人在農(nóng)業(yè)、物流等重點行業(yè)應(yīng)用落地。
人形機器人在工業(yè)制造領(lǐng)域已經(jīng)初顯成效，與之相比，人形機器人在商用服務(wù)和家庭陪伴領(lǐng)域的落地雖尚待時日，但更具想象空間。
1月7日至10日，眾多中國人形機器人企業(yè)攜帶最新產(chǎn)品亮相2025年國際消費類電子產(chǎn)品展覽會（CES），向世界展示了中國的創(chuàng)新實力。靈寶CASBOT帶來了全尺寸雙足人形機器人“CASBOT 01”；銀河通用攜具身大模型機器人“Galbot G1”登場；阿加犀展示了全球首臺完全基于高通SoC的端側(cè)多模態(tài)AI大模型人形機器人“通天曉”（Ultra Magnus）；宇樹科技帶來通用人形機器人H1、G1……這些機器人各有神通，能行走、奔跑，能與人流暢對話，還能完成整理衣服、揀貨、遞飲料、換燈泡、擰螺絲等任務(wù)。展會現(xiàn)場，銀河通用搭建了24小時無人值守的便利店場景，觀眾通過iPad模擬下單，便能體驗Galbot G1在便利店中取貨并完成送貨的全流程便捷服務(wù)，一系列極具未來感的操作令人贊嘆不已。
在“扭秧歌”之外，人形機器人還有更多潛力。1月16日，宇樹科技公布了旗下人形機器人G1的最新升級情況。從最新視頻中可見，G1行走更加順暢，跑步姿態(tài)也更接近人類。1月下旬，宇樹科技在官網(wǎng)上線了G1的首個應(yīng)用方案——UnitreeG1-Comp，官方稱其為“為賽事（RoboCup）打造的足球巨星”。官網(wǎng)顯示，G1-Comp 在足球場上能夠轉(zhuǎn)彎、跑步、全向行走、自主起身，還能快速識別球場環(huán)境并完成射門動作。
樂聚機器人則于2024年11月發(fā)布了一款面向展廳場景打造的“智能講解”人形機器人。該機器人搭載可訓練大模型，具備入口迎賓、定位講解、障礙識別、語音問答、合影留念等功能。2024年12月底，樂聚機器人還發(fā)布了人形機器人深入家庭生活的視頻，展示了其執(zhí)行洗衣、澆花、插花以及晾曬衣物等多樣化家務(wù)的能力。此款機器人名為Kuavo（夸父），由海爾和樂聚機器人聯(lián)合研發(fā)，是國內(nèi)首款面向家庭場景的人形機器人。海爾與樂聚機器人此次聯(lián)手探索家庭場景應(yīng)用，不僅標志著家電行業(yè)的新跨越，也掀開了服務(wù)機器人行業(yè)的新篇章。
人形機器人走進千行百業(yè)，已然成為當下的現(xiàn)實；而人形機器人走進千家萬戶，也將在不久的將來成為可能。
（文章來源：《創(chuàng)意世界》2025年3月號）
編校：范曉華，審讀：郭麗
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