人形機器人發(fā)展史
在早期的人類文明，對“人造生命”的想象已經(jīng)生根發(fā)芽。西周時期，偃師（見圖 1）用皮革、木料與膠漆制成歌舞人偶，其“瞬目而招，手舞足蹈”的靈動姿態(tài)，令周穆王難辨真假。這一記載于《列子·湯問》的傳說雖充滿玄幻色彩，卻印證了東方文明對仿生機械的早期探索。與此同時，在西方神話中，希臘火神赫菲斯托斯鍛造的青銅巨人塔洛斯（見圖 2）體內(nèi)流淌液態(tài)金屬，每日繞克里特島巡邏 3 次，投擲巨石驅(qū)逐入侵者。其腳踝處唯一的致命弱點，與阿喀琉斯之踵遙相呼應，成為古代“自動化守衛(wèi)”的象征。
圖 1 西周偃師（轉(zhuǎn)自 1982 年1 月《連環(huán)畫報》）
圖 2 青銅巨人塔洛斯
這些跨越時空的幻想，本質(zhì)上是人類對“創(chuàng)造同類”的哲學追問。從偃師人偶的歌舞到塔洛斯的青銅之軀，這些傳說與造物，如同文明的基因片段，埋下了人形機器人發(fā)展的種子，它們不僅是技術(shù)的雛形，更是人類對自身存在意義的鏡像投射。
01
人形之夢：長夜求索與機械破曉
1495 年，達·芬奇設(shè)計并制造了一款騎士機器人。創(chuàng)作《蒙娜麗莎》《最后的晚餐》的達·芬奇，他不僅是畫家、自然科學家，還是人形機器人的先驅(qū)。根據(jù)《大西洋手稿》復原實驗，該機器人通過滑輪、繩索與杠桿聯(lián)動，可實現(xiàn)坐起、揮臂、轉(zhuǎn)頭及下頜開合等動作，其核心原理源于對人體骨骼與肌肉運動的精密觀察，并試圖通過機械零件模擬生命體的動作序列，騎士機器人如圖 3 所示。
圖 3 騎士機器人
隨著齒輪和發(fā)條技術(shù)的進步，歐洲宮廷越來越多的寫字、畫畫機器人被發(fā)明出來，其中最著名的是名為雅克·德羅的瑞士鐘表匠在 1774 年開發(fā)的書寫者、繪圖員、音樂家機器人（見圖 4），每臺機器人由數(shù)千個零部件組成，能夠書寫優(yōu)美的文字、繪肖像，甚至可以彈琴，這標志著純機械時代機器人的巔峰。書寫者：由 6000 余個零件構(gòu)成，通過凸輪系統(tǒng)控制鵝毛筆書寫 40 個字母的短句。其內(nèi)部飛輪可編排字母組合，并具備自校準功能，無須外部動力即可運行。
圖 4 雅克·德羅發(fā)明的書寫者、繪圖員、音樂家
繪圖員：可繪制 4 幅不同畫作，手臂通過 3 軸凸輪實現(xiàn)多向運筆，眼珠隨筆尖移動，甚至能模擬“除塵”動作。
音樂家：女性形象機器人由 2500 個零件構(gòu)成，胸部隨呼吸起伏，曲畢鞠躬致謝，其演奏動作由金屬圓筒上的凸起精確記錄。
這些作品不僅是歐洲宮廷的奇觀，甚至遠渡重洋成為乾隆皇帝的珍藏。故宮現(xiàn)存的“銅鍍金寫字人鐘”，其底層機械紳士可書寫“八方向化，九土來王”，展現(xiàn)了東方與西方機械美學的交融（見圖 5）。
圖 5 故宮博物院藏“銅鍍金寫字人鐘”
18 世紀晚期，被稱為土耳其行棋傀儡的機器人（見圖 6）能說會道，還把國際象棋高手殺得片甲不留，就像個神秘的魔法盒子，結(jié)果一場大火讓它現(xiàn)了原形，原來是個藏人的“大忽悠”。這事兒一出，讓大家對智能機器人的幻想碎了一地，但這一騙局意外推動了自動化技術(shù)的發(fā)展，成為“人機協(xié)作”的雛形。
圖 6 土耳其行棋傀儡
時間快進到 20 世紀，科學大爆炸的時代來臨。1920 年，捷克作家卡雷爾·恰佩克在科幻劇《羅素姆的萬能機器人》中，首次使用“robota”這個詞，它在斯拉夫語中，意思是“苦工”，這與劇本中機器人的定位契合，之后迅速被歐美主要語言采納，成為今天所熟知的單詞“robot”。其實機器人還有另外一個單詞“Android”，也就是安卓，出自法國作家利爾·亞當在 1886 年發(fā)表的科幻小說《未來的夏娃》，小說中將外表像人的機器稱為“Android”。2003 年，安迪·魯賓創(chuàng)辦了一家操作系統(tǒng)公司，用這個小綠機器人命名，為大家所熟知。
時間拉回到 1927 年，西屋電氣發(fā)明了一款叫作Herbert Televox 的機器人（見圖 7 左），其實就是采用一個聲控開關(guān)，電路板上套了一個人形外殼，被包裝成為高科技產(chǎn)品。1937 年，西屋電氣又推出了一款名為 Elektro 的機器人（見圖 7 右），可識別 20 個語音指令并完成行走等動作。這之后，開發(fā)人形機器人似乎成為潮流，很多企業(yè)、研究機構(gòu)加入其中，推出了各式各樣的機器人，其共同的特點就是外表光鮮亮麗，內(nèi)心空空。1939 年，由瑞典發(fā)明家奧古斯特·哈蒙發(fā)明的機器人可以接受無線電的指令并實現(xiàn)行走；1951 年由美國人克利福德·蘭蒂斯發(fā)明的機器人可以完成高爾夫球的揮桿動作；1953 年出現(xiàn)的機器人加科（Garco）可以在人的操縱下完成多項任務；1963 年由美國國家航空航天局（NASA）制作的“機動多關(guān)節(jié)假人”則不僅可以模仿 30 多種人的動作，還能試穿宇航服。
圖 7 Herbert Televox（左）和 Elektro（右）
就當時的技術(shù)而言，發(fā)展人形機器人似乎走到了盡頭，開發(fā)工業(yè)機器人替代人類“搬磚”似乎才是正道。
02
軀殼革命：液壓雙足到電動仿生
就在大家都朝著工業(yè)機器人的康莊大道快速沖刺時，1972 年，日本早稻田大學教授加藤一郎發(fā)布世界上第一個全尺寸人形機器人 WABOT-1 代（見圖 8 左）， 這 個 機 器 人 高 2m， 重 160kg， 全 身裝有攝像頭、傳感器，可完成行走、搬運物品等動作，還可以進行簡單的對話，智力大約相當于一歲半的兒童，被認為是人形機器人史上“零的突破”。1984 年，WABOT-2 代發(fā)布（見圖 8 右），技術(shù)顯著進步，它可以更自然地使用日語對話，并具備更強的視覺和觸覺感知能力，擅長識別樂譜，并根據(jù)樂譜靈活彈奏電子琴。WABOT- 2 就像是一顆孤星，短暫地點燃了科技之火，但星星之火，可以燎原。
圖 8 WABOT-1 代（左）和 WABOT-2 代（右）
系統(tǒng)高度集成發(fā)展階段
本田公司于 1986 年涉足人形機器人領(lǐng)域，經(jīng)過 15 年的不懈努力，成功推出了多款原型機。早期E 系列專注于腿部運動技術(shù)，隨后工程師加入了頭部、軀干和手臂等部件，提升了機器人的平衡性和功能性。1993 年，本田首次推出了 P1 人形機器人，隨后在 1996 年、1997 年推出 P2 和 P3 人形機器人（見圖 9），正是這臺 P3 將人形機器人再次拉到大眾視野，它身高 1.6m，重 130kg，搭載三維視覺系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過多攝像頭采集圖像信息，利用立體視覺算法實現(xiàn)對周圍環(huán)境的三維建模和目標識別；平衡系統(tǒng)基于慣性測量單元（IMU）和足底壓力傳感器，實時監(jiān)測機器人的姿態(tài)和重心變化，通過調(diào)整電機輸出實現(xiàn)穩(wěn)定的雙腿獨立行走和自動避障。同時，它還具備語音交互功能，依靠語音識別和合成技術(shù)，實現(xiàn)與人類的簡單交流。手部最大負載 2kg，采用鎳鋅電池，可運行 25min。2000 年，本田進一步在 P3 的基礎(chǔ)上推出明星產(chǎn)品阿西莫（ASIMO），盡管在實際應用方面存在一定局限性，但在展示和宣傳人形機器人技術(shù)方面發(fā)揮了顯著作用，頻繁亮相于各類重要場合。
圖 9 本田 E 系列、P 系列、ASIMO 系列機器人
初代 ASIMO 身高 120cm，重 43kg，能夠奔跑、跳躍，還可以通過視覺、聽覺感應器規(guī)劃路線，避免與人類發(fā)生碰撞，并且能與人用語音或手語進行交流，甚至可以完成端茶遞水、表演舞蹈等復雜活動。2005年本田發(fā)布了第二代，身高 130cm，重 54kg，能夠預先設(shè)定動作，并依據(jù)人類的聲音、手勢等指令完成相應動作，有了基本的記憶與辨識能力。第三代 ASIMO 2011 年發(fā)布，改進了認知功能和身體協(xié)調(diào)性，能同時辨別多人講話，擴大雙足可動范圍，最高速度由 6km/h 提高到 9km/h，手部更加靈巧，可以擰開瓶蓋，拿起水杯，甚至是打手語。這次更新后項目再無進展，每臺造價高達數(shù)百萬美金，高昂的投入迫使本田在 2018 年停止 ASIMO 的研發(fā)，2022 年，ASIMO 最后一次表演，這款風光一時的機器人宣布退役。
高動態(tài)運動發(fā)展階段
在這之后，人形機器人的技術(shù)路線開始轉(zhuǎn)向強化運動，代表產(chǎn)品是波士頓動力開發(fā)的阿特拉斯（Atlas）人形機器人。2013 年，波士頓動力經(jīng)過10 年的技術(shù)積累，重磅推出人形機器人，Atlas 初代機（見圖 10 左上 3）很笨重，看起來有點像終結(jié)者，身高 1.8m，重 150kg，配備了視覺系統(tǒng)，激光測距儀和立體相機，四肢擁有 28 個自由度，可以做出精細動作。但是需要一根長線供電，只能在實驗室中行走，可以識別、調(diào)整避開障礙。雖然外表科幻，但只是一個初始的嘗試。2016 年全新 Atlas 發(fā)布（見圖 10 左下 1），身高優(yōu)化至 1.5m，重 80kg，驅(qū)動方式也從液壓改為電動液壓混合動力，遍布全身的傳感器，可以讓他避開障礙物自主行走。2017 年進一步升級，可以完成跳躍和空翻等動作。2018 年，Atlas 具備了更多的人類技能（見圖 10 左下 2），學會了跑酷、跳舞、搬運、投擲等高難度動作，有了人類的思維，可以完成復雜的指令。Atlas 同ASIMO 一樣，面臨的都是高額的研發(fā)費用和無法商業(yè)化的困局，8 年 3 次易主，輾轉(zhuǎn)谷歌、軟銀、現(xiàn)代，最終放棄了原來液壓的技術(shù)路線，改為更流行的電動路線，Atlas 電動版（見圖 10 右 1）被調(diào)侃為電動“貞子”。
圖 10 波士頓動力 Atlas 系列機器人
智能化進階階段
2021 年，特斯拉宣布進軍人形機器人領(lǐng)域，引爆了全球科技圈。特斯拉自動駕駛、AI 計算、動力電池技術(shù)直接移植到擎天柱 Optimus，讓其發(fā)展迅速。2022 年發(fā)布第一代原型機（見圖 11），身高約 173cm，重約 73kg，外形設(shè)計接近人類，能夠完成揮手、搬運物品、澆水等動作。2023 年，特斯拉發(fā)布擎天柱 Optimus 二代（見圖 12），步行速度提升 30%，身體協(xié)調(diào)性得到改善，升級手部關(guān)節(jié)，搭載觸覺傳感器。2024 年 10 月，在“We，Robot”發(fā)布會上展示了最新的 Optimus 機器人倒飲料、猜拳、比心、跳舞等（見圖 13）。2014 年 11 月更新了 Optimus 靈巧手進展，展示其連續(xù)隔空接住網(wǎng)球的能力，進一步證明了其在視覺識別、反饋速度和運動控制方面的能力。隨著技術(shù)的不斷進步和成本的降低，Optimus 有望在未來實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，并在工業(yè)自動化、家庭服務等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
圖 11 特斯拉 Optimus 第一代原型機
圖 12 特斯拉擎天柱 Optimus 二代
圖 13 特斯拉在“We,Robot”發(fā)布會發(fā)布的 Optimus
03
全球競逐：從實驗室走向生產(chǎn)線
2025 年，國內(nèi)外企業(yè)圍繞核心技術(shù)、場景適配與成本控制展開激烈競爭，人形機器人產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷從技術(shù)驗證到商業(yè)落地的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折。
國外篇：技術(shù)領(lǐng)跑與場景深耕
1. Agility Robotics Digit：物流場景的破局者
敏 捷 型 機 器 人 Digit 是 目 前 首 個 商 業(yè) 化 落 地的 人 形 機 器 人（ 見 圖 14）， 由 美 國 公 司 Agility Robotics 研發(fā)。它以獨特的鴕鳥腿設(shè)計和動態(tài)穩(wěn)定的雙足行走能力著稱，身高 175cm，重 65kg，具備出色的感知與動作執(zhí)行能力。除廣泛應用于物流和倉儲行業(yè)外，在一些科研實驗場景也有所探索。首批 Digit 機器人已于 2024 年交付，售價 25 萬美元，未來計劃嵌入 AI 大模型以進一步提升智能水平。
圖 14 Digit 機器人
2. 波士頓動力 Atlas電動版：運動性能的極限挑戰(zhàn)
Atlas 電動版是波士頓動力推出的一款具有重要意義的全電動機器人（見圖 15），它放棄了液壓系統(tǒng)，采用更輕便的電動驅(qū)動。其機械骨架輕巧，運動性能更平滑、靜音，外觀設(shè)計簡潔，頭部配備功能性圓形顯示屏，并搭載傳感器與強大的計算控制系統(tǒng)。它能夠做出許多高難度動作，具備一定的自主糾錯能力。雖然波士頓動力在不斷推進其自動化進程，但目前尚未完全實現(xiàn)全自動工作。在應用方面，它不僅涉及工業(yè)和物流領(lǐng)域，在科研探索等方面也發(fā)揮著重要作用。波士頓動力計劃于 2025 年進行量產(chǎn)。
圖 15 Atlas 電動版機器人
3. Figure01/02：AI賦能的工業(yè)革命
Figure 是美國一家人形機器人制造商，已獲得英偉達、亞馬遜、微軟等公司多輪融資，并發(fā)布了Figure01 和 Figure02 兩款人形機器人。Figure01高 1.4m，重 60kg，有效載荷 15kg，續(xù)航 5h，速度可達1.2m/s，接入 OpenAI 大模型，具備與人對話交互、理解命令、擁有記憶力以及描述視覺體驗的能力。Figure02 作為升級款（見圖 16），據(jù)報道電池容量增加 1 倍，手部有 16 個自由度，能承載 25kg 物體，工作時長超 20h，計算能力為前一代 3 倍，搭載與 OpenAI 定制的 AI 模型，據(jù)悉已在寶馬工廠開展測試工作。
圖 16 Figure02 機器人
4. X Technologies NEO：家庭服務的靜默革命
NEO 是由挪威的 X Technologies 公司開發(fā)的一款家庭機器人（見圖 17），身高 1.65m，重30kg，能舉起 70kg 重物，可以安靜、流暢地做家務。其設(shè)計模仿人體肌肉，強調(diào)安全性和互動性。
圖 17 X Technologies NEO 機器人
5. 其他創(chuàng)新力量
Ameca 機器人（見圖 18）由英國公司研發(fā)，它具備 52 個模塊和 51 種關(guān)節(jié)運動方式，能夠展現(xiàn)復雜的面部表情和完成多樣的身體動作。通過接入GPT-4，其自主性與認知交互能力得到提升，可與人自然交流互動，并執(zhí)行接待、導游等靜態(tài)任務，但目前暫不具備行走能力。
圖 18 Ameca 機器人
Clone Alpha 號稱是未來人形機器人的終極形態(tài)（見圖 19），由波蘭 Clone Robotics 公司研發(fā)，它采用仿生設(shè)計，完全模擬人類結(jié)構(gòu)，擁有超 200 個骨骼和仿生呼吸系統(tǒng)，依靠合成器官、人造肌肉和韌帶驅(qū)動，借助人造肌肉技術(shù)實現(xiàn)運動。其骨骼系統(tǒng)包含 206 個骨頭及可充分活動的關(guān)節(jié)，上肢軀干有 164 個自由度。此外，還配備 70 個慣性傳感器、320 個壓力傳感器和 4 個深度攝像頭，通過500W泵驅(qū)動的液壓“血管系統(tǒng)”為肌肉運動提供動力。
圖 19 Clone Alpha 機器人
Apollo 由美國 Apptronik 公司研發(fā)（見圖 20），身高 1.73m、重 73kg，設(shè)計用于在倉庫和工廠輔助工作，負載重量 25kg，熱插拔電池組，續(xù)航 4h，有電子墨水顯示屏的臉和胸前信息屏。
圖 20 Apptronik Apollo 機器人
國內(nèi)篇：制造優(yōu)勢與場景突圍
我國的人形機器人起步較晚，但發(fā)展并不慢，起源于國防科技大學、哈爾濱工業(yè)大學、清華大學、北京理工大學、浙江大學等幾所高校。2000 年，國防科技大學發(fā)布我國首臺人形機器人“先行者”。在之后的 15 年間，我國人形機器人從大學實驗室進入產(chǎn)業(yè)，2012 年以優(yōu)必選為代表的企業(yè)開始涉足人形機器人領(lǐng)域。在 2016 年的春晚上，優(yōu)必選研發(fā)的540 臺 Alpha 1S 機器人為孫楠伴舞，展示了其商業(yè)化的潛力。2019 年新發(fā)布的 Walker 系列機器人再次登上了春晚。2020 年后，得益于技術(shù)的突破和政策的賦能，尤其是 2023 年后，人形機器人企業(yè)爆發(fā)式增長。
1. 宇樹H1/G1：文化符號與技術(shù)標桿
宇樹科技旗下有兩款人形機器人：H1 和 G1。H1 身高 180cm，重 47kg，全身超 50 個自由度，腿部關(guān)節(jié)電機峰值扭矩為 360N·m。2025 年春晚，16 臺 Unitree H1 人形機器人拿著手絹與舞者，為觀眾呈現(xiàn)了獨特的“賽博”秧歌（見圖 21）。G1機器人（見圖 22）身高 127cm，重 35kg，其總自由度為 23，若加選一些配件，關(guān)節(jié)電機數(shù)量等效到43。G1 能夠執(zhí)行動態(tài)站起、坐下折疊、舞棍、單腿跳躍、原地起跳360°轉(zhuǎn)身、凌空劈叉、穩(wěn)步上下樓梯等多種高難度動作，有望成為消費級人形機器人的先驅(qū)。
圖 21 宇樹 H1 機器人登上春晚舞臺
圖 22 宇樹 G1 機器人
2. 傅立葉GR-1/GR-2：醫(yī)療與工業(yè)的雙向突破
傅 立 葉 機 器 人 總 部 位 于 上 海 張 江， 發(fā) 布 了GR-1、GR-2 兩款人形機器人。其中，GR-1 身高 1.65m，重 55kg，具有 40 個自由度；而 GR-2機器人（見圖 23）在其基礎(chǔ)上進行升級，自由度提升至 53 個，身高增加到 1.75m，重 63kg。兩款機器人均具備仿生的運動能力和認知智能，適用于工業(yè)、醫(yī)療、教育及家庭服務等領(lǐng)域。
圖 23 傅立葉 GR-2 機器人
3. 小鵬Iron：汽車基因的跨界賦能
小鵬 Iron 人形機器人是小鵬汽車推出的全新 AI產(chǎn)品，如圖 24 所示，身高 178cm，重 70kg，全身共擁有 62 個自由度，其中手部有 15 個自由度，動作靈活精確。它搭載自研 AI 芯片，能夠模擬人類思考，融合了小鵬汽車的鷹眼視覺系統(tǒng)，實現(xiàn) 720°無死角環(huán)境感知。目前已在小鵬汽車工廠投入實訓，未來還將應用于門店服務等領(lǐng)域。
圖 24 小鵬 Iron 機器人
4. 智元遠征A-1/A-2：特種場景的重載先鋒
智元機器人總部位于上海臨港，由華為“天才少年”、知名 UP 主稚暉君創(chuàng)辦。旗下遠征人形機器人 A1 身高 175cm，重 53kg，具備 49 個自由度，最高速度 7km/h，單臂最大負載 5kg。A2 系列（見圖 25）包含 3 款機器人：A2 標準版身高 169cm，重 69kg， 能 夠 流 暢 地 與 人 類 交 流；A2-W 身 高163cm，重 230kg，憑借獨特的雙臂輪式結(jié)構(gòu)，可精準執(zhí)行復雜作業(yè)任務；A2-Max 身高 175cm，重85kg，擁有 67 個自由度，瞄準重載特種作業(yè)場景。各型號各司其職，共同擴展智元機器人的應用版圖。
圖 25 智元機器人 A2 系列
5. 眾擎機器人SE01：自然步態(tài)人形未來
眾擎機器人發(fā)布了史上首款直膝自然步態(tài)行走機器人 SE01（見圖 26）。SE01 以其獨特的直膝自然步態(tài)，打破了人形機器人傳統(tǒng)的怪異行走方式。該機器人身高 170cm，重 55kg，機身由航空級別鋁合金打造，擁有 32 個自由度，搭載具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的端到端神經(jīng)網(wǎng)絡算法及自研電機電控系統(tǒng)，能夠輕松實現(xiàn)下蹲、俯臥撐、跑跳、抓取等復雜動作。
國產(chǎn)機器人還有星動紀元、達闥、鋼鐵俠、樂聚、逐際動力、小米鐵大、大象機器人等，就不一一介紹了，用一句話總結(jié)就是：人形機器人的未來，一定有中國。
04
破界前行：倫理高山與未來圖景
當宇樹 H1 在春晚舞臺拋出手絹時，這一動作隱喻著人形機器人從“工具”向“社會參與者”的轉(zhuǎn)型。人形機器人的發(fā)展正站在技術(shù)與倫理的交界點。其技術(shù)突破不僅重塑生產(chǎn)力，更引發(fā)對“人機邊界”的哲學追問。從就業(yè)沖擊到情感模擬，從軍事化風險到法律身份爭議，倫理挑戰(zhàn)與未來圖景交織，構(gòu)成了人形機器人發(fā)展的雙重敘事。
人形機器人技術(shù)一路走來，還得面對倫理、法律、社會接受度等重重考驗。暢想一下，未來某一天，當你下班回家，人形機器人已經(jīng)為你準備好了晚餐，貼心地為你播放音樂。你坐在沙發(fā)上，它在一旁和你聊著天。這并不是幻想，因為未來已來，人形機器人正“蹣跚”卻堅定地向我們走來，帶著歡笑，帶著挑戰(zhàn)，也帶著無限的可能！
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