“加油、加油，這個(gè)‘小個(gè)子’跑得真好，步伐最穩(wěn)健。”當(dāng)看到機(jī)器人靈活地跑過(guò)彎道，路邊觀眾禁不住大喊。4月19日，北京亦莊，人類馬拉松運(yùn)動(dòng)員與人形機(jī)器人“跑者”站在同一起跑線。
早上7點(diǎn)半，全球首個(gè)人形機(jī)器人半程馬拉松開(kāi)賽，第一個(gè)出場(chǎng)的“天工”機(jī)器人威猛高大，是個(gè)1米8的大個(gè)頭。“旋風(fēng)小子”“小頑童”則小巧靈活，步幅穩(wěn)定，甚至還穿著運(yùn)動(dòng)鞋，跑起來(lái)就像小朋友。
對(duì)人類來(lái)講，跑上馬拉松賽道并非難事；對(duì)人形機(jī)器人來(lái)講，走向真實(shí)開(kāi)放的場(chǎng)景，卻是科技和產(chǎn)業(yè)的一大步。
《2025人形機(jī)器人與具身智能產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》提出，2025年，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)有望從“技術(shù)驗(yàn)證期”向“規(guī)模化商用期”快速過(guò)渡，全球具身智能市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)195.25億元。
杭州宇樹(shù)科技有限公司CEO王興興認(rèn)為，今年人形機(jī)器人數(shù)量會(huì)顯著增加，預(yù)計(jì)兩年內(nèi)，可以在一些基礎(chǔ)服務(wù)業(yè)或工業(yè)應(yīng)用中推廣。隨著技術(shù)不斷成熟與成本逐步降低，人形機(jī)器人走進(jìn)千家萬(wàn)戶的腳步會(huì)越來(lái)越快。當(dāng)前，人形機(jī)器人處于怎樣的發(fā)展階段，距離真正商業(yè)化之路還有多遠(yuǎn)？
突然爆火的背后
自從在央視春晚舞臺(tái)轉(zhuǎn)手絹以來(lái)，人形機(jī)器人屢屢出圈，賺足了眼球。
在資本市場(chǎng)，其也正成為新的“風(fēng)口”。僅2024年上半年，全球人形機(jī)器人領(lǐng)域融資額突破50億美元，相當(dāng)于過(guò)去五年的總和。
“人形機(jī)器人突然爆火的背后，是具身智能的突破。”樂(lè)聚（深圳）機(jī)器人技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)冷曉琨說(shuō)。
冷曉琨解釋，具身智能是指將人工智能融入機(jī)器人等物理實(shí)體，賦予它們像人一樣感知、學(xué)習(xí)及與環(huán)境動(dòng)態(tài)交互的能力。1950年提出的這一概念，強(qiáng)調(diào)的是智能體通過(guò)身體與環(huán)境的互動(dòng)產(chǎn)生智能行為。
業(yè)界普遍認(rèn)為，具身智能主要由“大腦”“小腦”“本體”三部分構(gòu)成。“大腦”即AI大模型，可提高機(jī)器人的語(yǔ)言交互、環(huán)境感知、任務(wù)決策等關(guān)鍵能力，幫助機(jī)器人與人類進(jìn)行對(duì)話交互并做出決策；“小腦”則是運(yùn)動(dòng)控制算法，控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)、身體感知與平衡。“人形機(jī)器人無(wú)疑是大模型進(jìn)入物理世界最合適的載體。”冷曉琨說(shuō)。
在人形機(jī)器人發(fā)展史上，有三個(gè)里程碑事件不可繞過(guò)：1973年，世界第一個(gè)人形機(jī)器人在日本早稻田大學(xué)誕生，首次實(shí)現(xiàn)了雙足行走，盡管動(dòng)作機(jī)械僵硬；2000年，本田發(fā)布人形機(jī)器人ASIMO第一代機(jī)型，行走更加自然；2013年，美國(guó)波士頓動(dòng)力公司研發(fā)的雙足機(jī)器人Atlas亮相，平衡性大大增強(qiáng)，不但會(huì)跑，而且摔倒后可以站起來(lái)。
北京理工大學(xué)教授、北京理工華匯智能科技有限公司董事長(zhǎng)張偉民表示，長(zhǎng)期以來(lái)，機(jī)器人開(kāi)發(fā)以編程為基礎(chǔ)，2022年AI大模型問(wèn)世，強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力推動(dòng)人形機(jī)器人快速發(fā)展。
我國(guó)人形機(jī)器人的探索起步于20世紀(jì)80年代末，國(guó)內(nèi)企業(yè)大多采用“整機(jī)集成、關(guān)鍵零部件自研”路線，加速推進(jìn)整機(jī)產(chǎn)品迭代。
“目前，國(guó)內(nèi)人形機(jī)器人產(chǎn)品具備較為穩(wěn)定的行走、跑跳、站起等基本功能，在技術(shù)方面與國(guó)外比肩。”張偉民說(shuō)，這些動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)主要得益于“小腦”的進(jìn)步?；镜倪\(yùn)動(dòng)控制算法解決以后，人形機(jī)器人穩(wěn)定平衡能力顯著提升，結(jié)合大模型在場(chǎng)景中的訓(xùn)練學(xué)習(xí)，其行動(dòng)愈發(fā)自如。
此次馬拉松比賽中，“天工”以2小時(shí)40分鐘成功完賽，摘取桂冠。“對(duì)機(jī)器人來(lái)講，跑馬拉松時(shí)地面可能凹凸不平，還會(huì)有轉(zhuǎn)彎、斜坡，在重心偏離時(shí)，能夠保持身體平衡都很難。”北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心品牌公關(guān)負(fù)責(zé)人魏嘉星介紹，為準(zhǔn)備此次比賽，團(tuán)隊(duì)在具身智能大、小腦和本體等多個(gè)層面優(yōu)化。
在機(jī)器人本體方面，該中心基于天工Ultra平臺(tái)，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，尋找重量與剛度之間的平衡點(diǎn)，減少跑步過(guò)程中地面對(duì)腿和腳的沖擊，提高長(zhǎng)時(shí)間奔跑的穩(wěn)定性。
為提高運(yùn)動(dòng)速度，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在仿真環(huán)境中不斷訓(xùn)練“天工”，探索關(guān)節(jié)力矩和轉(zhuǎn)速的峰值邊界。同時(shí)，還提升了關(guān)節(jié)導(dǎo)熱和風(fēng)冷散熱技術(shù)，使機(jī)器人可以保持21公里長(zhǎng)時(shí)間跑步。“這在以前都是不可想象的。”魏嘉星說(shuō)。
從跳舞、前空翻，到登臺(tái)階、雪地奔跑，人形機(jī)器人技能進(jìn)階之快讓人眼花繚亂。魏嘉星表示，眾多動(dòng)作中，登臺(tái)階較難實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)階段，人形機(jī)器人上下臺(tái)階時(shí)，大多需要提前掃描樓梯建立三維模型，再根據(jù)預(yù)設(shè)程序邁出固定步幅。
“這種‘照著圖紙走鋼絲’的方式，面對(duì)真實(shí)場(chǎng)景下無(wú)法預(yù)知的地形，就像讓蒙眼登山者復(fù)刻昨天的腳步，一旦臺(tái)階尺寸變化或定位偏移，極易踏空失衡。”魏嘉星說(shuō)。
此前，“天工”機(jī)器人成功連續(xù)攀爬100多級(jí)臺(tái)階，取得重要技術(shù)突破。“在不久的將來(lái)，這些人形機(jī)器人甚至能在山地、雪地、廢墟等極端環(huán)境下開(kāi)展救援等各種作業(yè)，為具身智能應(yīng)用的普及奠定基礎(chǔ)。”魏嘉星說(shuō)。
找準(zhǔn)應(yīng)用場(chǎng)景是關(guān)鍵
屈膝、下蹲、從托盤上穩(wěn)穩(wěn)搬起物料箱放在拖車上，然后轉(zhuǎn)身，繼續(xù)搬運(yùn)……如今，人形機(jī)器人進(jìn)廠“打工”，在汽車制造、電子制造等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域“上崗”。
“我們不只是要做一臺(tái)能跑會(huì)跳的人形機(jī)器人，而是要真正推動(dòng)其賦能千行百業(yè)。”在冷曉琨看來(lái)，讓機(jī)器人服務(wù)人、服務(wù)產(chǎn)業(yè)，才是最根本的目的。
冷曉琨分析，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)要經(jīng)歷三個(gè)重要階段，依次是面向科研機(jī)構(gòu)和展廳場(chǎng)景、工業(yè)場(chǎng)景、家用場(chǎng)景。
相比其他領(lǐng)域，工業(yè)場(chǎng)景對(duì)人形機(jī)器人需求更為迫切。它被視為最有潛力的工業(yè)助手。與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人相比，人形機(jī)器人在靈活性和適應(yīng)性上具有顯著優(yōu)勢(shì)，如在電池組裝環(huán)節(jié)，可輕松完成高精度操作，減少人工參與。
“但在精細(xì)操作和復(fù)雜長(zhǎng)鏈任務(wù)上，機(jī)器人的工作效率約為熟練工人的70%，人形機(jī)器人仍需突破關(guān)鍵技術(shù)。”冷曉琨說(shuō)，機(jī)器人還干不了像打螺絲等高級(jí)技工承擔(dān)的復(fù)雜工作，而只能干一些像搬運(yùn)、組裝、焊接之類繁重、重復(fù)性強(qiáng)的粗活。
中泰證券發(fā)布的報(bào)告顯示，目前人形機(jī)器人已在商場(chǎng)接待、柔性制造等多領(lǐng)域開(kāi)展試驗(yàn)性應(yīng)用。長(zhǎng)期來(lái)看，僅我國(guó)汽車制造業(yè)就有約34萬(wàn)臺(tái)人形機(jī)器人的潛在需求。
“國(guó)家戰(zhàn)略層面的重視，也為引領(lǐng)我國(guó)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。”張偉民說(shuō)，2023年11月，工信部出臺(tái)《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》將人形機(jī)器人發(fā)展提升到了和計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、新能源汽車同等地位。
今年兩會(huì)，“具身智能”首次寫入政府工作報(bào)告。各地紛紛布局，產(chǎn)業(yè)鏈、上下游齊發(fā)力，技術(shù)迭代加速，加快推動(dòng)場(chǎng)景落地。
然而，冷曉琨表示，人形機(jī)器人在工業(yè)場(chǎng)景中的應(yīng)用，還處于小規(guī)模試驗(yàn)階段。目前，只有少部分先進(jìn)工廠開(kāi)始探索在某些工作流程中使用，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模替代人工還為時(shí)尚早。
“成本較高成為其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的掣肘。”中國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院研究員陳志在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，國(guó)產(chǎn)人形機(jī)器人成本每臺(tái)約70萬(wàn)元。除了高昂的整機(jī)成本，核心零部件缺乏統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、定制化場(chǎng)景牽引不足等也阻礙了人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
大模型算法決定人形機(jī)器人的智能化水平和運(yùn)動(dòng)能力，當(dāng)前人形機(jī)器人發(fā)展面臨的最大瓶頸仍是“大腦”。陳志表示，“大腦”是否聰明面臨的最大問(wèn)題是數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)用于訓(xùn)練大模型算法的高質(zhì)量數(shù)據(jù)集匱乏，在數(shù)據(jù)收集效率和仿真技術(shù)等方面與國(guó)外差距明顯。“數(shù)據(jù)是機(jī)器人的原料，沒(méi)有數(shù)據(jù)，機(jī)器人何談智能。”
“我國(guó)人形機(jī)器人發(fā)展仍處于起步階段。”冷曉琨將當(dāng)前的人形機(jī)器人市場(chǎng)比作2018年前后的新能源汽車，無(wú)論是社會(huì)接受度、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度還是出貨量都很相似。但隨著成本下探與生態(tài)完善，產(chǎn)業(yè)有望復(fù)制新能源汽車發(fā)展路徑，成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)極。
走進(jìn)家庭路還很長(zhǎng)
在某企業(yè)展廳，一臺(tái)人形機(jī)器人正為老人按摩肩頸。它還能幫孩童輔導(dǎo)作業(yè)，空閑時(shí)間還可以疊衣服、打掃衛(wèi)生……人形機(jī)器人越來(lái)越嫻熟的技能，讓人們對(duì)它走入日常生活充滿期待。
“消費(fèi)者比較樂(lè)于見(jiàn)到人形機(jī)器人大規(guī)模走進(jìn)家庭，但它真正落地還有很長(zhǎng)的路要走。”中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院未來(lái)產(chǎn)業(yè)研究中心人工智能研究室主任鐘新龍說(shuō)。
鐘新龍表示，家庭環(huán)境涵蓋更多的碎片化場(chǎng)景，復(fù)雜性超乎想象。如需同時(shí)處理寵物、飄動(dòng)的窗簾、滾動(dòng)的玩具等多個(gè)移動(dòng)物體，還要持續(xù)學(xué)習(xí)家庭成員習(xí)慣、理解“把藥放在媽媽看得見(jiàn)的地方”這類模糊指令等，難度很大。
中國(guó)科學(xué)院最新測(cè)試顯示，當(dāng)前市面上的主流機(jī)型在模擬家庭環(huán)境中的任務(wù)完成率僅達(dá)58.3%，較工廠場(chǎng)景下降37個(gè)百分點(diǎn)。“當(dāng)機(jī)器人不太聰明時(shí)，只能在工廠做一些相對(duì)簡(jiǎn)單的工作，但具身智能更深層的意義是讓機(jī)器人從‘專才’走向‘通才’，從在特定環(huán)境下完成單一任務(wù)，到能在開(kāi)放環(huán)境中執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)。”鐘新龍說(shuō)。
靈巧手是人形機(jī)器人“皇冠上的明珠”。家庭場(chǎng)景中很多動(dòng)作，如握筷子、拿雞蛋等都需要它足夠靈活才能實(shí)現(xiàn)。人手可實(shí)現(xiàn)21個(gè)自由度，33種常用抓取動(dòng)作。一只靈巧手由12個(gè)電機(jī)、6個(gè)驅(qū)動(dòng)板、23個(gè)傳感器、741個(gè)零件以及200多個(gè)線束組成，目前最多只能實(shí)現(xiàn)19個(gè)自由度。
“讓靈巧手像人手一樣太難了。”浙江靈巧智能科技有限公司CEO周晨表示，機(jī)器人靈巧手復(fù)雜程度遠(yuǎn)超其他部件，在更小的體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多的自由度并非易事。在軟件算法上，多指協(xié)同操作時(shí)，需動(dòng)態(tài)規(guī)劃各關(guān)節(jié)力矩以避免自碰撞，并適應(yīng)不同物體的形狀與重量。這對(duì)計(jì)算資源的實(shí)時(shí)性要求極高。“這也是為什么人覺(jué)得握筷子如此簡(jiǎn)單，而機(jī)器人卻很難實(shí)現(xiàn)。”周晨解釋說(shuō)。
鐘新龍感慨，機(jī)器人的終極目標(biāo)和最大價(jià)值之一就是像人一樣“用手”干活。如果人形機(jī)器人能用靈巧手執(zhí)行家務(wù)、照護(hù)老人，人類就可以真的“躺平”了。
也有專家表示，為了更好地與人類協(xié)作或服務(wù)人類，人形機(jī)器人需要具備自然、流暢的人機(jī)交互能力。在家庭服務(wù)場(chǎng)景下，目前人形機(jī)器人的智能化水平還難以兼顧全部場(chǎng)景，可先以人機(jī)協(xié)作模式，從簡(jiǎn)單的掃地、收拾桌面等入手，逐步過(guò)渡到更復(fù)雜的家務(wù)操作。
冷曉琨的判斷是：“人形機(jī)器人3到5年能實(shí)用化，真正在家庭場(chǎng)景廣泛使用至少還需要10年。”他說(shuō)，人形機(jī)器人走進(jìn)家庭不光靠技術(shù)，安全、倫理問(wèn)題、市場(chǎng)準(zhǔn)入這些坎兒都得過(guò)，建議國(guó)家相關(guān)部門適時(shí)出臺(tái)相應(yīng)的政策支持、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及監(jiān)管措施等。
“加油、加油，這個(gè)‘小個(gè)子’跑得真好，步伐最穩(wěn)健。”當(dāng)看到機(jī)器人靈活地跑過(guò)彎道，路邊觀眾禁不住大喊。4月19日，北京亦莊，人類馬拉松運(yùn)動(dòng)員與人形機(jī)器人“跑者”站在同一起跑線。
早上7點(diǎn)半，全球首個(gè)人形機(jī)器人半程馬拉松開(kāi)賽，第一個(gè)出場(chǎng)的“天工”機(jī)器人威猛高大，是個(gè)1米8的大個(gè)頭。“旋風(fēng)小子”“小頑童”則小巧靈活，步幅穩(wěn)定，甚至還穿著運(yùn)動(dòng)鞋，跑起來(lái)就像小朋友。
對(duì)人類來(lái)講，跑上馬拉松賽道并非難事；對(duì)人形機(jī)器人來(lái)講，走向真實(shí)開(kāi)放的場(chǎng)景，卻是科技和產(chǎn)業(yè)的一大步。
《2025人形機(jī)器人與具身智能產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》提出，2025年，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)有望從“技術(shù)驗(yàn)證期”向“規(guī)模化商用期”快速過(guò)渡，全球具身智能市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)195.25億元。
杭州宇樹(shù)科技有限公司CEO王興興認(rèn)為，今年人形機(jī)器人數(shù)量會(huì)顯著增加，預(yù)計(jì)兩年內(nèi)，可以在一些基礎(chǔ)服務(wù)業(yè)或工業(yè)應(yīng)用中推廣。隨著技術(shù)不斷成熟與成本逐步降低，人形機(jī)器人走進(jìn)千家萬(wàn)戶的腳步會(huì)越來(lái)越快。當(dāng)前，人形機(jī)器人處于怎樣的發(fā)展階段，距離真正商業(yè)化之路還有多遠(yuǎn)？
突然爆火的背后
自從在央視春晚舞臺(tái)轉(zhuǎn)手絹以來(lái)，人形機(jī)器人屢屢出圈，賺足了眼球。
在資本市場(chǎng)，其也正成為新的“風(fēng)口”。僅2024年上半年，全球人形機(jī)器人領(lǐng)域融資額突破50億美元，相當(dāng)于過(guò)去五年的總和。
“人形機(jī)器人突然爆火的背后，是具身智能的突破。”樂(lè)聚（深圳）機(jī)器人技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)冷曉琨說(shuō)。
冷曉琨解釋，具身智能是指將人工智能融入機(jī)器人等物理實(shí)體，賦予它們像人一樣感知、學(xué)習(xí)及與環(huán)境動(dòng)態(tài)交互的能力。1950年提出的這一概念，強(qiáng)調(diào)的是智能體通過(guò)身體與環(huán)境的互動(dòng)產(chǎn)生智能行為。
業(yè)界普遍認(rèn)為，具身智能主要由“大腦”“小腦”“本體”三部分構(gòu)成。“大腦”即AI大模型，可提高機(jī)器人的語(yǔ)言交互、環(huán)境感知、任務(wù)決策等關(guān)鍵能力，幫助機(jī)器人與人類進(jìn)行對(duì)話交互并做出決策；“小腦”則是運(yùn)動(dòng)控制算法，控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)、身體感知與平衡。“人形機(jī)器人無(wú)疑是大模型進(jìn)入物理世界最合適的載體。”冷曉琨說(shuō)。
在人形機(jī)器人發(fā)展史上，有三個(gè)里程碑事件不可繞過(guò)：1973年，世界第一個(gè)人形機(jī)器人在日本早稻田大學(xué)誕生，首次實(shí)現(xiàn)了雙足行走，盡管動(dòng)作機(jī)械僵硬；2000年，本田發(fā)布人形機(jī)器人ASIMO第一代機(jī)型，行走更加自然；2013年，美國(guó)波士頓動(dòng)力公司研發(fā)的雙足機(jī)器人Atlas亮相，平衡性大大增強(qiáng)，不但會(huì)跑，而且摔倒后可以站起來(lái)。
北京理工大學(xué)教授、北京理工華匯智能科技有限公司董事長(zhǎng)張偉民表示，長(zhǎng)期以來(lái)，機(jī)器人開(kāi)發(fā)以編程為基礎(chǔ)，2022年AI大模型問(wèn)世，強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力推動(dòng)人形機(jī)器人快速發(fā)展。
我國(guó)人形機(jī)器人的探索起步于20世紀(jì)80年代末，國(guó)內(nèi)企業(yè)大多采用“整機(jī)集成、關(guān)鍵零部件自研”路線，加速推進(jìn)整機(jī)產(chǎn)品迭代。
“目前，國(guó)內(nèi)人形機(jī)器人產(chǎn)品具備較為穩(wěn)定的行走、跑跳、站起等基本功能，在技術(shù)方面與國(guó)外比肩。”張偉民說(shuō)，這些動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)主要得益于“小腦”的進(jìn)步?；镜倪\(yùn)動(dòng)控制算法解決以后，人形機(jī)器人穩(wěn)定平衡能力顯著提升，結(jié)合大模型在場(chǎng)景中的訓(xùn)練學(xué)習(xí)，其行動(dòng)愈發(fā)自如。
此次馬拉松比賽中，“天工”以2小時(shí)40分鐘成功完賽，摘取桂冠。“對(duì)機(jī)器人來(lái)講，跑馬拉松時(shí)地面可能凹凸不平，還會(huì)有轉(zhuǎn)彎、斜坡，在重心偏離時(shí)，能夠保持身體平衡都很難。”北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心品牌公關(guān)負(fù)責(zé)人魏嘉星介紹，為準(zhǔn)備此次比賽，團(tuán)隊(duì)在具身智能大、小腦和本體等多個(gè)層面優(yōu)化。
在機(jī)器人本體方面，該中心基于天工Ultra平臺(tái)，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，尋找重量與剛度之間的平衡點(diǎn)，減少跑步過(guò)程中地面對(duì)腿和腳的沖擊，提高長(zhǎng)時(shí)間奔跑的穩(wěn)定性。
為提高運(yùn)動(dòng)速度，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在仿真環(huán)境中不斷訓(xùn)練“天工”，探索關(guān)節(jié)力矩和轉(zhuǎn)速的峰值邊界。同時(shí)，還提升了關(guān)節(jié)導(dǎo)熱和風(fēng)冷散熱技術(shù)，使機(jī)器人可以保持21公里長(zhǎng)時(shí)間跑步。“這在以前都是不可想象的。”魏嘉星說(shuō)。
從跳舞、前空翻，到登臺(tái)階、雪地奔跑，人形機(jī)器人技能進(jìn)階之快讓人眼花繚亂。魏嘉星表示，眾多動(dòng)作中，登臺(tái)階較難實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)階段，人形機(jī)器人上下臺(tái)階時(shí)，大多需要提前掃描樓梯建立三維模型，再根據(jù)預(yù)設(shè)程序邁出固定步幅。
“這種‘照著圖紙走鋼絲’的方式，面對(duì)真實(shí)場(chǎng)景下無(wú)法預(yù)知的地形，就像讓蒙眼登山者復(fù)刻昨天的腳步，一旦臺(tái)階尺寸變化或定位偏移，極易踏空失衡。”魏嘉星說(shuō)。
此前，“天工”機(jī)器人成功連續(xù)攀爬100多級(jí)臺(tái)階，取得重要技術(shù)突破。“在不久的將來(lái)，這些人形機(jī)器人甚至能在山地、雪地、廢墟等極端環(huán)境下開(kāi)展救援等各種作業(yè)，為具身智能應(yīng)用的普及奠定基礎(chǔ)。”魏嘉星說(shuō)。
找準(zhǔn)應(yīng)用場(chǎng)景是關(guān)鍵
屈膝、下蹲、從托盤上穩(wěn)穩(wěn)搬起物料箱放在拖車上，然后轉(zhuǎn)身，繼續(xù)搬運(yùn)……如今，人形機(jī)器人進(jìn)廠“打工”，在汽車制造、電子制造等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域“上崗”。
“我們不只是要做一臺(tái)能跑會(huì)跳的人形機(jī)器人，而是要真正推動(dòng)其賦能千行百業(yè)。”在冷曉琨看來(lái)，讓機(jī)器人服務(wù)人、服務(wù)產(chǎn)業(yè)，才是最根本的目的。
冷曉琨分析，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)要經(jīng)歷三個(gè)重要階段，依次是面向科研機(jī)構(gòu)和展廳場(chǎng)景、工業(yè)場(chǎng)景、家用場(chǎng)景。
相比其他領(lǐng)域，工業(yè)場(chǎng)景對(duì)人形機(jī)器人需求更為迫切。它被視為最有潛力的工業(yè)助手。與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人相比，人形機(jī)器人在靈活性和適應(yīng)性上具有顯著優(yōu)勢(shì)，如在電池組裝環(huán)節(jié)，可輕松完成高精度操作，減少人工參與。
“但在精細(xì)操作和復(fù)雜長(zhǎng)鏈任務(wù)上，機(jī)器人的工作效率約為熟練工人的70%，人形機(jī)器人仍需突破關(guān)鍵技術(shù)。”冷曉琨說(shuō)，機(jī)器人還干不了像打螺絲等高級(jí)技工承擔(dān)的復(fù)雜工作，而只能干一些像搬運(yùn)、組裝、焊接之類繁重、重復(fù)性強(qiáng)的粗活。
中泰證券發(fā)布的報(bào)告顯示，目前人形機(jī)器人已在商場(chǎng)接待、柔性制造等多領(lǐng)域開(kāi)展試驗(yàn)性應(yīng)用。長(zhǎng)期來(lái)看，僅我國(guó)汽車制造業(yè)就有約34萬(wàn)臺(tái)人形機(jī)器人的潛在需求。
“國(guó)家戰(zhàn)略層面的重視，也為引領(lǐng)我國(guó)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。”張偉民說(shuō)，2023年11月，工信部出臺(tái)《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》將人形機(jī)器人發(fā)展提升到了和計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、新能源汽車同等地位。
今年兩會(huì)，“具身智能”首次寫入政府工作報(bào)告。各地紛紛布局，產(chǎn)業(yè)鏈、上下游齊發(fā)力，技術(shù)迭代加速，加快推動(dòng)場(chǎng)景落地。
然而，冷曉琨表示，人形機(jī)器人在工業(yè)場(chǎng)景中的應(yīng)用，還處于小規(guī)模試驗(yàn)階段。目前，只有少部分先進(jìn)工廠開(kāi)始探索在某些工作流程中使用，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模替代人工還為時(shí)尚早。
“成本較高成為其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的掣肘。”中國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院研究員陳志在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，國(guó)產(chǎn)人形機(jī)器人成本每臺(tái)約70萬(wàn)元。除了高昂的整機(jī)成本，核心零部件缺乏統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、定制化場(chǎng)景牽引不足等也阻礙了人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
大模型算法決定人形機(jī)器人的智能化水平和運(yùn)動(dòng)能力，當(dāng)前人形機(jī)器人發(fā)展面臨的最大瓶頸仍是“大腦”。陳志表示，“大腦”是否聰明面臨的最大問(wèn)題是數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)用于訓(xùn)練大模型算法的高質(zhì)量數(shù)據(jù)集匱乏，在數(shù)據(jù)收集效率和仿真技術(shù)等方面與國(guó)外差距明顯。“數(shù)據(jù)是機(jī)器人的原料，沒(méi)有數(shù)據(jù)，機(jī)器人何談智能。”
“我國(guó)人形機(jī)器人發(fā)展仍處于起步階段。”冷曉琨將當(dāng)前的人形機(jī)器人市場(chǎng)比作2018年前后的新能源汽車，無(wú)論是社會(huì)接受度、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度還是出貨量都很相似。但隨著成本下探與生態(tài)完善，產(chǎn)業(yè)有望復(fù)制新能源汽車發(fā)展路徑，成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)極。
走進(jìn)家庭路還很長(zhǎng)
在某企業(yè)展廳，一臺(tái)人形機(jī)器人正為老人按摩肩頸。它還能幫孩童輔導(dǎo)作業(yè)，空閑時(shí)間還可以疊衣服、打掃衛(wèi)生……人形機(jī)器人越來(lái)越嫻熟的技能，讓人們對(duì)它走入日常生活充滿期待。
“消費(fèi)者比較樂(lè)于見(jiàn)到人形機(jī)器人大規(guī)模走進(jìn)家庭，但它真正落地還有很長(zhǎng)的路要走。”中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院未來(lái)產(chǎn)業(yè)研究中心人工智能研究室主任鐘新龍說(shuō)。
鐘新龍表示，家庭環(huán)境涵蓋更多的碎片化場(chǎng)景，復(fù)雜性超乎想象。如需同時(shí)處理寵物、飄動(dòng)的窗簾、滾動(dòng)的玩具等多個(gè)移動(dòng)物體，還要持續(xù)學(xué)習(xí)家庭成員習(xí)慣、理解“把藥放在媽媽看得見(jiàn)的地方”這類模糊指令等，難度很大。
中國(guó)科學(xué)院最新測(cè)試顯示，當(dāng)前市面上的主流機(jī)型在模擬家庭環(huán)境中的任務(wù)完成率僅達(dá)58.3%，較工廠場(chǎng)景下降37個(gè)百分點(diǎn)。“當(dāng)機(jī)器人不太聰明時(shí)，只能在工廠做一些相對(duì)簡(jiǎn)單的工作，但具身智能更深層的意義是讓機(jī)器人從‘專才’走向‘通才’，從在特定環(huán)境下完成單一任務(wù)，到能在開(kāi)放環(huán)境中執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)。”鐘新龍說(shuō)。
靈巧手是人形機(jī)器人“皇冠上的明珠”。家庭場(chǎng)景中很多動(dòng)作，如握筷子、拿雞蛋等都需要它足夠靈活才能實(shí)現(xiàn)。人手可實(shí)現(xiàn)21個(gè)自由度，33種常用抓取動(dòng)作。一只靈巧手由12個(gè)電機(jī)、6個(gè)驅(qū)動(dòng)板、23個(gè)傳感器、741個(gè)零件以及200多個(gè)線束組成，目前最多只能實(shí)現(xiàn)19個(gè)自由度。
“讓靈巧手像人手一樣太難了。”浙江靈巧智能科技有限公司CEO周晨表示，機(jī)器人靈巧手復(fù)雜程度遠(yuǎn)超其他部件，在更小的體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多的自由度并非易事。在軟件算法上，多指協(xié)同操作時(shí)，需動(dòng)態(tài)規(guī)劃各關(guān)節(jié)力矩以避免自碰撞，并適應(yīng)不同物體的形狀與重量。這對(duì)計(jì)算資源的實(shí)時(shí)性要求極高。“這也是為什么人覺(jué)得握筷子如此簡(jiǎn)單，而機(jī)器人卻很難實(shí)現(xiàn)。”周晨解釋說(shuō)。
鐘新龍感慨，機(jī)器人的終極目標(biāo)和最大價(jià)值之一就是像人一樣“用手”干活。如果人形機(jī)器人能用靈巧手執(zhí)行家務(wù)、照護(hù)老人，人類就可以真的“躺平”了。
也有專家表示，為了更好地與人類協(xié)作或服務(wù)人類，人形機(jī)器人需要具備自然、流暢的人機(jī)交互能力。在家庭服務(wù)場(chǎng)景下，目前人形機(jī)器人的智能化水平還難以兼顧全部場(chǎng)景，可先以人機(jī)協(xié)作模式，從簡(jiǎn)單的掃地、收拾桌面等入手，逐步過(guò)渡到更復(fù)雜的家務(wù)操作。
冷曉琨的判斷是：“人形機(jī)器人3到5年能實(shí)用化，真正在家庭場(chǎng)景廣泛使用至少還需要10年。”他說(shuō)，人形機(jī)器人走進(jìn)家庭不光靠技術(shù)，安全、倫理問(wèn)題、市場(chǎng)準(zhǔn)入這些坎兒都得過(guò)，建議國(guó)家相關(guān)部門適時(shí)出臺(tái)相應(yīng)的政策支持、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及監(jiān)管措施等。
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