全球科技企业、互联网巨头、汽车大厂纷纷加速布局，涌入人形机器人赛道。群雄并起，谁能在人形机器人赛道跑出好成绩，时间和市场会给出答案。毋庸置疑，任何一家人形机器人企业若要在博弈中胜出，都需要加紧“修炼内功”。毕竟，拥有过硬技术实力的企业才能在竞争中立于不败之地。
勇登险峰，才能傲视群雄；攻克最难的技术，才有可能实现跨越式发展。
一直以来，人形机器人研发的难度系数是业界公认最高的。人形机器人（Android），又称仿生人，音译安卓，是具备人类外形，能够模仿人类的机器人，尤其特指具有和人类相似肌体的种类。因其集机、电、材料、计算机、传感器、控制技术等多门学科于一体，成为体现一个国家科技实力和发展水平的重要标志。
俄罗斯工程院外籍院士、苏州大学机电工程学院院长孙立宁认为，特斯拉人形机器人擎天柱（Optimus）的发布，引起了全球各界对于人形机器人的关注。从产业链条来看，仿生机器人对于产业上游基础原材料、核心零部件，中游机器人本体，以及下游应用有着较强的带动能力，有望引发新的产业变革。
“人形机器人具有人性化、智能化、个性化等特点，将成为机器人产业的新赛道。”创泽智能机器人集团股份有限公司董事长李庆民表示，因为它涉及多个产业的技术融合和协作，能够满足人类对于“机器人”这一概念的想象和需求，在智能制造、智慧教育、智慧医疗、智慧养老等领域都有大量潜在应用需求。
必须是“人形”吗
有专家认为，机器人是不是人形要由应用场景决定。在医疗、文旅等服务行业，一个粗糙简陋的机器人会让人望而生畏，可能连交流的愿望都没有，越像人当然越受欢迎；在制造业生产线上，用一个形神兼备、会微笑的机器人拧螺丝或许就有些大材小用，只要能快速准确地完成生产线上的任务足矣，毕竟是“人形”还是“非人形”并不在考核指标内。简言之，人形机器人究竟要“形”拟、“神”似到何种程度，要根据其服务的对象而定。“我们目前正在布局以元宇宙机器人操作系统为依托的人形机器人，暂时不考虑对目前的产品在'仿人形’方面进行大量的设计或是投入。”李庆民表示，因为机器人只是人工智能的一个载体，未来只要是能为人提供服务的都可以称为机器人，而不局限于部分固定载体。机器人未来肯定要脱离开目前的实际形体，向着虚拟人工智能发展。
业界人士认为，人形机器人在硬件本体设计、驱动器性能、运动控制上的技术要求高，相关技术很容易转化到其他自动化领域（如工业机械臂、四足机器人等），研发人形机器人对机器人及相关产业发展具有重要意义。乐聚（深圳）机器人技术有限公司（简称乐聚机器人）研发副总裁吴雨璁认为，将机器人设计成人形是为了更好地适配人类社会的工作场景，可以满足特定环境的工作需求。“举一个例子，如果仅仅给机器人安装轮子，但不能像人一样行走，那么所有的工作场景都需要改造成平地或是配备电梯”。由于人形机器人具备拟人（Anthropomorphic）特征，因而其是未来最有潜力融入人类生活的机器人，可以更容易地使用为人类设计的工具，进入为人类设计的生活和工作空间。而且，如果一台机器人看上去摸上去都跟真人一样，会更具有亲和力，让人从心理上更容易接受。
正如大连蒂艾斯科技发展有限公司（简称EX机器人）总裁李博阳所言，无论是AI技术还是机器人技术，其最终目的是造福人类、回馈社会。当AI技术取得重大突破后，其首要任务就是向真实世界延伸。
如果想要更好地服务于真实世界，所有技术都需要一个载体承载并使用这些AI能力，手机、智能音箱、IoT智能设备都曾作为AI技术的载体。“如今，GPT大模型的能力正在不断逼近通用人工智能（AGI，
ArtificialGeneralIntelligence），其在自然语言处理、图像识别、图像生成、文本生成等领域都表现出更多人性化的特征，传统的载体已经不足以将这些能力有效地整合于一身。因此，作为万物之灵的人类形态，才是承载所有AI能力的终极形态和最终归宿。”李博阳说。
我国人形机器人产业发展现状
“中国的人形机器人产业正在快速发展，2023年市场规模预计将达到200亿元。”李庆民认为，国内的人形机器人研发在人机交互、机器视觉和运动控制等方面已经取得了显著成果，产业链也更加完善，已经形成了从顶层设计、核心技术研发到终端应用落地的全产业链闭环，而且人形机器人的应用范围也正在不断拓宽。
我国人形机器人产业发展情况如何？吴雨璁认为，在硬件设计方面，比如电机和减速器国内企业更有优势。欧洲和美国一些研究机构在研发人形机器人时，还是从中国采购和定制关节等核心零部件，这就是很好的证明。此外，这两年国内芯片行业发展迅速，就人形机器人这个行业而言，芯片已经实现了自主可控。但我国的人形机器人在软件应用方面还有许多可以提升的空间。比如在智能算法方面，特斯拉应用的很多数据是通过其生产的汽车采集到的。研发团队从特斯拉汽车中移植Autopilot视觉神经网络，用于视觉识别、定位、运动控制等。其在智能化的研究上遥遥领先。
“目前，人形服务机器人技术的发展还需要面临很多技术难题，如运动控制、视觉感知、人机交互。但是随着技术的不断发展和应用场景的扩大，通过市场化的推动，在不断迭代过程中，我国研发出超过欧美机器人水平的产品指日可待。”李博阳表示。
自2016年成立以来，乐聚机器人专注机器人核心技术研究、智能机器人产品研发和生产，目前已拥有完全自主知识产权的硬件和控制系统，掌握机器人整体结构设计、核心部件制造、人工智能算法、操作系统等一系列先进技术。
乐聚机器人的技术创新主要表现在三方面。第一，为提升机器人运动性能，乐聚机器人发力机器人核心零部件，聚焦机器人关节开展研究，实现机器人核心零部件国产化及领先化，突破技术瓶颈。
吴雨璁举例说：“我们研发的适用于小型足式机器人的高韧性强扭矩复合材料舵机，在国内机器人行业属于首创，实现了核心零部件国产化，比同类产品使用寿命增加100%、重量减轻30%、噪音降低40%。还有适用于高动态大型足式机器人的高性能模块化驱动单元，与同类技术相比，密度大、抗过载、抗冲击、速比大，更能满足大尺寸机器人高性能及复杂场景拓展需求。”第二，优化双足机器人步态算法。针对机器人轨迹跟踪精度低、运动鲁棒性差等问题，乐聚机器人提出基于全身动力学模型与二次规划的机器人运动轨迹控制框架，使机器人运动更柔顺，鲁棒性更强，具有普适性和稳定性。第三，乐聚机器人深入研究泛在机器人操作系统。“羲和”机器人操作系统塑造机器人行业开放生态，开启了机器人操作系统国产化第一步。
“与其他人形机器人研发企业相比，EX机器人最大的优势是超仿真的程度更高。”李博阳认为，未来，如果人形服务机器人想更好地为人类服务，一个与人类高度类似的外貌将更有助于其融入人类社会。
EX机器人定义的超仿真，不仅是外貌的仿真，还包括行为的仿真、动作的仿真、思考方式的仿真。“换言之，这更像是重新造一个人。基于这一理念，EX机器人在软件、硬件和软硬件协同上做了很多工作，一路上不断攻坚克难。”李博阳说。
阻碍产业发展的“大山”
随着人形机器人技术的不断发展和应用场景的不断拓展，市场规模有望不断扩大。据国际机器人协会（IFR）预测，2021年到2030年，全球人形机器人市场规模年复合增长率将高达71%，2030年将达千亿元（人民币）规模。此外，随着全球人口老龄化程度不断加剧，人形机器人在老年人照护、医疗康复、教育等领域有望得到更广泛的应用。
3月1日，国务院新闻办公室举行“权威部门话开局”系列主题新闻发布会，介绍“加快推进新型工业化做强做优做大实体经济”有关情况。工业和信息化部部长金壮龙表示，将前瞻布局未来产业。研究制定未来产业发展行动计划，加快布局人形机器人、元宇宙、量子科技等前沿领域，全面推进6G技术研发。鼓励地方先行先试，加快布局未来产业。近日，北京市经济和信息化局编制印发《北京市机器人产业创新发展行动方案（2023-2025年）（征求意见稿）》，提出发展机器人“1+4”产品体系，加紧布局人形机器人研发与应用，有望推动人形机器人技术升级与商业化加速到来。
目前制约人形机器人应用的因素是什么？智能化程度和成本是阻碍人形机器人广泛应用的两座大山。“如果智能化程度更高，成本能够大幅降低，除了服务行业，人形机器人将来在工业领域，特别是制造业企业中大有作为。”吴雨璁说，“工业机器人基本上有6至7个关节，人形机器人要有17至20个关节，多的甚至需要大大小小四五十个关节，价格比较昂贵。人形机器人产业若要持续发展，成本一定要降下去。按照特斯拉的设想，五年之内要把售价降到两万美元，那它完全可以替代人工。”
除成本外，技术、商业化程度也是挡在人形机器人产业赛道上的拦路虎。“人形机器人的成本较高，在市场量级有限的情况下，上游硬件成本与定价都较高，软件依赖厂商自身开发；人力成本较高，使得它们的应用范围受到了很大限制。”李博阳表示，人形机器人涉及机械、电子、软件、控制等多个领域的技术，其中各种技术的协调与整合是一大难点。人形机器人的下肢对力量、稳定性和肢体动作的连贯性有着很高的要求，要达到像人类一样自然地走路，需要与激光雷达、配套传感器、摄像头以及算法配合。
“此外，人形机器人是新生事物，在如何商业化上仍处于探索阶段。EX机器人会继续探索人形机器人与各行各业结合的最佳路径”。
造“人”还是造“芯”
人形机器人卷出新高度是不争的事实。其既“靠脸吃饭”又凭实力出圈，或将成为人形机器人未来的真实写照———既要像“人”，还要有“芯”。
中国科学院院士黄维认为：“柔性电子在人形机器人领域的应用范围很宽，前景广阔。”电子皮肤、电子鼻、电子眼、人工喉、人工肌肉等如雨后春笋般出现，不仅可以让人形机器人更加柔性化，还将使其更好地感知压力、温度、湿度、硬度等外界刺激，更加拟人化。
电子皮肤可以让人形机器人知道是否与人或物进行了接触，并随时调节它们的行为动作和力量大小，因此受到业界广泛关注。但其面临的产业化难题不容忽视，李博阳表示，其中最主要的问题有两个：第一是怎样让人形机器人具备更加精细的感知能力，能够准确解读和反馈电子皮肤感知到的信息。第二是产业化应用问题。触觉机器人公司SynTouch的副总裁PeterBotticelli表示，触觉技术从高校走出来只是第一步，更艰巨的探索是系统集成，也就是如何把一个个传感器、电机、电池和摄像头做成一个稳定可靠的产品。
为了达到“以假乱真”的程度，EX机器人购置全套工业级3D设备，精确记录人体的生物数据；然后利用3D打印技术，将人的关节、毛孔，皮肤纹理，甚至眼球光泽、虹膜完美复刻。
在超仿真皮肤的研究方面，EX机器人研发团队历时10年，经过上万次实验研制配方，最终选择医用级硅胶材质作为基底，改进机器人的皮肤设计及制造工艺，使其触感、韧性更接近人类肌肤，并且使其满足压力、温度等指标要求；EX机器人采用合金骨架，不易变形和被腐蚀，所有关节的设计均能满足人体骨骼结构的要求（包括可活动范围、角度、力度等方面）。
仅“颜值高”还难挑重担，除外形足够像真人，人形机器人还要够灵活，够聪明，才能更好地为人类服务或是代替人类工作。EX机器人将机器视觉、文本转语音、自然语言处理、上下文逻辑推理等技术整合成一体，使机器人可听、可看、可说。在硬件上，EX机器人为下位机新设计了相应的算法，修改了大量的机械结构，大幅降低了硬件设备的故障率和损耗度，同时也大幅提高了机器人的机械性能。
“为了更精确控制机器人的表情、动作，我们采用了分布式的设计理念，把机器人的结构拆成若干独立的小单元，单元与单元之间采用一对一、一对多、多对多三种模式通信和下发指令。单元与单元之间保持松耦合状态，在局部出现故障和更换部分单元时，不会造成系统级故障。”李博阳说。
“ChatGPT的爆火标志着人工智能已经从弱人工智能走向强人工智能，将成为科技创新、产业升级和生产力提升的重要驱动力。”李庆民表示，“我们将加强与ChatGPT等新兴技术的融合，增强机器人的智能交互能力，提高机器人对自然语言的理解和处理能力，让机器人更好地满足用户的需求。”
全球科技企业、互联网巨头、汽车大厂纷纷加速布局，涌入人形机器人赛道。群雄四起，谁能在人形机器人赛道上跑出好成绩，时间和市场会给出答案。毋庸置疑，任何一家人形机器人企业若要在博弈中胜出，都需要加紧“修炼内功”。毕竟，拥有过硬技术实力的企业才能在竞争中立于不败之地。
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