2024年08月28日
◆ 本期《瞭望》專題聚焦“人形機器人”產業，由四篇文章組成：
人形機器人母平臺“天工”在北京發布（2024 年 4 月 27 日攝） 郭宇靖攝 / 本刊
“從1969年第一代人形機器人問世至今55年來，沒有任何時刻比今天更接近夢想成真。人形機器人的iPhone時刻已經來臨?！痹诒本┚呱碇悄軝C器人創新中心總經理熊友軍看來，近一兩年行業進化超過了以前很多年的發展。
2024年4月，我國自主研發的通用人形機器人“天工”在北京經濟技術開發區首次亮相。身高163厘米，體重43公斤，可以負載5公斤重物，奔跑速度達6公里/小時，能在盲視狀態下通過障礙物……“天工”突破性地實現了純電驅動的全尺寸人形機器人擬人奔跑。
7月，在上海召開的2024世界人工智能大會上，25款人形機器人排成“先鋒陣列”展現全球具身智能的最新成果，全球首款通用人形機器人開源公版機“青龍”驚艷亮相。
自從人工智能大模型讓機器人有了大腦，具備與外界“溝通”的能力，迅速點燃了一度沉寂的市場熱情，人形機器人有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品，成為當今世界科技前沿領域必爭之地。高盛預測，到2035年，人形機器人市場規模有望達到1540億美元。
在這萬億級賽道上，中國與其他國家同步開跑。
2023年11月，工業和信息化部發布《人形機器人創新發展指導意見》，提出到2025年，我國人形機器人創新體系初步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關鍵技術取得突破，確保核心部組件安全有效供給。
就是在這個月，國內首家瞄準人形機器人核心技術、產品研發和應用生態建設的創新中心——北京具身智能機器人創新中心在北京經濟技術開發區成立，拉開了北京、上海、廣東等創新資源富集地區在這一新賽道領跑的序幕。
2024年以來，浙江、山東、安徽、四川等制造大省快速跟進，多地成立集產學研用于一體的創新中心，發揮技術攻堅、本體集成和應用示范場景儲備的比較優勢，加快鍛長板、補短板。從核心零部件國產替代到“天工”“青龍”橫空出世，從會說四川方言的“夸父”到創下兩個月開發速度之最的“行者泰山”，中國發布整機產品的企業數量已超過20家。
盡管人形機器人產業尚處于底部向半山腰爬坡的狀態，距離形成規?；虡I應用仍需時日，但這個集新技術、新材料、高端制造于一身的新產業，貢獻了觀察中國產業向高端升級的獨特視角：從底層技術攻關到核心技術自主研發，從建立創新中心整合資源到搭建開源平臺共享成果，從培養細分市場隱形冠軍到搭建本土產業鏈零部件供應體系，從前瞻產業政策到創新生態互促，科技創新、政策引導、市場活力“鐵三角”推動產業快速起跑，與全球企業競速萬億級新賽道。
而人形機器人為代表的未來產業突圍之路，正是中國產業快速躍升，塑造全球競爭新優勢的必經之路。
整潔的車間里，工業機器人正在進行行星齒輪減速機、伺服控制器與通信接口模塊的精密組裝……在位于上海閔行區馬橋鎮人工智能創新試驗區的達闥機器人5G智能工廠，最快只需100秒，集通信、計算、傳感于一體的機器人智能柔性關節便自動裝配完成。
“得益于‘5G+工業互聯網’、數字孿生等智能技術的加持，工廠可同時生產超過10個不同型號的人形機器人關節，通過大批量自動化生產，降低了人形機器人行業進入門檻?！惫S負責人介紹。
即便如此，人形機器人落地，短期內更大的挑戰仍來源于硬件，尤其是需要高端制造支撐的核心零部件。小米機器人團隊負責人告訴記者，“目前（人形機器人）上肢精度大約在厘米級，與0.01毫米的工業精度差距還非常大。如果達到工業精度，數據收集效率會大大提升?！?/p>
制造精度已成為我國高端制造必須攻克的堡壘。這個短板怎么快速補齊？
以對機器人運動精度起到決定性作用的精密減速機為例，北京智同精密傳動科技有限責任公司首席科學家張躍明告訴記者，機器人運動的核心部件是“關節”，關節由精密減速機構成，其作用是傳導伺服電機的動力，調整速度和扭矩，這一部件中技術壁壘較高，過去國產工業機器人市場約75%的精密減速機被日本企業壟斷。
因為技術壁壘高，國內的工業機器人用減速機制造商一般采用逆向測繪仿制技術路線，產品精度與耐用度不足。智同科技走了一條從源頭理論創新出發，通過正向設計方法的路徑。2015年，智同科技成立，年底與北京工業大學合作開展“產、學、研、用”一體化深度合作，2020年成立“北京智同工大智能傳動技術研究院”，累計投入8億元，研究開發及生產工業機器人關節用高精密CRV減速機和人形機器人用新型擺線精密減速機。
從零起步，從對齒輪傳動的基礎理論研究，到齒輪材料、熱處理，再到零部件設計，不斷試錯、糾錯，最終全面掌握了高精密擺線減速機的設計原理，掌握了相關產品設計及制造工藝關鍵技術。
張躍明說，核心技術自主可控才能真正實現進口替代，填補國內空白。目前企業人形機器人精密減速機的精度及使用壽命等核心性能指標均達到國際領先水平。
自主研發正在成為破解關鍵零部件“卡脖子”的“標配”。這也體現在人形機器人核心感知部件傳感器上。與用于汽車、工業環境等不同，人形機器人需要嗅覺等特種傳感器，要求小型化、精密化，商業化還有低成本、批量化的需求。寧波均普人工智能與人形機器人研究院院長郭繼舜告訴記者，通過自主研發以及與合作伙伴的聯合研發，均普智能制造股份有限公司形成一系列人形機器人用關鍵傳感器套件的研發生產能力。面向特種傳感器需求，研發了六維力傳感器、機器人嗅覺傳感器等。其中，較為昂貴的六維力傳感器、高精度IMU、多光譜傳感器等，針對人形機器人進行有針對性的設計和降本，滿足大規模批量應用需求。在業內專家看來，傳感器也是中國工業現代化、智能化的基礎，亟需市場需求推動高端傳感器的研發制造。
包括優必選在內的一些國內公司正通過自研機器人操作系統應用框架，打破國外系統的壟斷，加快實現真正的自主可控，進一步提升系統的安全性、穩定性和可靠性。優必選科技副總裁、研究院執行院長焦繼超說，中國有足夠大的市場規模，還有全球最好的工業供應鏈，非常利于高性價比產品的規?；a。
除了企業為主體的創新突圍，工業大省、制造強市也跑步入列人形機器人產業，大幅拓展著產業腹地。
2024年3月，浙江在寧波成立了浙江人形機器人創新中心，重點開展人形機器人智能感控技術研究和整機系統研發。寧波是國內少有機器人減速機、控制器、伺服電機“三大件”都有布局的城市，在人形機器人關鍵零部件供應上具有先發優勢。
杭州明確提出對智能機器人“大腦”“小腦”建設、核心零部件和整機制造關鍵技術攻關等方向提供政策和資金支持；規劃到2026年，智能機器人全產業鏈工業產值突破500億元，實現整機新產品50項，其中達到產業化水平的人形機器人整機產品不少于3項。
在山東，人形機器人“行者泰山”以7.2公里/小時的速度穩定奔跑，達到了國內領先水平，并創下了業界人形機器人兩個月時間的開發速度之最。
為支持培育壯大人形機器人產業，山東對人形機器人整機生產企業最高給予800萬元獎勵，對人形機器人核心零部件配套生產企業擇優給予最高300萬元獎補。
安徽圍繞人形機器人“大腦-小腦-肢體-測評”全方位全鏈條技術布局，近期安徽省人形機器人重點實驗室、安徽省人形機器人產業創新中心兩大省級平臺獲批成立。
在四川，“人形機器人關鍵技術研發與應用示范”等首批7個省人工智能科技重大專項已于今年3月啟動。四川本地人形機器人——會說方言的“夸父”日前已作為“文明交通勸導員”出現在綿陽鬧市街頭。
目前，我國發布整機產品的企業數量超過20家，遠多于國外企業數量。賽迪智庫未來產業研究中心人工智能研究室主任鐘新龍認為，中國在人形機器人市場占據了與發達國家基本一致的先發優勢，在專利布局上居于全球第一梯隊，形成了一批擁有自主知識產權和核心技術的企業。中國人形機器人產業正在形成競爭優勢，產業規模持續壯大，諧波減速機、二維減速機等核心零部件進入國際頭部企業的供應體系；服務和特種機器人不僅在物流、醫療、建筑等領域實現規?；瘧?，在空間探索、應急救援、公共安全等方面也發揮著重要作用。
跑起來仍存挑戰
踏著小碎步，人形機器人來到汽車車身一側，檢查前后車門鎖扣質量，隨后手臂伸進車身，手指頭捏住安全帶向下拉，檢測安全帶功能，檢測結果實時上傳至工廠智能制造管理系統。近日，優必選工業人形機器人進入安徽合肥蔚來工廠總裝車間實訓，與人類協作完成質量檢測。
“人形機器人走出實驗室，來到真實的汽車制造環境中，通過收集流水線上的場景數據，了解企業生產需求，完成自我迭代升級，為正式‘上崗’做準備?！苯估^超說。
工業場景正在成為人形機器人企業率先瞄準的突破點，取代只能執行固定流程任務的傳統工業機器人。人形機器人進了工廠，離進入千家萬戶還遠嗎？
以制造技術的發展來看，遠沒有那么快。張躍明說，很多時候人形機器人走路“晃來晃去”，就是由于制造技術精度不夠、剛性不足導致的，這樣的“具身結構”，某種程度反映了制造業的整體能力。
當前，人形機器人正處于從實驗室邁向產業化的關鍵節點，作為機器人領域中復雜度最高的產品，其發展仍面臨不少挑戰。
首先，在關鍵部件領域，與國際頂尖水平仍存在差距。
高精度伺服電機、精密減速機的功率密度、產品壽命、可靠性仍有較大提升空間。
張躍明以減速機為例說，制造過程繁復且精密，對制造工藝以及材料等要求高，還有性價比的考量。未來隨著國內技術逐步突破，同時疊加我國精密減速機市場整體處于供不應求的狀態，精密減速機國產替代大有可為，國產替代進程有望加速。
浙江人形機器人創新中心主任、浙江大學教授熊蓉認為，以計算控制器來看，小體積下大算力的能力差距顯著，體現為國產芯片的算力和集成度與國際先進水平還有差距。雙足仿人機器人關節運動特點和人類類似，如運動速度快、機動性能好、步幅和步頻變化快等，這些運動特點都要求驅動器具有高功率密度、高響應性、高能量利用效率和耐沖擊性等特性。目前國內替代廠家處于初創期，還沒有大電流的產品，產品質量有待驗證?！拔覀円苍诟髽I提更高的要求，希望下一步能夠國產替代?！?/p>
具身感知使用的高端傳感器性能與國外存在差距。
目前一些企業已研發推出可量產的人形機器人用激光雷達傳感器、超寬光譜相機等，且表現出較為優異的性能，“但整體來說，在傳感器精度和耐久性上，與國際先進產品比，還有一定差距”，熊蓉說。
整體看，傳感器面臨核心技術缺乏、產業規模小等問題，國產傳感器性能指標穩定性、可靠性距離國外競品仍存在1～2個數量級差距。
其次，我國整機創新活躍，但缺乏“從0到1”創新。張躍明認為，國內研發熱情非常高，進步也很快，但是在原創技術上，產業往往善于做“從1到100”的開發，而難以“從0到1”創新。
國家地方共建人形機器人創新中心首席科學家江磊將挑戰總結為“一高五難”，即硬件門檻高、軟件算法難、軟硬解耦難、知識積累難、人才聚集難與安全應用難?！半m然人形機器人是非常熱的話題，但行業仍需要‘冷思考’?！彼f。
合力破解復雜工業難題
如何破解復雜工業難題，推動人形機器人產業高質量發展？目前，我國多地密集發力，從建立創新中心整合產業鏈，到搭建開源平臺共享成果，再到集中攻關底層技術，多個環節加速發力，培育形成新質生產力。
——國家和地方共建創新中心，整合行業資源。
我國多地加快構建人形機器人技術研發力量，北京、上海、廣東等地陸續布局了人形機器人創新中心，加快相關核心技術突破?！斑@是破解人形機器人發展難題的良方?！苯谡J為。
北京具身智能機器人創新中心聚焦具身智能機器人關鍵共性技術研發和生態建設，圍繞“天工”和“開物”兩大核心任務開展攻堅，并致力于成為具身智能領域的行業資源組織者、產業發展培育者、落地應用推動者。
“創新中心獲得了優必選等股東單位600余項知識產權授權，將整合上下游資源，瞄準聚焦于人形機器人核心技術研發和生態建設，聯合行業力量集中攻關，將成果再賦能整個行業?！毙苡衍娬f，創新中心將發揮創新攻堅牽引作用，形成快速響應企業需求的樣機研發、檢驗測試、精密加工、批量制造等服務能力。
熊蓉介紹，浙江人形機器人創新中心專注研發整機和大小腦，通過整機帶動上游形成供應鏈體系，以大小腦的能力賦能下游，再配合開發軟件、工具鏈等推動下游的應用。
——搭建開源平臺，讓企業唱戲。
“相比國外，目前我國人形機器人企業體量較小，這樣的行業格局雖然有利于百花齊放、百家爭鳴，但也容易造成重復競爭?！毙苡衍娬f，借助創新中心等平臺，將共性的突破性成果開放開源給行業，搭臺唱戲，有利于行業整體快速發展。
江磊認為，在人形機器人領域，開源能夠加速技術的發展和應用，通過集結全球的智慧和資源，快速迭代和優化機器人的設計和功能，有助于解決技術難題，推動人形機器人在性能、智能和適應性上突破。
——多鏈條融合，加強底層技術攻關。
在北京經濟技術開發區，人形機器人已經成為重點發展的未來產業之一。北京經濟技術開發區機器人和智能制造產業局副局長馬寧表示，將依托亦莊機器人產業園，整合信創軟硬融合、自駕監管沙盒、多元產業復合優勢，推進先進本體、運動控制、具身智能數據集、垂直大模型、算力底座、軟件系統等集群融合發展。
——培養細分市場隱形冠軍，搭建本土產業鏈零部件供應體系。
北京具身智能機器人創新中心聚焦控制系統、伺服電機、減速機等核心零部件領域，支持企業從一個關節、一個減速機入手精耕細作，培育一批細分市場隱形冠軍、專精特新“小巨人”、制造業“單項冠軍”、“獨角獸”企業，強力做好本土產業鏈零部件供應體系。中心與清華、北大、北航、哈工大等知名高校合作，聯合開展共性關鍵技術、關鍵零部件、系統集成等方面協同攻關，組建高質量專利池，形成聯合防御、風險分擔、開放共享的知識產權協同運用機制。
中國人形機器人站在傳統工業機器人產業的肩膀上，也正在反哺傳統機器人產業不斷進步?？刂破?、傳感器等硬件降本明顯并應用于傳統機器人，大語言模型、圖像擴散模型等人工智能模型技術也開始在國產工業機器人上出現?！半S著不斷積累、迭代和優化，我們有信心和全球人形機器人產業一起加速奔跑，實現超越?！苯估^超說。
全尺寸通用人形機器人開源公版機“青龍”（2024 年 7 月 4 日攝）王翔攝 / 本刊
“你好，我是青龍人形智能機器人，能幫你做家務?！?/p>
“你看桌面上有什么？”
“我看看。桌面上有三個面包、兩個水果?！?/p>
“你幫我清理一下吧?！?/p>
“好的，正在為您整理中，我先把面包和水果分類擺放?！?/p>
說話間，身高1米85、體重80公斤的“青龍”看向桌面，依次拿起面包和水果，分類放入筐中?，F場展示了行走、對話、做家務等能力。
在2024世界人工智能大會上，全球首款通用人形機器人開源公版機“青龍”驚艷亮相?！拔覀兛吹?，人形機器人可以通過語言信息理解人的意圖，根據現場環境做出綜合判斷并執行任務?！爆F場工作人員介紹，這個任務看似簡單，實際上體現了“大小腦”的感知、規劃、決策以及控制能力，代表了國內人形機器人技術的領先水平。
“青龍”由國家地方共建人形機器人創新中心（以下簡稱中心）打造，該中心于今年5月，由工業和信息化部和上海市政府共同授牌，落戶浦東。中心科研團隊碩博士占比約80%，研究團隊長期從事人形機器人領域技術研究與軟硬件研發。
擁有43個自由度的“青龍”，代表了目前人形機器人行業比較頂尖的硬件設計水平?！扒帻垺辈粌H在硬件參數上達到了國際領先水平，更在具身智能技術的集成與應用上展現出了特有的優勢?！啊帻垺诵螜C器人平臺技術、具身智能、數據集和智能訓練場四大技術板塊，我們已經進行了開源，希望更多人參與到人形機器人的技術創新中來?！敝行氖紫茖W家江磊說。
近日，《瞭望》新聞周刊記者走近“青龍”，與科研團隊對話，看如何打造和訓練一個“優秀”的人形機器人。
“平臺技術可以簡單理解為機械軀體，是人形機器人的基礎，包含行走與驅動系統、操縱與作業系統、感知與控制系統三大模塊?！敝行臋C器人平臺技術負責人梁振杰介紹說。
本刊記者在現場看到，“青龍”一步一步走上講臺，然后停下來向觀眾揮手打招呼，它走路的速度不算快，但步伐足夠穩健，軀體結構與人體類似。
梁振杰介紹，“青龍”全身集成了43個主動自由度，實現從頭部到手部、臂部、腿部、腰部和踝部的全尺寸設計。關節模組是軀體結構的核心組成單元，它一共搭載了10種、31個關節，最大關節扭矩達到396Nm，峰值扭矩密度實現了200Nm/kg，用以實現高強度動力輸出。
雙足負責行走，雙臂執行作業。梁振杰說，“青龍”的腿部系統追求輕量化、高剛度和低慣量，搭載了高扭矩密度的軸向電機，以此保障它在復雜地形中的穩態行走能力。其上肢配備了7自由度的機械臂與集成觸覺感知的五指靈巧手，為完成精細操作和復雜任務提供了硬件基礎。
在動力和電源管理方面，“青龍”搭載了有能量回收系統和輸出穩壓管理的電源系統，可以支持其在復雜工況下持續運行3小時至4小時。
“青龍”搭載了算力可達400TOPS的控制器和豐富的外部接口，用以滿足人形機器人產品以及常規外部設備的使用要求。400TOPS意味著控制器每秒可以進行400萬億次操作，是當前非常強大的算力，能支持復雜的AI應用和高級別的自動駕駛功能。
平臺整體集成了“視、聽、觸、嗅、動”五感融合設計，使人形機器人能感知周圍環境。
“‘青龍’平臺的核心技術經過了十多年的技術沉淀，標志著我們的人形機器人平臺技術實現從無到有的突破?！绷赫窠苷f。
青龍核心研發團隊是國內最早開展仿生腿足式機器人研究的團隊之一，擁有近十年機器人行業技術積累，構建了仿生機器人核心技術體系，建立了機器人控制、感知、交互等核心技術群，支撐著“青龍”處在國內人形機器人技術領先水平。
具身大腦＋小腦模型：
人形機器人的智力
“青龍”擁有“朱雀”具身大腦和“玄武”小腦模型。
“朱雀”具身大腦是一個以多模態大模型為核心的機器人指揮調度中心，利用多模態大模型的感知能力、任務理解能力、記憶能力以及規劃能力，幫助機器人完成任務。輸入方式是文字和圖像信息，支持語音交互，最終將任務決策信息輸出給“玄武”小腦模型。
記者采訪了解到，在當前發布版本中，“朱雀”具身大腦共集成3個大模型，分別是：科大訊飛星火大模型、上海人工智能實驗室書生·浦語大模型、上海人工智能實驗室書生·萬象多模態大模型。
“朱雀”具身大腦擁有跨設備的調度框架。具體來看，書生浦語大模型和萬象多模態大模型運行在本地服務器，其中，語言大模型實現用戶意圖識別與對話功能；訊飛星火大模型與浦語功能相似，但是運行在云端服務器；多模態大模型具備處理圖像的能力，當識別到用戶的任務與當前環境相關時，會啟用多模態大模型進行環境感知。
中心具身智能負責人田翀說，在后續更新版本中，我們將微調參數量較小的語言模型，直接部署在機器人終端，作為大模型的補充。對于簡單問題，機器人直接做出回復，從而減少與服務器通信的時間，實現更快速準確的交互與技能調度。
“玄武”小腦模型是任務執行模型，分為軌跡規劃模塊和運動控制器兩個部分。首先，軌跡規劃模塊負責輸出期望軌跡，它由端到端的機載視覺信息為驅動，以人類動作為模仿對象。然后，由運動控制器控制人形機器人做出相應的動作。
田翀介紹說，小腦模型主要有控制理論、模仿學習、強化學習等三條技術路徑?？刂评碚撏ǔＰ枰獙ο到y進行詳細建模，模仿學習通過模仿專家的行為來學習任務，強化學習則是讓人形機器人通過與環境的交互來學習，三者各有優劣。上述三種技術路徑，“玄武”小腦模型都采用了。
不斷進化的具身大腦和小腦模型讓人形機器人更聰明。
數據：人形機器人的“靈魂”
受訪者表示，決定人形機器人智能程度的關鍵因素是數據?！皵祿侨诵螜C器人的靈魂，數據越富集，‘大小腦’的智能越高、能力越強?！敝行木呱碇悄茇撠熑诵喜柦榻B，“大小腦”需要非常多數據進行綜合訓練，包括但不限于多樣化垂類場景訓練數據、多模態語音數據、人體開源數據、運動捕捉數據、機器人本體數據、環境地形數據等。
人形機器人自身的數據采集主要有兩類，邢伯陽說，一類是通過全身運動捕捉設備捕捉人體全身高精度運動關節角度，可以訓練人形機器人完成走、跑、跳、抓、拿、放等多種技能。另一類針對靈巧的專用作業和精細作業，是通過頭戴式視覺系統完成毫米級手部動作的采集。
通過“解剖”小腦模型，能看出數據對其的塑造作用?！拔覀兪紫仁占舜罅康娜肆祿?，以模仿學習為基礎打造行為策略和行為標準。然后利用控制理論和強化學習打造運動控制系統，在3個月內完成了小腦模型的算法開發和迭代?！碧锪堈f，我們充分利用了人體運動數據，結合模仿學習策略，為機器人運動訓練提供了精準的參考軌跡和運動標準。同時，我們還將傳統的運動控制方法應用于數據收集工具的開發，并將這些思想融入到強化學習訓練中。
通過技術融合，不僅提高了機器人運動控制策略的訓練效率，縮短了訓練周期，還確保了策略在實際應用中的安全性和可靠性，這是“玄武”小腦模型與其他小腦模型相比的一大特點?！爱斎?，該模型還在發展初期，能力和功能仍需提升和完善?！碧锪堈f。
借助AI，管控平臺同時完成對數據標注、管理與模型部署的需求，助力實現機器人數據采集、評估清洗、訓推一體的全流程閉環。邢伯陽向記者解釋說，通過仿真環境對采集數據實現快速的測試，對失敗數據單元進行刪除，完成對原始數據的清洗，再對神經網絡模型進行訓練，實現面向機器人端快速部署。
中心計劃用3年時間完成“白虎”數據集的構建，一方面建設超過100個高精度運動采集設備，另一方面共享業界其他單位采集的數據，實現清洗后的高質量數據總量超過1PB，覆蓋超過100個場景、2000個任務。如果1部高清電影占用的數據空間大約是1GB，那么1PB的數據量大約可以存儲100萬部這樣的電影。
訓練場：人形機器人的學校
“人為演示一個動作大約50次，機器人就能學會?！痹?024世界人工智能大會的國家地方共建人形機器人創新中心展區，記者看到了一個小型的機器人“訓練場”，現場工作人員如同一個熟練的“老師傅”做著生產線上的抓取動作，4個機器人則跟著他同步做出了一樣的動作。
為什么要搭建訓練場？中心技術負責人劉宇飛說，構建智能訓練場，模擬產線及工業流水線，收集多模態數據，并搭建數據管理平臺，將有效提升人形機器人在不同場景下的作業能力，加速具身智能技術的發展與應用落地。
在位于上海張江的國家地方共建人形機器人創新中心，記者看到更多機器人在努力學習人類本領：它們有的在學習高負載狀態下穩定快速地行走，有的在練習拿飲料、餅干等不同形狀和重量的物品……
“歸根結底，訓練場是數據生產和數據規?；膱龅??！眲⒂铒w表示，訓練場分為感、存、算、學、用五個部分?！案小焙汀按妗敝饕脕碜鲈贫藬祿牟杉?，包括要操作的數據、音頻數據、自然語言、運動捕捉等?！八恪焙汀皩W”是指機器人的技能模仿學習和強化學習，主要是做單臂、雙臂以及全身行為的運動訓練?！坝谩眲t是在工業生產線及服務等場景里實現人形機器人最新的模擬和應用。
劉宇飛介紹，訓練場數據的生產方法包括三個階段：
第一步是打造單臂的單技能學習與作業對象環境的泛化能力。
第二步是基于協作臂把這套技術路線遷移到“青龍”的上肢。
“青龍”的上肢單臂擁有7自由度+6自由度的靈巧手，協作臂是單臂6自由度+夾爪；為了使靈巧手擁有更廣的作業空間，沒有加入手腕相機。遷移時，我們對采集數據實時優化，在時間上嚴格對齊動作軌跡和圖像，以達到和三相機（1頭部+2手腕）同樣的學習效果。
第三步則是生產大規模、低成本的人類作業視頻。
訓練場不僅關注“小腦”模型的訓練，還涉及“大腦”模型，如環境感知、行為控制、人機交互、云端網聯等能力的訓練。
“2024年，我們會在上海打造100+人形機器人的產品、100+人形機器人的訓練場。到2027年，我們期待能夠在多個城市、面向各類場景，搭建1000+人形機器人訓練場來服務整個人形機器人生態?！眲⒂铒w說。
上?？萍紕撔鲁晒股系臋C器人展品（2023 年 11 月 29 日攝） 方喆攝 / 本刊
近日，號稱“地表最強”人形機器人Figure02問世，并已在寶馬工廠上班。
近年來，中美等國人形機器人競相落地，產品迭代加快。盡管目前各家都還處于小批量生產階段，但多家投行和智庫機構預測，2035年，人形機器人產業將達到萬億級。
那么，誰最有機會領跑這個萬億級產業？
人形機器人產業鏈條、消費場景、數據庫加快構建的中國，正成長為一支不容忽視的活躍力量。
機器人為何要人形的？
傳統機器人具有專屬性，更多時候一種機器人只能干一件事情。人工智能驅動的人形機器人更加智能，能夠在多種場景中執行任務，極大地提高了通用性。打造與人別無二致的機器人，幾乎是人類科技的“終極夢想”。
人工智能加速了人形機器人“爆發”，其背后是長期技術積累的“水到渠成”?！叭诵螜C器人不是一個新系統、新概念，自20世紀60年代世界上第一款人形機器人在日本誕生后，它一直被認為是機器人領域中的技術競爭制高點，是國與國之間科技競爭的聚焦點?！闭憬诵螜C器人創新中心主任、浙江大學教授熊蓉說。
在2022年及之前較長時期，中國人形機器人產業持續處于基礎研究和技術積累階段，主導產品多為用于教育的小型人形機器人，以及少量用于實驗、展覽、演出等場景的全尺寸人形機器人。
賽迪研究院報告顯示，在2000年至2009年，人形機器人領域中文論文發表數量持續增長，研究熱度持續提升。在2010年至2019年，人形機器人領域研究持續保持較高熱度，為后續產業爆發增長打下堅實基礎。
熊蓉團隊從2006年開始人形機器人技術的研發積累。在國家863計劃項目的支持下，她的團隊在2011年發布了能打乒乓球的仿人機器人“悟”和“空”，至今已迭代至第四代。今年3月，浙江人形機器人創新中心啟動，發布了全域自研的首臺人形機器人整機“領航者1號”，這是一款商業化的初代產品。
根據企查查數據，目前我國現存機器人相關企業達到71.67萬家，人形機器人產業呈現出蓬勃發展態勢，優必選Walker、小米CyberOne、達闥Ginger、傅利葉GR-1等一批國產人形機器人陸續面市，展現了中國在全球人形機器人市場中的競爭力和影響力。
熊蓉說，從技術布局上看，中國研究團隊的技術儲備覆蓋了人形機器人運動控制、人機映射、機器智能等技術路線，在部分領域達到了國際領先水平。
“現階段人形機器人的火爆，一是由于大模型形成的人工智能優勢，能夠在人形機器人上實現‘落地’，二是人工智能芯片的算力，已經能夠支撐人形機器人的復雜應用?！本杖斯ぶ悄芘c人形機器人研究院院長郭繼舜說。
中國能做出最具性價比的產品
業內人士認為，從開啟商業化的角度看，實用、性價比以及智能水平，將是一款機器人能不能走遠的關鍵，這正是中國目前的最大優勢。
——豐富的產業生態和消費場景，提供廣闊試驗田，中國已成長為全球最大機器人應用市場。
數據顯示，中國已連續10年成為全球最大工業機器人市場，2022年，中國工業機器人裝機量占全球比重超過50%，雖然裝配線上不少流程環節已經由工業機械臂完成，但仍有不少特殊環節需要人工完成。人形機器人有望率先在工業領域實現示范應用，在特種領域將逐步替代人類，并將于成熟度較高后在民生領域實現大規模應用。
“人形機器人能夠補充勞動力供給，另一方面，惡劣環境或內容重復、繁重、危險的工作，都有對人形機器人的需求?！痹粕钐幙萍脊緞撌既?、浙江大學副教授朱秋國說。
“未來3年到5年時間里面，我們預測智能制造、智能倉儲、情感陪伴這三個領域將率先實現人形機器人的落地應用?！惫^舜說。
——高效、龐大的供應鏈體系，具有先天制造優勢。
人形機器人研發企業帕西尼感知科技有限公司聯合創始人聶相如分析認為，新能源汽車制造的供應鏈，與人形機器人的供應鏈，存在較大程度的重合，如傳感器、激光雷達等，中國在人形機器人產業發展和供應鏈建設上具有先天優勢。
浙江人形機器人創新中心評估認為，中國機器人產業鏈已基本完善?！皬墓溕峡?，我們要突破核心的零部件制造，然后做到低成本，還是要依靠中國的制造基礎?！毙苋卣f，浙江人形機器人創新中心與產業鏈上游130余家企業進行了需求對接，其中50多家企業都位于中心所在地、中國制造業重要基地寧波。
深圳一家人形機器人公司負責人表示，現在做創新，很多時候上下樓就能夠找到供應鏈上的創業公司或者協作公司?！盁o論是在珠三角或者長三角，在半小時的范圍內就能夠找到兩三家的創新體?！?/p>
在制造成本方面，中國已經顯現出優勢。銀河通用的雙臂輪式人形機器人，成本僅需谷歌單臂輪式機器人的約1/10；在數據回收方面，中國也有巨大的人力成本優勢。
“當買一臺人形機器人的價錢，和一個工人年薪差不多的時候，這一應用場景一定會得到推廣。這也將推動人形機器人的泛化能力?！辟惖现菐煳磥懋a業研究中心人工智能研究室主任鐘新龍說。
——技術研究厚積薄發，推動成果轉化。
數據顯示，目前中國在人形機器人技術專利申請數量和有效專利數量上均位居全球第一。一名高?？蒲腥藛T對記者表示，以往，高校和研究機構從學術研究的角度，追求人形機器人單項技術的極致性能，但集成度不高。近段時間以來，北京、上海、廣東、浙江等地的人形機器人相關新型研發機構根據行業需求加快攻關共性技術，一批具有較強研究積累的高校院所持續加力研發創新，并積極推動創新成果轉化。
不久前，針對養老、護理場景的人形機器人“光華一號”在2024世界人工智能大會亮相。這款機器人的獨特之處在于能夠“讀懂”人的表情，并在面部顯示屏上做出喜、怒、哀、樂四種表情來回應。
“在機器人AI算法邏輯設計過程中學習融合了人類多巴胺和內啡肽產生的生物機制，使得感知和行為更加擬人化和精細化?！睆偷┐髮W智能機器人研究院院長甘中學說，“光華一號”背后是一支由機械、生物、工程、計算機、大數據等多學科背景成員組成的團隊，團隊要將在學校研發出來的技術轉化成產品，為解決國家重大需求作貢獻。
從人才儲備來看，中國STEM（科學、技術、工程和數學教育）高端人才數量等于發達國家總和。尤其機器人相關學科成熟度逐漸提升，核心算法和產業研究人才涌現，清華、哈工大、浙大、華科等高校培養孵化了多個人形機器人創業團隊，研發實力雄厚。
——海量真實世界的數據，助力具身智能升級。
廣東省具身智能機器人創新中心負責人、深圳市人工智能與機器人研究院常務副院長丁寧說，人工智能和機器人結合，就是具身智能。我國擁有完備的工業體系以及由此產生的海量真實世界的數據，將成為我們的優勢之一。
“照片拍得再高清，也拍不出重力場、電磁波，讓小孩看再多蘋果的圖片，都不如讓他自己拿著蘋果啃一口?！倍幷f，具身智能要求機器人理解物理世界的運作規則以及各個物理量之間的耦合關系，這種能力僅通過文生圖、文生視頻是理解不了的，只能通過機器人的“身體”與物理世界交互。
“我們的制造業和全工業體系產生的數據，是不同的物理對象進行交互的物理過程，以實體產業作為支撐，是最真實最有價值的數據，比網上的數據更有價值?！倍幷f，這會是人工智能生根發芽的肥沃土壤。
——政策引領搶占發展先機，為產業躍升奠定基礎。
業內人士表示，2022年以來，中國對人形機器人的支撐條件、發展前景有過深入的分析和論證，眼下，推動人形機器人產業高質量發展，高水平賦能新型工業化，有力支撐現代化產業體系建設，已經形成共識。
2023年11月，工業和信息化部印發《人形機器人創新發展指導意見》，通過完善頂層設計全面推進人形機器人產業布局，提出到2025年初步建立人形機器人創新體系，整機產品達到國際先進水平，孕育開拓一批新業務、新模式、新業態，到2027年產業綜合實力達到世界先進水平、成為重要的經濟增長新引擎等發展目標。
北京提出對標國際領先人形機器人產品，支持企業和高校院所開展人形機器人整機產品、關鍵零部件攻關和工程化；上海提出采用“制造業創新中心+重點企業”方式布局人形機器人制造業創新中心，加快打造具有國際影響力的人形機器人產品和通用人工智能大模型；浙江提出因地制宜建設人工智能特色產業園區，發展人形機器人等未來產業。
多地推出人形機器人補助政策，包括稅收優惠、資金扶持、人才引進等，如杭州提出，對于人形機器人“首臺套”產品，將給予不同比例的補助，單個產品最高可達1000萬元。
鐘新龍說：“關鍵是中國能夠把產品的性價比做得非常高，在競爭中，能以較低成本實現規?；a和快速迭代，這一點非常重要?！贝送?，中國還能在巨大的國內市場中測試和優化人形機器人產品?！斑@也讓我國在全球人形機器人產業中扮演著日益重要的角色，并有潛力引領人形機器人產業的未來發展趨勢?！?/p>
安全是必不可少的考量因素
在20世紀20年代，“機器人”（Robot）這個詞，由捷克劇作家卡雷爾·恰佩克首先提出。之后，“機器人”成為流行文化中的重要角色，小說《我，機器人》、電影《星球大戰》以及電視劇《星際迷航》等科幻作品廣受歡迎，基于機器人的科學幻想層出不窮。
賽迪智庫報告認為，在政府引導和投資驅動下，2024和2025年人形機器人產業將持續高速增長，一批領先產品將開始小規模量產，同時也將有更多其他行業企業跨界入局。
業內人士預測，中國很可能迎來一個人形機器人的“百機爭霸”時代?！霸S多高科技領域都會經歷這樣的發展過程?！惫^舜說，相較于智能汽車，人形機器人面對的市場容量會更大?！霸谌诵螜C器人領域，沒有絕對的‘甲方’，誰能夠更快找到市場需求，誰就能‘上’?！?/p>
人形機器人走向商業化落地應用所面臨的諸多挑戰也不容忽視。
與工業制造相比，家庭場景和商業場景具有更復雜的環境和靈活多元的人機交互需求，人形機器人大規模落地應用還有明顯的不確定性。
吉林大學工程仿生教育部重點實驗室教授任雷說，當前人形機器人還做不到“神形兼備”，僅僅只是模擬了人的形態，還做不到“神似”，其敏捷性、靈巧性、精確性都無法跟人相比，也正是受功能所限，目前很多人形機器人還沒有實際的應用場景，離落地還有不小的距離。
熊蓉認為，人形機器人走向消費側，安全是必不可少的考量因素?！叭绾伪ＷC人機交互的安全、機器人自身的安全、信息的安全，在解決這些問題的基礎上，才能夠實現規?；牧慨a?！?/p>
多名業內人士認為，人形機器人的終極目標是成為通用型機器人，可以適應不同環境，執行不同任務，且不需要單獨為它搭建場地和工具。在未來一段時間內，這仍然需要人工智能、高端制造、新材料等技術的共同進步，學術界、產業界上下游共同的努力來達成。?（記者：朱涵?陳宇軒?董雪?郭宇靖）
2024 世界人工智能大會傲意科技展位的機器人靈巧手（2024 年 7 月 4 日攝）王翔攝 / 本刊
目前全球最熱的產業，非“人形機器人”莫屬。隨著大模型橫空出世，“人形機器人”作為一個重要的關鍵詞頻繁出現在多個國家的重要產業規劃藍圖中。
人工智能賦能各行各業，推動產業創新與升級，正在引領第四次工業革命，全球寄予它開辟一個前所未有新世界的期待。當下，大模型加機械軀殼的人形機器人站在了前排。
在中國，2024年1月由工業和信息化部、科技部等7部門發布的《關于推動未來產業創新發展的實施意見》中，在部署重點任務時提到，要打造標志性產品、做強未來高端裝備。其中，人形機器人排在第一位。
這個產業為何如此重要？
首先是產業規模大。工業和信息化部賽迪研究院數據顯示，2024和2025年人形機器人產業將持續高速增長。2026年人形機器人產業規模將突破200億元。
按照馬斯克的說法，未來人形機器人普及程度將是汽車的10倍，行業市場規?；虺?500億美元。
僅以核心零部件高精密減速機為例，在全球機器人高速增長的趨勢下，對高精密減速機的需求將會呈現百萬量級的增長。
其次是帶動作用強。人形機器人是先進制造業的集大成者，其產業發展將會帶動機械、電子、傳感、軟件、通信、人工智能等高端產業共同進步。智能控制的嵌入式計算方法、傳感器技術的突破不僅能帶動人形機器人產業的發展，還能給其他行業帶來經濟效益。
第三是影響后勁足。隨著人形機器人代替流水線上的工人，進入農業、建筑等領域，業內專家估計，未來大約30%的工業場景將被重新定義，這將大大推動生產力躍升。
大國競爭產業最前沿
人形機器人已成為關系未來競爭的重要產業之一。目前中美都有各自的發展優勢。中國正通過加大研發投入、推動產業鏈協同、拓展應用場景等措施，努力縮小與美國的差距，在部分領域正在實現趕超。
例如，在ChatGPT等通用人工智能模型方面，中國企業與美國企業還有一定差距，但在解決特定問題“針對特定行業”的模型方面，“中國在某些領域已經領先”。比如，北京銀河通用機器人有限公司發布了一款名為蓋博特（Galbot）的具身大模型機器人，擁有全球領先的泛化物體抓取技術，例如開柜子、開抽屜、晾衣服等，有望應用于家庭環境中，提供康養、家務等服務。
又如，我國自主研發的通用人形機器人“天工”，其運動控制是基于狀態記憶的模仿學習的控制算法，將傳統的算法和強化學習算法結合起來，且更穩定、更節能，實現了關鍵核心技術的突破。
曾經，在汽車、半導體等產業，美國負責“從0到1”，中國更多是“從1到100”，在產業化規?；确矫婢哂歇毺貎瀯?。要在前沿產業競爭中搶占先機，中國該如何突破過往的路徑？采訪中，這既是記者探究的問題，更是業界關注與思考的重要內容。
多位采訪對象認為，在當前競爭態勢下，打破技術壁壘，中國既要“從1到100”快速產業化，更要“從0到1”創新?？梢杂^察到的變化顯示，中國的創新驅動能力正在逐步壯大。
一是創新創業環境不斷優化。據世界知識產權組織數據，中國創新指數已從2011年全球第29位上升為2023年第12位。中國營商環境不斷優化，為全球企業提供了發展沃土?！爸袊鴧R聚全球創新資源的能力不斷提升?！辟惖现菐煳磥懋a業研究中心人工智能研究室主任鐘新龍說。
二是當前多地推進科技體制改革，極大釋放了創新潛能。例如，安徽通過開展職務科技成果賦權改革，在充分考慮國有利益的基礎上，采用“賦權+轉讓+約定收益”新模式，有效激發科研人員創新動能，讓更多科技成果從書架走上貨架。
三是組織模式創新。美國以特斯拉、微軟、英偉達等大企業為主，推動人形機器人產業發展。
中國組建了多個創新中心，聚焦行業關鍵共性技術問題。創新中心不以一城一地論得失，不以短期內要賺多少錢為目標，更看重“能不能帶動中國人形機器人產業發展”，北京具身智能機器人創新中心總經理熊友軍說。
圍繞全身動力學控制算法、電機驅動、力傳感器等人形機器人關鍵核心技術，工信部門開展未來產業（人形機器人賽道）創新任務“揭榜掛帥”，采取實施補貼和專項資金等措施，激勵企業創新。
AI世界并不是靠堆財力或堆人力就能做好，采訪中，多位業內人士指出，暴力美學的創業路徑走不長。近期，納斯達克指數下跌，引發了市場對于AI泡沫破裂的擔憂，蘋果等科技巨頭面臨“正在演變為金融公司”的質疑，這對中國人工智能的發展來說，敲響了一記警鐘。
“截至目前，根據國家網信辦數據顯示，我國完成備案并上線，能為公眾提供服務的生成式人工智能服務大模型已達190多個，但有多少能真正存活下來還需要經受時間檢驗?！辩娦慢堈f，仰望星辰大海，也要低頭看腳下的黃土地。一個科技產品能否走向千家萬戶，主要由兩方面因素決定：一是能否實現技術突破，二是能否形成產業規模。
在他看來，人形機器人創業公司的腳踏實地，就是要建立自己的業務飛輪。對機器人領域來說，關鍵的是數據、模型和場景。這三件事情快速迭代起來之后，才能在整個行業不斷變化中，找到自己的核心壁壘。
多位受訪人士認為，人工智能技術要在1到2年內實現小突破，并在3到5年內實現突破性的質變，推動人形機器人發展，仍需要多學科、多領域的攜手努力和創新。
科技奮力推動產業發展，另一個問題正在浮出水面：人形機器人進入人類社會，將帶來社會層面怎樣的變革？從二千多年前《列子·湯問》記載的偃師造出了一個能說話、會跳舞的人偶，到今天機器人也許很快成為新的家庭成員，人類一直在尋求拓展“人”的邊界，如果那一天真的到來，人類準備好了嗎？
刊于《瞭望》2024年第34期
