近日，2023世界机器人大会人形机器人技术与产业发展论坛在京举办。工业和信息化部副部长徐晓兰表示，以人形机器人和通用人工智能为代表的新技术、新产品、新业态蓬勃发展，正在成为全球科技创新的制高点、未来产业的新赛道和经济增长的新引擎。
当前，人形机器人已经进入产业化落地阶段。专家表示，人形机器人开发是综合软硬件能力，融合通用人工智能、感知与控制、仿真等多种前沿技术的系统性工程，要打破技术瓶颈，推动新兴技术融合应用，提升人形机器人的运动智能和认知智能，不断助推人形机器人产业化成熟落地，培育壮大机器人产业“蓄水池”。
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融合新兴技术
当前，通用人工智能技术取得突破性进展，为人形机器人创新发展提供了重要的驱动力。人类正在迎来人形机器人与通用人工智能融合发展的热潮。
“以ChatGPT为代表的人工智能大模型的出现，将为产业创造更多新价值。”2000年图灵奖获得者、中国科学院院士、清华大学交叉信息研究院院长姚期智表示，人工智能大模型的语言处理能力可以被看作“大脑”，若想真正发挥通用人工智能的力量，未来的AGI（通用人工智能）需要有具身实体，让它能够和真实物理世界交互，完成各种任务，如此才能让技术带来更大价值。
打造一个有泛应用能力的通用机器人，既要让它具备人类这一具身智能体所具备的身体、小脑、大脑三个主要成分，还要让它更适应人类社会环境。人形是最合适的形态。“身体部分要有足够的硬件，如传感器和执行器；小脑通过主导视觉、触觉等多种感知，来控制身体，完成复杂的任务；大脑主导上层的逻辑推理、决策、规划，以用自然语言和其他智能体、环境交流。”姚期智称。
“人工智能能够提升机器人的运动智能和认知智能两个系统。”美国波士顿动力公司创始人兼首席执行官Marc Raibert表示，公司已经启动人工智能研究项目，对人形机器人理解能力、自我学习能力、感知能力、数据收集和分析能力、动态运动能力方面开展研究，并运用在该公司人形机器人Atlas产品上。
此外，不仅是利用人工智能等软件技术，人形机器人的开发还是融合多种交叉学科和前沿技术的系统性工程。“对于未来机器人技术而言，硬件工程和软件工程同等重要。”Marc Raibert称，控制人形机器人有很多其他机器人不存在的复杂性，而软件不能克服硬件方面的所有限制，仍需不断提升液压系统、专用阀门、专用电池、视觉传感先进性，以及利用3D打印对人形机器人负载进行优化，从而实现结构平衡，提升人形机器人的运动范围、力量和速度，提升其灵活性和实用性。
清华大学交叉信息研究院助理教授、星动纪元创始人陈建宇表示，人形机器人是机器人能力“集大成者”，机器人动力机械、人工智能相关技术与应用都能够赋予在人形机器人身上。
加快推进产业化
当前，一批企业正加速布局人形机器人。在2023世界机器人大会期间，宇树科技发布H1人形机器人，实现较强的平衡、奔跑和避险能力，每台售价9万美元，预计2023年第四季度开始发货。星动纪元人形机器人“小星”亮相，具备自研高扭矩密度电机，模块化关节，全自研一体化整机结构。小米在现场展示了人形仿生机器人CyberOne和第二代Cyber Dog。优必选发布接入人工智能大模型的多模态交互系统，提升公司人形机器人产品自我决策能力。智元机器人8月18日发布“远征 A1”具身智能机器人，整机采用49个自由度，包含谐波一体关节、无刷行星伺服结构、空心杯关节，与特斯拉方案接近。
工业制造、商用服务和家庭陪伴是人形机器人最具发展空间的应用场景。优必选科技创始人、董事长兼首席执行官周剑称，例如在工业制造领域，高认知智能水平和运动能力水平的人形机器人相比四足机器人、AGV（物流机器人）更具有协同作业的优势。在家庭陪伴方面，未来人机交互问题可以被解决，人形机器人动作模仿能力增强，人形机器人能够理解人们的生活场景，从事看护、做饭、陪伴交流等“工作”。
仿人机器人是技术、制造、服务三个核心能力的交汇点，也是软硬件跟AI技术融合的制高点，对制造业升级和服务业升级产生巨大推动作用。结合小米业务发展的需要，小米人形机器人从智能制造领域切入。
随着特斯拉2022年发布人形机器人产品，人形机器人商业化速度加快。在特斯拉人形机器人标杆引领作用下，预计全球在2025年初步实现人形机器人商业化，实现销量2万-3万台。到2030年，新增需求100万台，2035年销量有望突破1000万台。
仍处发展早期
当前人形机器人产业尚处于发展初期，各家企业技术路线不同，比如人形机器人的脚是双足还是双轮形态，企业会基于自己的技术优势和未来应用场景定位做出选择。人形机器人产业也尚未形成完整的商业生态。
人工智能技术在具身人形机器人应用中仍面临缺少统一的专用底层大模型，计算能力不足，多模式感官融合程度不够三方面挑战。
无论是硬件还是软件方面，当前人形机器人技术水平仍有很大探索空间。比如在感知能力方面，硬件层面需要更可靠的传感设备，目前用于人形机器人的通用大模型对环境认知和感知的能力仍处在起跑线上，需要“仿真先行”，针对机器人的动态数据集，训练新的模型。“以当前技术发展速度，十年内可能会有显著进步。”王兴兴称。
“此外，硬件方面想要在实现高水平力量、速度、精度的同时兼顾低成本，软件控制算法方面提升泛化性、精巧性和安全性，目前仍存在技术瓶颈。”陈建宇表示。
从基础性能来看，目前国内人形机器人领先厂商在自由度、重量方面已与特斯拉处于同等水平，甚至部分厂商可实现比特斯拉Optimus的自由度更多、重量更轻。不过，目前国内人形机器人领先厂商在电池续航方面仍较特斯拉有一定差距。
我国机器人产业发展势头强劲，产业规模已居全球首位，基础核心技术持续取得突破，人工智能进入全球第一梯队，为人形机器人产业发展奠定了坚实基础。“工业和信息化部发挥制造业门类齐全、应用场景丰富、市场规模庞大等优势，坚持应用牵引，整机带动、软硬协同、生态构建的工程化路径，推动人形机器人技术和产业实现高水平发展。”
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