人形机器人技术的发展与现状 探索未来的人机交互之路 (人形机器人技术)

技术革新、巨头入局以及政策激励等多重因素催化了2023年人形机器人产业的发展。在这一年，诸如ChatGPT等大型语言模型的超出预期的发展，增强了人形机器人的交互能力，从而拓宽了其应用领域。在硬件方面，特斯拉等科技巨头纷纷介入，预计将加速整个产业链的技术进步。

我们认为，人形双足机器人是通用机器人的最佳解决方案。这是因为人类社会的各种事物都按照人类的生理结构进行设计，因此贴近人类形态的双足机器人更能够适应各种任务，达到通用的目的，并且其隐形成本较低。

随着科技巨头的加入、ChatGPT等技术的加速发展以及相关政策的密集落地，作为具体智能理想载体的人形机器人有望在多个方面快速发展。大型模型有助于机器人思考学习，推动了具体智能的发展。英伟达创始人兼CEO黄仁勋在IWld2023半导体大会上表示，AI下一个浪潮将是具体智能，即能够理解、推理物理世界并与物理世界互动的智能系统。微软、Google、英伟达等巨头公司均积极开展具体智能相关研究。

微软基于ChatGPT的强大自然语言理解和推理能力生成了控制机器人的相关代码；英伟达VIMA基于T5模型，将文本和多模态输入交错融合，结合历史信息预测机器人的下一步行动动作；英伟达OPMUS使用任务运动规划器来自动生成足够的机器人轨迹数据，然后训练Transformer视觉-运动策略，进而预测机器人动作；谷歌RT-2则通过VLM与机器人数据的结合，赋予机器人语义理解和基本推理能力。这些大型模型的不断进步提升了人形机器人的交互能力，推动了具体智能的发展。

特斯拉的机器人也在快速迭代中，有望在2024年投入使用。自2021年在AIDay上首次提出其人形机器人Optimus的渲染图以来，特斯拉在2022年AIDay上推出了原型机，在没有外接线缆的情况下实现了缓慢行走与挥手；到2023年5月的股东大会上，特斯拉人形机器人已经可以实现流畅的行走与抓取物品，灵活度较原型机大大提高。2023年7月20日，马斯克表示，目前特斯拉人形机器人擎天柱的制造数量为10台左右，将会在2023年11月左右对特斯拉自己设计的执行器进行行走等测试，明年人形机器人有望率先在内部工厂投入使用。在应用场景方面，特斯拉还考虑将人形机器人与Neuralink结合，为残障人士提供义肢应用场景，有望不断拓展。

除了特斯拉外，国内外多家公司也在积极研发人形机器人并取得了快速进步。例如，2019年波士顿动力机器人Atlas掌握了体操技巧，能够连续跳跃、翻滚；2022年8月，小米发布了人形机器人Cyberone；2023年4月，1Xchnologies机器人EVE已经应用于美国和欧洲部分地区的商业场景；优必选、傅利叶等公司生产的机器人都具备行走和与人协同完成动作等功能；三星宣布将于2023年10月阐述其Semon人形机器人计划。各高校实验室也在积极尝试各种技术路径，研发人形机器人，例如清华大学交叉信息研究院陈建宇团队的机器人小星采用准直驱力控方案，可完成多种动作。

多方参与者的竞争加速了硬件变革，政策的密集出台也加速了人形机器人产业的进程。2023年6月28日，北京发布了《北京市机器人产业创新发展行动方案（2023-2025年）》，强调要对标国际领先人形机器人产品，支持企业和高校院所开展人形机器人研发和工程化，目标在2025年前实现百台级人形机器人原型机的生产，并在3-4个典型场景中开展示范性应用。自十四五规划以来，中央和地方政府陆续推出支持人形机器人产业发展的政策，如《十四五机器人产业发展

人形机器人的发展

人形机器人集机、电、材料、计算机、传感器、控制技术等多门学科于一体，是一个国家高科技实力和发展水平的重要标志，因此，世界发达国家都不惜投入巨资进行开发研究。 日、美英等国都在研制仿人形机器人方面做了大量的工作，并已取得突破性的进展。 日本本田公司于1997年10月推出了仿人形机器人P3，美国麻省理工学院研制出了仿人形机器人科戈（COG），德国和澳洲共同研制出了装有52个汽缸，身高2米、体重150公斤的大型机器人。 本田公司最新开发的新型机器人“阿西莫”，身高120厘米，体重43公斤，它的走路方式更加接近人。 美国麻省理工学院研制出了一种有着像人一样眼睛的新型机器人，它能与人类进行交流，能对周围的环境做出回应，并能协助人类完成许多工作。 我国也在这方面作了很多工作，国防科技大学、哈尔滨工业大学研制出了双足步行机器人，北京航空航天大学、北京科技大学研制出了多指灵巧手等。 2010年6月16日日本东京大学和大阪大学组成的科研小组向公众展示了一款仿真婴儿机器人，它就是一款最新的人形机器人。 这个名叫“野尾”的婴儿娃娃身高71厘米，在柔软的仿真皮肤下面共有600个传感器，可以做出伸手、转头等动作。 当被拥抱时，忽闪着大眼睛好奇地看着世界，十分可爱。 (施鹤群)

探寻双足人形机器人的奇幻发展之路

在人类历史的长河中，双足结构的起源仿佛是大自然的巧妙设计，它看似简单，实则蕴含着复杂的生理与神经工程学奥秘。从卡雷尔·恰佩克创造的Robot概念，象征着未来的劳动力，到2023年后科技的飞跃，双足人形机器人开始展现出前所未有的魅力。

技术革新点燃了这一领域的热情，强健的路面适应性、通用性、以及对类人外形和人机互动需求的满足，成为推动发展的关键因素。1960年，零力矩点理论的突破为机器人稳定性提供了基石，而1973年，早稻田大学的Wabot-1作为首例全尺寸人形机器人，标志着机器人技术迈出了重要一步。

1986年，Honda Motor的E-Series和P-Series机器人，特别是Asimo的诞生，开启了双足行走技术的探索之旅。从E-Series的实验性研究，到P-Series的迭代升级，尤其是P3的独立行走，Asimo被誉为行走革命的先驱。HRP项目紧随其后，从HRP-1到HRP-4C，机械、电子和设计的进步不断显现，展现了日本在人形机器人领域的领先地位。

在世界舞台上，Boston Dynamics、iCub和DRC机器人挑战赛成为耀眼的亮点。 Asimo的后续版本，如2011年的升级版，不仅后退奔跑和跳跃，更奠定了人形机器人动态性能的新高度。Boston Dynamics的PETMAN和Atlas，尤其是Atlas的灵活机动性，都在DRC挑战赛中展示了科技的力量。2017年， Atlas的惊人运动能力预示着机器人技术的突破，而Tesla的Optimus概念则预示着未来生活的新篇章。

2021年，全球科技巨头如小米、Tesla等纷纷加入人形机器人市场的角逐，中国企业的积极参与更是为这一领域注入了新的活力。2023下半年，随着GPT等大模型的革新，人形机器人市场呈现出爆炸性增长。而2024年，GPT的潜在影响或将引领一场生活形态的深刻变革，人形机器人领域将见证历史性的跨越。

这一切的发展，都是对双足人形机器人奇幻之旅的生动描绘，每一项创新和突破都预示着一个更接近人类的未来。让我们共同期待，双足人形机器人如何在科技与艺术的交汇处，编织出更加精彩的故事。

智能机器人的现状和发展趋势?

需求潜力巨大，行业快速发展

近年来，人工智能技术的发展和突破使服务机器人的使用体验进一步提升，语音交互、人脸识别、自动定位导航等人工智能技术与机器人融合不断深化，智能产品不断推出。例如，优必选联合腾讯云小微发布智能教育娱乐人形机器人Qrobot Alpha，通过整合腾讯云小微的智能语音交互能力，以及QQ音乐、企鹅FM、翻译、百科、个人助手、智能家居等内容和服务，加速向生活领域延伸。

2013-2018年整体处于飞速增长阶段，2018年中国服务机器人市场规模有望达到18.4亿美元，同比增长约45.3%，高于全球服务机器人市场增速。到2020年，随着停车机器人、超市机器人等新兴应用场景机器人的快速发展，中国服务机器人市场规模有望突破40亿美元。

中国已在医疗、教育、烹饪等机器人的应用领域开展了广泛的研究，随着机器人技术水平进一步提升，市场对服务机器人的需求快速扩大，应用场景不断拓展，应用模式不断丰富。如沈阳新松与国内知名医院合作，共同研发出国内首台应用于肿瘤治疗的消融医疗辅助机器人，大大提高了手术的精准度。沈阳中瑞福宁推出多款养老助残服务机器人，Bestic用餐辅助机器人体积小巧，操作简单，饮食障碍人士能按照自己的节奏和意愿吃饭；与此同时，一些优秀的平台型企业如云知声、出门问问、思必驰等为机器人公司提供使能技术，使得智能语音迅速得以普及，从而拉动产业的高速成长。

根据中国电子学会发布的数据来看，2018年中国家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人市场规模预计分别为8.9亿美元、5.1亿美元和4.4亿美元，家用服务机器人和公共服务机器人市场增速相对领先。

创意出众和就有技术优势的企业发展态势良好

近年来，相当一部分智能机器人企业创新极为活跃，凭借出众的产品创意、独特的技术优势、优秀的核心团队获得了市场和资本的双重认可，展现出良好的发展态势。根据不同的应用场景，我们可将智能机器人分为工业、服务、特种三大类别，其中，服务类比又可再细分为家用服务、医疗服务和公共服务。围绕业务规模、创新力度、品牌价值、投融资情况等维度，我们针对目前国内相对较为典型的一批智能机器人企业进行了活跃度评价，具体分为三个梯队，以便为后续行业研究、市场分析和资本投向提供参考依据。

家用服务机器人将成为行业重要细分领域

2018年，全球家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人市场规模预计分别为44.8亿美元、25.4亿美元和22.3亿美元，其中家用服务机器人市场规模占比最高达48%，分别高于家用服务机器人、公共服务机器人21、24个百分点。

而对比我国，截至2017年底，我国60岁及以上老年人口有2.41亿人，占总人口17.3%。随着人口老龄化趋势加快，以及医疗、教育需求的持续旺盛，我国服务机器人存在巨大市场潜力和发展空间。2018年我国服务机器人市场规模有望达到18.4亿美元，同比增长约43.9%，高于全球服务机器人市场增速。其中，我国家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人市场规模分别为8.9亿美元、5.1亿美元和4.4亿美元，家用服务机器人和公共服务机器人市场增速相对领先。