當前，以人形機器人為代表的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)快速發(fā)展，成為全球科技創(chuàng )新的制高點(diǎn)、未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新賽道和經(jīng)濟增長(cháng)的新引擎。目前我國人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況如何？應用場(chǎng)景是否成熟？未來(lái)又將如何突破瓶頸、蓬勃發(fā)展？
賽迪顧問(wèn)發(fā)布的最新報告顯示，2023年人形機器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)入爆發(fā)期，預計到2026年中國人形機器人產(chǎn)業(yè)規模將突破200億元，未來(lái)功能型整機將逐步占據主流、發(fā)展潛力巨大。
人形機器人是我國明確的未來(lái)產(chǎn)業(yè)標志性產(chǎn)品。去年10月，工業(yè)和信息化部印發(fā)《人形機器人創(chuàng )新發(fā)展指導意見(jiàn)》，提出到2025年，人形機器人創(chuàng )新體系初步建立；到2027年，綜合實(shí)力達到世界先進(jìn)水平，成為重要的經(jīng)濟增長(cháng)新引擎。
當前人形機器人正處于從實(shí)驗室研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化轉化的關(guān)鍵時(shí)期，產(chǎn)業(yè)規?？焖僭鲩L(cháng)，研究創(chuàng )新越發(fā)活躍，生態(tài)活力不斷提升。
布局未來(lái)賽道
動(dòng)作流暢地完成各項指令，用眼睛與觀(guān)眾進(jìn)行互動(dòng)交流。在近日舉行的2024中國人形機器人生態(tài)大會(huì )上，琳瑯滿(mǎn)目的人形機器人不負參展觀(guān)眾期待。仿真機械手、智能柔性關(guān)節、機器眼等多類(lèi)核心零部件分區展示，解開(kāi)了人形機器人的構造密碼?？苹秒娪爸械膱?chǎng)景，終于走進(jìn)了現實(shí)。
大模型問(wèn)世是人工智能發(fā)展的分水嶺，人形機器人擁有感知、思考、決策等能力不再遙不可及。面對新賽道，全球人形機器人產(chǎn)業(yè)競爭按下加速鍵。
3月13日，美國開(kāi)放人工智能研究中心（OpenAI）與Figure AI合作推出通用型機器人Figure 01；一周內，全球AI算力龍頭企業(yè)——英偉達發(fā)布人形機器人通用基礎模型Project GR00T；4月，波士頓動(dòng)力新版Atlas人形機器人亮相，正式轉向純電驅動(dòng)；5月5日，特斯拉發(fā)布人形機器人Optimus最新進(jìn)展視頻，展現其已具備分揀電池、行走、執行工廠(chǎng)任務(wù)的能力。
“巨頭入局競逐、初創(chuàng )公司涌現，人形機器人正迎來(lái)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展窗口期?！惫I(yè)和信息化部科技司相關(guān)負責人告訴記者，人形機器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進(jìn)技術(shù)，有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車(chē)后的顛覆性產(chǎn)品，將深刻變革人類(lèi)生產(chǎn)生活方式，重塑全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。
“你好，很高興認識你?！弊哌M(jìn)達闥機器人股份有限公司實(shí)驗室，傳來(lái)人形機器人Ginger的清脆問(wèn)好聲。幾番互動(dòng)下來(lái)，Ginger跟隨音樂(lè )起舞，關(guān)節靈活轉動(dòng)，動(dòng)作自然柔和，一改記者對機器人剛性生硬的印象。不遠處展示區擺放的智能柔性關(guān)節揭開(kāi)了Ginger的運動(dòng)秘密。
“人形機器人帶來(lái)的是一場(chǎng)生產(chǎn)力變革?！边_闥機器人股份有限公司副總裁陳原表示，多年來(lái)，幾乎所有從事機器人產(chǎn)業(yè)的人，都夢(mèng)想著(zhù)做出可以走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)、完全替代人類(lèi)的服務(wù)機器人，而具身智能技術(shù)的進(jìn)步，讓多年的期盼有了可能。沖泡一杯咖啡、輕松端起瓶子、表演一段舞蹈，人形機器人的動(dòng)作更靈活、反應更敏捷，將在重復性大、危險性高、陪伴性強的領(lǐng)域解放對勞動(dòng)力的束縛，為人類(lèi)生活帶來(lái)更多改變。
在激烈競爭的市場(chǎng)環(huán)境下，我國人形機器人產(chǎn)業(yè)也呈現出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。優(yōu)必選Walker、小米CyberOne、達闥Ginger、傅利葉GR-1等一批國產(chǎn)人形機器人陸續面市。根據賽迪智庫未來(lái)產(chǎn)業(yè)研究中心梳理，目前國內人形機器人產(chǎn)業(yè)呈現四大格局。
一是以?xún)?yōu)必選、傅利葉、智元等為代表的初創(chuàng )公司，在人形機器人關(guān)節伺服、運動(dòng)控制等方面有技術(shù)積累，根據市場(chǎng)需求推出助老助殘、陪伴機器人等實(shí)用性產(chǎn)品。二是專(zhuān)注產(chǎn)業(yè)鏈整合，如以達闥、越疆、大疆等為代表的傳統機器人企業(yè)在這一領(lǐng)域積累多年，具有先發(fā)優(yōu)勢。三是小米、阿里等互聯(lián)網(wǎng)巨頭，在人機交互、AI、物聯(lián)網(wǎng)等方面有一定技術(shù)積累。四是華為、比亞迪等科技制造業(yè)巨頭，擁有雄厚的技術(shù)和資金實(shí)力，在云計算、智能制造等領(lǐng)域經(jīng)驗豐富。
賽迪產(chǎn)業(yè)研究院院長(cháng)趙剛表示，得益于我國強大的供應鏈體系和較為完備的制造業(yè)基礎，我國人形機器人企業(yè)在多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得突破，相關(guān)技術(shù)專(zhuān)利申請量全球領(lǐng)先，部分產(chǎn)品已經(jīng)在工業(yè)制造、生活服務(wù)、教育娛樂(lè )、特殊作業(yè)等領(lǐng)域開(kāi)展應用示范。當人形機器人產(chǎn)品具備量產(chǎn)條件時(shí)，就能快速形成批量化生產(chǎn)能力。
開(kāi)啟萬(wàn)億市場(chǎng)
2023年12月29日，一位身形靈活的人形機器人腳步穩健地走向香港交易所敲鐘舞臺中央，隨著(zhù)錘落鐘鳴，國內人形機器人“第一股”誕生，深圳市優(yōu)必選科技股份有限公司正式叩開(kāi)上市大門(mén)。
2024年5月31日，東風(fēng)柳汽與優(yōu)必選科技簽署合作協(xié)議，優(yōu)必選工業(yè)版人形機器人Walker S將進(jìn)入東風(fēng)柳汽，開(kāi)展汽車(chē)制造過(guò)程中的安全帶檢測、車(chē)門(mén)鎖檢測、車(chē)燈蓋板檢測、車(chē)身質(zhì)檢工位、車(chē)廂后蓋檢測、內飾總檢、油液加注等一系列工作。
近一年來(lái)，以ChatGPT為代表的通用人工智能開(kāi)啟新一輪技術(shù)革新，人形機器人賽道成為資本市場(chǎng)新晉寵兒。IDG、紅杉等風(fēng)投表現活躍，特斯拉、三星、華為、小米等科技巨頭紛紛入局。賽迪智庫未來(lái)產(chǎn)業(yè)研究中心梳理的數據顯示，截至去年11月底，我國人形機器人行業(yè)的投資金額已突破800億元人民幣。
“從市場(chǎng)空間看，人形機器人有望形成萬(wàn)億級市場(chǎng)規模?！痹谮w剛看來(lái)，人形機器人是居于首位的未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新標志性產(chǎn)品，是前沿技術(shù)創(chuàng )新的重要載體，是未來(lái)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵裝備，也是市場(chǎng)潛力巨大的未來(lái)爆品。
高水平技術(shù)創(chuàng )新引領(lǐng)制造業(yè)升級。趙剛分析，人形機器人作為一個(gè)高度集成的智能化前沿科技創(chuàng )新載體，包含人工智能大模型、六維力傳感、高轉矩密度伺服電機、高動(dòng)態(tài)運動(dòng)規劃與控制、仿生感知與認知、智能靈巧手、電子皮膚等多項前沿技術(shù)研發(fā)和應用。一系列關(guān)鍵核心技術(shù)的突破，將直接推動(dòng)相關(guān)學(xué)科創(chuàng )新發(fā)展，為人形機器人產(chǎn)業(yè)邁向高端化、智能化注入持續動(dòng)能。
上下游聯(lián)動(dòng)打造未來(lái)產(chǎn)業(yè)集群。人形機器人涉及產(chǎn)業(yè)眾多，產(chǎn)業(yè)鏈帶動(dòng)能力強。比如，其外形構造需要新材料；行動(dòng)控制需要傳感器、電機、機械臂、減速器、自動(dòng)控制系統、激光雷達等協(xié)同合作；感知系統則需要搭載智能芯片、智能大腦以及平臺軟件、應用APP等。人形機器人實(shí)現量產(chǎn)后將為上述產(chǎn)業(yè)帶來(lái)更多機遇，形成體量龐大的高科技產(chǎn)業(yè)集群。
廣闊市場(chǎng)需求賦予人形機器人更多可能。一方面，人形機器人所具備的高負荷與高容錯率將進(jìn)一步優(yōu)化社會(huì )勞動(dòng)分工，緩解老齡化帶來(lái)的勞動(dòng)力難題；另一方面，在工業(yè)領(lǐng)域以外，高度智能化的人形機器人可應用于醫療康復、教育輔導、家庭服務(wù)等民生領(lǐng)域，成為人們在工作、學(xué)習和生活上的有力助手。
中國信通院人工智能研究所高級業(yè)務(wù)主管張蔚敏表示，在人工智能技術(shù)賦能下，人形機器人核心部件性能不斷優(yōu)化，整機設計和制造實(shí)現規?；?，未來(lái)整個(gè)產(chǎn)業(yè)有望加速小規模結構化場(chǎng)景應用，并在中遠期向更廣泛的工業(yè)、公共服務(wù)等半開(kāi)放應用場(chǎng)景過(guò)渡，最終實(shí)現全場(chǎng)景通用應用。屆時(shí)，其市場(chǎng)規?；驅⑴c當前的電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)旗鼓相當。
一組組數據彰顯了外界對人形機器人產(chǎn)業(yè)的期待。據高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）預測，2030年，人形機器人全球市場(chǎng)規模將超200億美元；國際投資銀行高盛則預測，到2035年，人形機器人市場(chǎng)規?；驅⑦_到1540億美元。
多位業(yè)界人士指出，未來(lái)10年至20年人形機器人產(chǎn)業(yè)將保持高速增長(cháng)，成為引領(lǐng)新一輪科技革命和未來(lái)產(chǎn)業(yè)變革的重要引擎。
探尋應用場(chǎng)景
“我們不僅要抬頭仰望星辰大海，也要低頭看看腳下的黃土地?！边@是來(lái)自賽迪智庫未來(lái)產(chǎn)業(yè)研究中心人工智能研究室主任鐘新龍的一線(xiàn)調研體會(huì )。連日來(lái)，鐘新龍奔走于國內多家人形機器人企業(yè)，了解當下產(chǎn)業(yè)的發(fā)展痛點(diǎn)。
縱觀(guān)人形機器人發(fā)展歷程，1973年，世界上第一款人形機器人問(wèn)世，盡管彼時(shí)的人形機器人外形粗獷且不靈活，卻以全新形態(tài)打破了數字世界壁壘，完成了到物理世界的跨越。此后，深度學(xué)習、感知系統、交互能力等技術(shù)不斷進(jìn)步，人形機器人逐步智能化，運動(dòng)能力、感知能力、交互能力持續提升。
當前，人形機器人已進(jìn)入商業(yè)化的全新階段，但由于人形結構設計復雜、成本偏高，一臺人形機器人動(dòng)輒幾百萬(wàn)元的售價(jià)往往令消費市場(chǎng)望而卻步。
在鐘新龍看來(lái)，一個(gè)科技產(chǎn)品能否走向千家萬(wàn)戶(hù)，主要由兩方面因素決定：一是能否實(shí)現技術(shù)突破，二是能否形成產(chǎn)業(yè)規模。前者是基礎和前提，決定了“能不能用”和“好不好用”；后者則在商業(yè)化過(guò)程中十分關(guān)鍵，即通過(guò)多種方式控制成本、滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，讓更多消費者買(mǎi)單。
從技術(shù)層面看，我國人形機器人在底層技術(shù)原理與關(guān)鍵核心技術(shù)方面仍有較大提升空間。以感知交互為例，如何賦予機器人在復雜動(dòng)態(tài)環(huán)境下精準感知周?chē)h(huán)境的能力，高效理解人的語(yǔ)言表情、情緒意圖等，難題尚待攻克。此外，減速器、伺服電機、控制器等核心零部件的國產(chǎn)化率仍需提升。
《人形機器人創(chuàng )新發(fā)展指導意見(jiàn)》提到，要突破關(guān)鍵技術(shù)，從打造人形機器人“大腦”和“小腦”、突破“肢體”關(guān)鍵技術(shù)、健全技術(shù)創(chuàng )新體系等多方面入手，提升人形機器人技術(shù)創(chuàng )新能力。
陳原認為，和人一樣，決定機器人靈活度的是關(guān)節。每個(gè)關(guān)節都離不開(kāi)計算、通信和傳感。智能柔性關(guān)節是解決機器人“剛性有余、柔性不足”問(wèn)題的關(guān)鍵。靈活的關(guān)節、精巧的控制，可以讓機器人實(shí)現類(lèi)人運動(dòng)。
從產(chǎn)業(yè)規?？?，要讓人形機器人大批量走進(jìn)工廠(chǎng)、進(jìn)入家庭，將整機成本降低到用戶(hù)能夠接受并且具有國際競爭力水平是其中的關(guān)鍵。此外，目前我國人形機器人整機及配套產(chǎn)品中，經(jīng)營(yíng)主體仍以中小企業(yè)為主，科技領(lǐng)軍企業(yè)、生態(tài)主導型企業(yè)、獨角獸企業(yè)等較為缺乏，對產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)的牽引集聚能力不足。
“人形機器人不見(jiàn)得一定是人形，概念不應成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展掣肘?！边@是多位業(yè)界人士對如何加速商業(yè)化給出的答案。陳原告訴記者，人形機器人的核心在于使用人的工具、人的設備來(lái)替代人的勞動(dòng)，形態(tài)上可以做到相似人形，而更重要的是要找到更多能落地的應用場(chǎng)景。
對此，行業(yè)正積極展開(kāi)探索。記者梳理發(fā)現，多家人形機器人企業(yè)從比較成熟的行業(yè)選取小場(chǎng)景入手，打造某幾項功能較強的智能機器人，之后再逐步過(guò)渡到人形機器人階段。
鐘新龍分析，從控制成本和擴大應用的角度出發(fā)，可先通過(guò)嘗試獲得市場(chǎng)認可，給予整個(gè)產(chǎn)業(yè)更多的應用場(chǎng)景，讓智能機器人在應用中完成自我優(yōu)化迭代，最終形成良性健康的發(fā)展脈絡(luò )。
破解發(fā)展難題
工業(yè)和信息化部科技司相關(guān)負責人表示，當前，我國人形機器人產(chǎn)業(yè)存在基礎不牢、龍頭不強、融合不深等問(wèn)題。芯片、高端傳感器、高精度伺服電機、精密減速器等底層技術(shù)，與世界領(lǐng)先水平差距較大；硬件門(mén)檻高、軟件算法難、軟硬解耦難等成為主要發(fā)展難題，導致出現同質(zhì)化重復研發(fā)、中小企業(yè)創(chuàng )新難、成本居高不下、穩定性難以提升等現象。
同時(shí)，人工智能和機器人企業(yè)跨領(lǐng)域結合有待加強，基于動(dòng)力學(xué)原理和人工智能大模型的協(xié)同創(chuàng )新有待突破，大模型引領(lǐng)賦能作用尚未充分發(fā)揮，制約了人形機器人研發(fā)訓練效率和智能化水平提升。
趙剛分析，總體上看，我國人形機器人發(fā)展方向是技術(shù)高端化、產(chǎn)品系列化、應用場(chǎng)景化和產(chǎn)業(yè)生態(tài)化。
從技術(shù)高端化看，以大模型等人工智能技術(shù)突破為引領(lǐng)，我國將加快環(huán)境感知、行為控制、人機交互、智能認知以及高精度柔性傳感、柔性減速、高強度本體結構、輕量化骨骼、靈巧手等關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng )新。
從產(chǎn)品系列化看，我國將堅持整機帶動(dòng)、軟硬協(xié)同的策略，面向不同應用場(chǎng)景需求，迭代開(kāi)發(fā)低成本交互型、高精度型以及極端環(huán)境下高可靠型等人形機器人整機產(chǎn)品，配套發(fā)展專(zhuān)用傳感器、高功率密度執行器、專(zhuān)用芯片等基礎部組件和智能軟件系統。
從應用場(chǎng)景化看，我國將發(fā)揮場(chǎng)景豐富的優(yōu)勢，面向特種領(lǐng)域、工業(yè)制造、醫療、家政、教育、娛樂(lè )等領(lǐng)域率先探索應用場(chǎng)景，培育形成成熟的人形機器人應用市場(chǎng)。
從產(chǎn)業(yè)生態(tài)化看，我國將在廣東、北京、上海、安徽等基礎好、潛力大的地區，打造人形機器人產(chǎn)業(yè)集群，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游集聚發(fā)展，構建產(chǎn)業(yè)協(xié)同生態(tài)，推動(dòng)機器人、人工智能、新材料等企業(yè)跨領(lǐng)域合作，開(kāi)展技術(shù)應用聯(lián)合攻關(guān)，增強軟硬協(xié)同適配能力，提升產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈韌性。
“我國人形機器人發(fā)展方向主要集中在提升核心技術(shù)、拓展應用場(chǎng)景和推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程方面。國內眾多科技企業(yè)如小米、騰訊、智元機器人等，正在積極投入研發(fā)資源，推動(dòng)人形機器人技術(shù)創(chuàng )新和產(chǎn)品商業(yè)化。同時(shí)，跨界公司也在紛紛入局，探索將AI大模型等先進(jìn)技術(shù)應用于人形機器人，以期未來(lái)在機器人產(chǎn)業(yè)中占據有利地位?！睆埼得粽f(shuō)。
工業(yè)和信息化部科技司相關(guān)負責人介紹，工信部圍繞全身動(dòng)力學(xué)控制算法、電機驅動(dòng)、力傳感器等人形機器人關(guān)鍵核心技術(shù)，開(kāi)展未來(lái)產(chǎn)業(yè)（人形機器人賽道）創(chuàng )新任務(wù)“揭榜掛帥”。同時(shí)，指導北京、上海等地加快推進(jìn)人形機器人領(lǐng)域省級制造業(yè)創(chuàng )新中心建設，通過(guò)匯集行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)、知名高校、國家級科研機構和行業(yè)組織力量，加強人形機器人領(lǐng)域的技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)協(xié)作和應用推廣。
