近日，工業(yè)和信息化部等7部門(mén)印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》，提出“做強(qiáng)未來(lái)高端裝備，突破人形機(jī)器人、量子計(jì)算機(jī)等產(chǎn)品”。

這并非“人形機(jī)器人”一詞首次進(jìn)入大眾視野。2023年底，工業(yè)和信息化部印發(fā)《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》。2024年1月12日，北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心專家委員會(huì)在北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)成立。

隨著人工智能技術(shù)取得突破性進(jìn)展，人形機(jī)器人發(fā)展動(dòng)能愈發(fā)強(qiáng)勁，“頭腦”聰明、“四肢”靈活的人形機(jī)器人正成為未來(lái)產(chǎn)業(yè)熱門(mén)賽道。公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，人形機(jī)器人市場(chǎng)有望在 2035 年達(dá)到1540億美元。

產(chǎn)業(yè)鏈上中游：技術(shù)更為復(fù)雜多元

從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，人形機(jī)器人核心零部件種類與現(xiàn)有的機(jī)器人類似。但相比工業(yè)機(jī)器人，人形機(jī)器人的硬件需求更復(fù)雜、更多元。其中減速器、伺服電機(jī)、線性執(zhí)行器、滾珠絲杠是人形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)業(yè)鏈中價(jià)值量較大的硬件設(shè)備。

人形機(jī)器人具備四大關(guān)鍵特點(diǎn)：

第一是人形機(jī)器人的電機(jī)數(shù)量更多、品類更豐富，需滿足全身各關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)需求，特別是手部需采用微型電機(jī)。

第二是減速器、傳動(dòng)裝置數(shù)量更多，旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器延續(xù)了對(duì)諧波減速器的需求，線性執(zhí)行器中需要用到新型滾珠絲杠作為線性傳動(dòng)裝置。

第三是具備環(huán)境感知能力，區(qū)別于工業(yè)機(jī)器人在固定場(chǎng)景外接機(jī)器視覺(jué)設(shè)備實(shí)現(xiàn)識(shí)別的方案，人形機(jī)器人場(chǎng)景復(fù)雜，需采用激光雷達(dá)、攝像頭等方案實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、三維重建并實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃，對(duì)設(shè)備品類、算法、實(shí)時(shí)算力要求更高。

第四是運(yùn)動(dòng)控制能力，類似于工業(yè)機(jī)器人，運(yùn)控算法均是廠商自研，開(kāi)發(fā)難度大，是核心競(jìng)爭(zhēng)力之一，并且人形機(jī)器人傳感器數(shù)量、品類、執(zhí)行機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度遠(yuǎn)高于工業(yè)機(jī)器人，對(duì)控制器實(shí)時(shí)算力、集成度要求更高。

在優(yōu)必選董事會(huì)主席、執(zhí)行董事兼行政總裁周劍看來(lái)，目前，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游的核心零部件，例如減速器、驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、編碼器、芯片、傳感器等；中游為機(jī)器人本體制造，包括設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試等環(huán)節(jié)；下游為人形機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，包括人工智能教育、工業(yè)制造、倉(cāng)儲(chǔ)物流、智慧康養(yǎng)、商業(yè)服務(wù)、家庭服務(wù)等。

但人形機(jī)器人畢竟是一個(gè)“新產(chǎn)業(yè)”。周劍所在的優(yōu)必選最早在量產(chǎn)小型人形機(jī)器人時(shí)，一度找不到合適的供應(yīng)商，不得不自己包攬了從研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到商業(yè)化的所有環(huán)節(jié)，而正因如此，優(yōu)必選才構(gòu)建起了全鏈路的核心能力。

目前人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)并沒(méi)有達(dá)到規(guī)模量產(chǎn)的階段。 據(jù)研究機(jī)構(gòu)估計(jì)，從產(chǎn)業(yè)鏈上游分析，如果參考工業(yè)機(jī)器人的成本結(jié)構(gòu)，人形機(jī)器人的成本可拆分為動(dòng)力總成系統(tǒng)（占比60%）、智能感應(yīng)系統(tǒng)（占20%）、結(jié)構(gòu)件及其他（占20%）三大部分——對(duì)比于新能源汽車(chē)等類似的工業(yè)產(chǎn)品，人形機(jī)器人的最大特征是動(dòng)力總成系 統(tǒng)占比較高，這與其極高的自由度、較多的關(guān)節(jié)數(shù)量有 關(guān)。以特斯拉的人形機(jī)器人產(chǎn)品為例，整個(gè)機(jī)器人全身 需要40個(gè)電機(jī)控制器， 其中手臂需要12個(gè)、頸部2個(gè)、 軀干部2個(gè)、手部12個(gè)以及腿部12個(gè)。

2022年8月18日，愛(ài)因斯坦仿生人形機(jī)器人在進(jìn)行表演 王毓國(guó)攝

目前，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈尚處于初步發(fā)展階段。面對(duì)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)巨大的市場(chǎng)前景，科技巨頭和創(chuàng)業(yè)公 司已跑步入場(chǎng)，共同押注人形機(jī)器人大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。如 Open AI、亞馬遜、三星、騰訊等都已經(jīng)通過(guò)投資布局人形機(jī)器人；特斯拉、戴森、小米等均已紛紛下場(chǎng)研發(fā)人形機(jī)器人。

此外，當(dāng)前這一領(lǐng)域內(nèi)的大品牌如特斯拉大多處于產(chǎn)業(yè)鏈中游，為系統(tǒng)集成商。特斯拉的人形機(jī)器人，其軟件算法及部分核心零部件為自研，硬件部件則依靠外部供應(yīng)商提供或代工。

產(chǎn)業(yè)鏈下游：應(yīng)用更加廣泛

雖然人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈中上游“門(mén)檻極高”，但人形機(jī)器人下游應(yīng)用卻領(lǐng)域廣泛，所涵蓋的公司極多。人形機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景包括工業(yè)生產(chǎn)線、無(wú)人配送、醫(yī)療及社區(qū)作業(yè)等等。目前已經(jīng)有較多大品牌參與人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈下游的應(yīng)用領(lǐng)域。

首先是工業(yè)生產(chǎn)線。在該領(lǐng)域的參與品牌有長(zhǎng)安汽車(chē)、吉利汽車(chē)、比亞迪等。

試想，伴隨著機(jī)械的轟鳴聲，一群“有手有腳”的機(jī)器人正一刻不停地在流水生產(chǎn)線上組裝著汽車(chē)零部件，會(huì)是怎樣一番景象？近期，寶馬公司就“招聘”了這樣一批“鋼鐵工人”。1月 19日，美國(guó)加州機(jī)器人初創(chuàng)公司Figure表示，已與寶馬簽署一項(xiàng)合作協(xié)議，將在寶馬位于美國(guó)的工廠內(nèi)部署人形機(jī)器人“開(kāi)工”。

這是2022年12月12日在首屆全球數(shù)字貿(mào)易博覽會(huì)現(xiàn)場(chǎng)拍攝的人形機(jī)器人 徐昱攝

人形機(jī)器人（上海）有限公司首席科學(xué)家江磊表示，汽車(chē)總裝線上的許多工作，如安裝汽車(chē)內(nèi)飾、貼車(chē)標(biāo)、給玻璃窗打膠等，普通的工業(yè)機(jī)器人很難替代人類完成。

江磊分析稱，引入人形機(jī)器人對(duì)汽車(chē)制造影響最大的就是生產(chǎn)節(jié)拍，這是評(píng)估生產(chǎn)效率的重要指標(biāo)之一?！翱赡芤婚_(kāi)始看上去機(jī)器人的效率不如流水線工人，但隨著機(jī)器人之間協(xié)同性及裝備標(biāo)準(zhǔn)化的提高，再加上機(jī)器人可24小時(shí)工作，應(yīng)用人形機(jī)器人的企業(yè)會(huì)更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)?！苯谂e例稱，汽車(chē)生產(chǎn)和銷(xiāo)售分淡旺季，假設(shè)一個(gè)總車(chē)間共有200名工人，旺季時(shí)需要200人滿負(fù)荷工作，淡季只需要80人上崗，在這種情況下，配備150 名工人和50個(gè)人形機(jī)器人會(huì)更加合理。

其次是無(wú)人配送。在此領(lǐng)域的參與品牌有順豐控股、韻達(dá)股份、申通快遞等。

從人形物流機(jī)器人到無(wú)人機(jī)，亞馬遜都在把想象變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)：如今在亞馬遜有75萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人與人類協(xié)同工作，它們將員工從高度重復(fù)性的任務(wù)中解放出來(lái)。

比如一個(gè)全新的機(jī)器人操作系統(tǒng)Sequoia已經(jīng)在亞馬遜得克薩斯州休斯敦的某運(yùn)營(yíng)中心投入使用。

亞馬遜介紹，相比現(xiàn)在，Sequoia能夠?qū)⒄军c(diǎn)識(shí)別和儲(chǔ)存庫(kù)存的速度提高75%。在Sequoia 的幫助下，亞馬遜收到訂單后到發(fā)貨前的訂單處理時(shí)間平均可以縮短25%，從而提高發(fā)貨的可預(yù)測(cè)性，并增加可當(dāng)天達(dá)或次日達(dá)產(chǎn)品的數(shù)量。

第三是醫(yī)療及社區(qū)作業(yè)。它們可以執(zhí)行一些日常生活中的任務(wù)，如送貨、清理、陪伴等，幫助社區(qū)居民解決生活中的問(wèn)題。其中參與品牌包括普門(mén)科技、誠(chéng)益通、翔宇醫(yī)療等。

在此領(lǐng)域，人形機(jī)器人在手術(shù)中的應(yīng)用前景令人振奮。手術(shù)是醫(yī)療領(lǐng)域最核心的環(huán)節(jié)之一，而人形機(jī)器人的精準(zhǔn)和穩(wěn)定性使其成為理想的手術(shù)輔助工具。

人形機(jī)器人在護(hù)理領(lǐng)域的應(yīng)用具有巨大的潛力。隨著中國(guó)人口老齡化程度的加深，護(hù)理人員的需求越來(lái)越大。人形機(jī)器人可以承擔(dān)一些基本的護(hù)理工作，如監(jiān)護(hù)患者的身體狀況、提供日常生活的援助等。同時(shí)，人形機(jī)器人還可陪伴孤獨(dú)的老年人，與他們進(jìn)行交流和互動(dòng)，緩解他們的孤獨(dú)感和抑郁情緒。

意識(shí)、技術(shù)、成本

——制約產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的三大因素

在特斯拉于2022年發(fā)布Optimus后，人形機(jī)器人在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)被廣泛關(guān)注。但目前人形機(jī)器人制造領(lǐng)域領(lǐng)先的多為科技企業(yè)，例如小米、傅利葉智能等。而在機(jī)器人領(lǐng)域占據(jù)主流的工業(yè)機(jī)器人廠商卻鮮有聲響。

究其原因，一是業(yè)內(nèi)人士的思想意識(shí)尚待更新，二是核心技術(shù)研發(fā)不足，三是成本有待降低。

中國(guó)企業(yè)能否不猶豫，占盡“心機(jī)”，在“意識(shí)”上不甘落后，是提升中國(guó)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)價(jià)值的首要因素。工信部印發(fā)的《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》中提到，要加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同，強(qiáng)化全國(guó)統(tǒng)一大市場(chǎng)下的標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)、產(chǎn)品配套、研發(fā)協(xié)同。國(guó)家層面已經(jīng)意識(shí)到人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的巨大潛力，業(yè)內(nèi)人士們不應(yīng)該有所遲疑。

武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院人工智能系教授蔡恒進(jìn)表示，假如自動(dòng)駕駛的智能化能夠突破，那么人形機(jī)器人的人工智能水平就能得到相應(yīng)提高，畢竟有些技術(shù)是共通的，這樣產(chǎn)業(yè)就能夠得到很大發(fā)展。特斯拉的馬斯克就是這么推動(dòng)的。人形機(jī)器人的智能水平如果得到很大提高， 那么這個(gè)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模就會(huì)很快超過(guò)所有其他產(chǎn)業(yè)。 所以國(guó)內(nèi)廠商的最大問(wèn)題并非“缺硬件”或“缺錢(qián)”，而是對(duì)業(yè)內(nèi)趨勢(shì)的判斷不足，如今的猶豫，就很可能造成將來(lái)的被動(dòng)。

如果中國(guó)企業(yè)能夠正確判斷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，就可以立刻有的放矢去研究。“就像當(dāng)年做光刻機(jī)一樣，雖然有難度，但卻要一步一個(gè)腳印去追趕、超越。不要猶豫，更不要裹足不前?！辈毯氵M(jìn)表示。

在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，行業(yè)要想奮起直追，除了要有對(duì)產(chǎn)業(yè)的正確判斷，還需要解決技術(shù)問(wèn)題。廣東省人工智能產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)杜蘭表示，人形機(jī)器人的研發(fā)歷史很長(zhǎng)，1939年西屋電器公司就推出過(guò)家用機(jī)器人Elektro，但人形機(jī)器人直到今日尚未有真正的大規(guī)模 量產(chǎn)和商業(yè)化推廣， 主要是在表演、導(dǎo)覽講解等領(lǐng)域有一定應(yīng)用，在技術(shù)上并沒(méi)有達(dá)到在家庭和一些特種場(chǎng)景落地應(yīng)用的水平。

去年底，當(dāng)杜蘭看到斯坦福的ALOHA機(jī)器人做疊衣服等各種家務(wù)的演示視頻時(shí)，她和她的同行們因此而感到興奮。杜蘭認(rèn)為這說(shuō)明了一點(diǎn)， 那就是人形機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室、進(jìn)入日常生活的時(shí)代已開(kāi)始。馬斯克預(yù)計(jì)，特斯拉旗下的Optimus人形機(jī)器人也要在3-5年內(nèi)能量產(chǎn)。另?yè)?jù) Markets and Markets預(yù)計(jì)，到2027年，全球人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)到173億美元，相對(duì)于全球而言，這個(gè)數(shù)字實(shí)際上依然很小。

對(duì)此，杜蘭認(rèn)為中國(guó)人形機(jī)器人廠商在技術(shù)上必須做到兩個(gè)關(guān)鍵突破。

第一，在移動(dòng)狀態(tài)下對(duì)環(huán)境的感知與適應(yīng)能力，這需要高級(jí)的傳感器、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)和空間識(shí)別算法，以便機(jī)器人能夠?qū)Ш?、避障，并與環(huán)境中的物體互動(dòng)。前段時(shí)間大火的ALOHA機(jī)器人，主要的突破是把原先只有兩只胳膊、固定狀態(tài)下的機(jī)器人，升級(jí)成了可以移動(dòng)起來(lái)執(zhí)行任務(wù)的機(jī)器人。

第二，理解和學(xué)習(xí)新任務(wù)的能力，比如我們教會(huì)它做番茄炒蛋，它能否舉一反三地學(xué)會(huì)做青椒炒肉，教會(huì)它疊衣服，它會(huì)不會(huì)自己學(xué)會(huì)疊褲子。

在杜蘭看來(lái)，這些方面的突破，都離不開(kāi)大模型及 相關(guān)AI（人工智能）技術(shù)的融入。比如說(shuō)大語(yǔ)言模型可以幫助機(jī)器人理解和拆解任務(wù)，也可以大大降低人機(jī)交互的門(mén)檻，不需要多么復(fù)雜的按鍵操作，只需要用自然語(yǔ)言交流，尤其對(duì)老年人來(lái)說(shuō)很好用。再比如在視覺(jué)識(shí)別上，特斯拉的人形機(jī)器人“擎天柱”用到的Transformer算法是當(dāng)前大模型的底層算法。

除去思想意識(shí)和技術(shù)因素，周劍認(rèn)為，目前，影響人形機(jī)器人大規(guī)模量產(chǎn)和商業(yè)化推廣的另一大問(wèn)題還是來(lái)自成本。人形機(jī)器人成本高的原因主要在于供應(yīng)鏈不成熟， 專用零部件需要定制，產(chǎn)量較低，關(guān)鍵零部件依賴國(guó)外供應(yīng)商。隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)供應(yīng)商產(chǎn)品水平逐漸提高和大批新晉公司的加入，使得零部件出貨量有所提升。另外，我國(guó)各級(jí)政府在2023年密集發(fā)布關(guān)于人形機(jī)器人的相關(guān)扶持政策， 并牽頭建立人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，進(jìn)一步提高供應(yīng)鏈效率，相關(guān)成本將會(huì)繼續(xù)下降。

根據(jù)目前行業(yè)發(fā)展速度，周劍預(yù)測(cè)稱，未來(lái)，在成本控制方面， 國(guó)產(chǎn)人形機(jī)器人將受益于行業(yè)應(yīng)用擴(kuò)展的規(guī)?；慨a(chǎn)和國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈的成本優(yōu)勢(shì)， 同時(shí)改進(jìn)制造工 藝以降低對(duì)硬件精確度、硬件指標(biāo)的要求，至少在動(dòng)力系統(tǒng)方面可以下降50%，算力系統(tǒng)可以有15%至25%的下降，而結(jié)構(gòu)及外觀可以有40%甚至更多的下降。

在周劍看來(lái)，國(guó)內(nèi)企業(yè)有信心在未來(lái)持續(xù)推動(dòng)機(jī)器人的平均生產(chǎn)成本下降，到2025年左右成本有望降至目前的一半。

人形機(jī)器人無(wú)疑是未來(lái)5到10年科技硬件產(chǎn)品的最大機(jī)會(huì)，我國(guó)對(duì)人形機(jī)器人的支持政策已非常明確，再加上老齡化社會(huì)的到來(lái)，對(duì)家庭服務(wù)機(jī)器人的巨大需求，我國(guó)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)一定會(huì)迎來(lái)大發(fā)展。過(guò)程中要堅(jiān)持技術(shù)研發(fā)與市場(chǎng)應(yīng)用兩條腿走路，這樣才能走向美好的產(chǎn)業(yè)未來(lái)。