2023人形機(jī)器人為啥這么火

沈春蕾

2023年12月29日，香港交易所迎來一位特殊的敲鐘人——人形機(jī)器人Walker S。它和主人——深圳市優(yōu)必選科技股份有限公司（以下簡稱“優(yōu)必選”）董事會(huì)主席周劍一起敲響開市鑼。

當(dāng)天，優(yōu)必選在香港交易所主板掛牌上市，被業(yè)內(nèi)稱為國內(nèi)人形機(jī)器人第一股，股價(jià)最高超93港元，收盤時(shí)對應(yīng)市值約380億港元。

不久前，工業(yè)和信息化部印發(fā)的《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》指出，人形機(jī)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(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、新能源汽車之后的顛覆性產(chǎn)品。

在剛剛過去的2023年，能站立行走、能跑能跳的人形機(jī)器人頻頻亮相，引發(fā)各界關(guān)注。人形機(jī)器人為什么這么火？它跟人的外形必須一模一樣嗎？還有哪些瓶頸有待突破？

2021年8月，美國特斯拉公司首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克宣布推出人形機(jī)器人。該機(jī)器人最大的特點(diǎn)是身高、體重和人差不多，售價(jià)兩萬美元，相當(dāng)于一個(gè)工人一年的工資，最關(guān)鍵的一點(diǎn)是“通用”。

2023年12月，馬斯克在社交平臺(tái)展示了新款人形機(jī)器人Optimus。視頻顯示，Optimus可在特斯拉工廠內(nèi)行走移動(dòng)，還能在健身房內(nèi)做深蹲。此次展示的是第二代Optimus，相比第一代重量減輕了10千克，仿生足部讓其步行速度提高30%，手部關(guān)節(jié)也增加了11個(gè)零件，可以完成一只手拿取雞蛋后再換至另一只手將雞蛋放到容器中的動(dòng)作。未來，Optimus將首先應(yīng)用于特斯拉制造工廠。

“通用，意味著人形機(jī)器人不僅能在工廠內(nèi)搬東西、裝配零件，還能在農(nóng)村干農(nóng)活，在家里做家務(wù)。”中國科學(xué)院院士喬紅在接受記者采訪時(shí)說，“這樣一個(gè)通用人工智能系統(tǒng)可謂既便宜又好用，但距離問世還有很長一段路要走。”

“如果機(jī)器人系統(tǒng)和通用人工智能系統(tǒng)相結(jié)合，就能在物理空間完成很多任務(wù)。”喬紅指出，“機(jī)器人并不能完全替代人，只是將人從一些繁雜的工作中解脫出來，有更多時(shí)間做自己喜歡的事情。”

喬紅是中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所多模態(tài)人工智能系統(tǒng)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)長期從事機(jī)器人“手—眼—腦”研究工作，并開展類人人形機(jī)器人技術(shù)攻關(guān)。她曾多次表示：“機(jī)器人未來發(fā)展的一個(gè)重要趨勢是越來越接近生物，不再是冰冷的機(jī)器，而是具有認(rèn)知、情緒、邏輯、動(dòng)作等在內(nèi)的一系列類人化特征。”

這些年來，喬紅在研究中發(fā)現(xiàn)，利用國產(chǎn)機(jī)器人進(jìn)行高精度裝配是當(dāng)前一個(gè)較大難點(diǎn)，也是團(tuán)隊(duì)主要攻關(guān)的方向。未來，受人啟發(fā)研制的機(jī)器人與人形機(jī)器人系統(tǒng)有望成為人類工作和生活的好幫手。

“要實(shí)現(xiàn)這個(gè)美好的愿景，就需要機(jī)器人向人學(xué)習(xí)，人在做事情的時(shí)候，手、眼、腦是一個(gè)完整的回路。”喬紅稱，人看東西其實(shí)是回答兩件事——它是什么？它在哪里？這也是機(jī)器人需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

幫工人遞送工具后再來一段炫酷的空翻——來自波士頓動(dòng)力公司的人形機(jī)器人在車間干活的視頻非常搶眼。“其背后是不計(jì)成本的投入，以及遙遙無期的量產(chǎn)。”燕緣創(chuàng)投總經(jīng)理、管理合伙人李軍說。

在人形機(jī)器人走紅前，市場上不乏一些投入應(yīng)用場景的機(jī)器人，如工業(yè)機(jī)器人、物流機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人……為什么最近一兩年人形機(jī)器人尤其搶眼？

“人形機(jī)器人作為一個(gè)擬人機(jī)器人形態(tài)，是學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界一直希望實(shí)現(xiàn)的終極形態(tài)，但實(shí)現(xiàn)完全擬人太難了。”北京大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院助理教授王鶴告訴記者，“這個(gè)終極目標(biāo)可以分階段實(shí)現(xiàn)，比如先實(shí)現(xiàn)相對容易的半身人形機(jī)器人，即上半身做成人形，下半身采用多輪底盤。”

王鶴帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展的研究主要關(guān)注機(jī)器人上半身的手、眼、腦協(xié)調(diào)。他認(rèn)為，下半身是輪、上半身是人形的機(jī)器人可以快速實(shí)現(xiàn)落地。盡管形態(tài)不是完全擬人，但其泛化的能力已經(jīng)可以滿足很多場景的應(yīng)用需求。

2023年5月，北京銀河通用機(jī)器人有限公司（以下簡稱“銀河通用機(jī)器人”）成立。作為公司聯(lián)合創(chuàng)始人，王鶴透露：“一年后，我們研發(fā)的雙臂+輪式的仿人機(jī)器人產(chǎn)品將在零售場景和工業(yè)場景部署。”

“藥店在夜間將不再需要店員，從接單到找藥、拿藥、裝袋等一系列流程，仿人機(jī)器人都可以完成。”王鶴告訴記者，“2024年，這款仿人機(jī)器人將在幾家藥店進(jìn)行封閉測試，計(jì)劃2025年投入量產(chǎn)。”

近日，銀河通用機(jī)器人完成億元級天使+輪融資，由美團(tuán)戰(zhàn)略領(lǐng)投，燕緣創(chuàng)投、清華SEE Fund、IDG資本跟投。本輪所融資金將持續(xù)用于公司多模態(tài)通用機(jī)器人商業(yè)場景產(chǎn)品化推進(jìn)。

“我們是一家專注北京大學(xué)早期科技成果轉(zhuǎn)化投資的基金公司，由北京大學(xué)上海臨港國際科技創(chuàng)新中心發(fā)起設(shè)立，作為耐心資本，力爭做好科學(xué)家創(chuàng)業(yè)路上‘最早一公里’孵化賦能型投資。”李軍告訴記者，隨著大模型的不斷進(jìn)化迭代，在“數(shù)字基座”的基礎(chǔ)上將誕生一批具有較強(qiáng)場景應(yīng)用能力的人工智能公司，其中多模態(tài)通用機(jī)器人是重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。

對人形機(jī)器人來說，兩條腿的作用很重要，比如跨越障礙物、與上半身協(xié)同蹲下并起來，還有一些非必需能力，如跳躍、跳舞等，可以在未來用于陪伴人類運(yùn)動(dòng)和娛樂。

盡管全身人形機(jī)器人的落地應(yīng)用還需要很長一段時(shí)間，但王鶴表示，人形肯定是終極形態(tài)，未來將會(huì)進(jìn)入千家萬戶，現(xiàn)階段還需要解決軟硬件相關(guān)的技術(shù)難題。

他舉例說，目前的人形機(jī)器人上半身的智能程度高于下半身。下半身在平地模仿人行走的過程還可以，一旦遇到坑坑洼洼的地面就容易摔倒，研制成本也較高。對人形機(jī)器人來說，兩條腿的作用很重要，比如跨越障礙物、與上半身協(xié)同蹲下并起來，還有一些非必需能力，如跳躍、跳舞等，可以在未來用于陪伴人類運(yùn)動(dòng)和娛樂。

王鶴說：“今天的掃地機(jī)器人是最成功的家用機(jī)器人，不需要安裝，也不會(huì)產(chǎn)生危害。這應(yīng)該是人形機(jī)器人未來追求的應(yīng)用目標(biāo)——去除一切人的參與，完全自主和自動(dòng)。”

談及未來人形機(jī)器人如何像掃地機(jī)器人一樣走進(jìn)千家萬戶，王鶴從自己研究的具身智能領(lǐng)域介紹說，當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)的靜態(tài)大數(shù)據(jù)缺乏機(jī)器人如何運(yùn)動(dòng)、移動(dòng)其關(guān)節(jié)、與世界物理交互等信息。具身智能則關(guān)注從機(jī)器人身體出發(fā)的感知和交互，致力于從環(huán)境交互的數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)執(zhí)行物理任務(wù)的能力。

他說：“具身智能可以讓人形機(jī)器人更加聰明，聽懂人話，幫人干活。”

馬斯克也表示，雖然未來有一天人人都可能擁有一個(gè)人形機(jī)器人，但是目前展現(xiàn)的Optimus人形機(jī)器人產(chǎn)品只能執(zhí)行重復(fù)性的簡單勞動(dòng)，還稱不上是個(gè)完美的產(chǎn)品。

“具身智能是實(shí)現(xiàn)通用人工智能的關(guān)鍵。”李軍告訴記者，“銀河通用機(jī)器人在具身智能等深度學(xué)習(xí)算法上具有很強(qiáng)的核心技術(shù)壁壘，有望解決通用機(jī)器人‘大腦’和‘小腦’的感知、決策和執(zhí)行問題。”

李軍表示，如今國內(nèi)具有真正核心技術(shù)競爭力的人形機(jī)器人創(chuàng)業(yè)公司還不多，但隨著中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的日益成熟，硬件部分將會(huì)形成較為穩(wěn)定的供應(yīng)鏈體系，未來決勝的關(guān)鍵在于是否擁有將算法軟件與硬件強(qiáng)耦合的場景應(yīng)用能力。

◎ 來源|中國科學(xué)報(bào)