“浙”樣搶抓人形機器人產業(yè)發(fā)展新機遇

嚴夢玲 徐雅斌

當前，人形機器人產業(yè)正面臨重要的技術風口，成為科技競爭的新高地和經濟發(fā)展的新引擎。浙江省需抓住機遇，積極布局基礎關鍵技術攻關、支持優(yōu)勢企業(yè)做專做精，將人形機器人納入未來產業(yè)進行重點培育

人形機器人又稱仿人機器人或類人機器人，是指擁有人的形態(tài)和功能的機器人，具有仿真程度高、較強的自主性和多功能性等特點，被認為是機器人技術的集大成者和戰(zhàn)略制高點。當前，人形機器人產業(yè)正面臨重要的技術風口，成為科技競爭的新高地和經濟發(fā)展的新引擎。正如2023年10月，工信部發(fā)布的《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》所指出的：人形機器人將深刻變革人類生產生活方式，重塑全球產業(yè)發(fā)展格局。

浙江省需抓住機遇，積極布局基礎關鍵技術攻關、支持優(yōu)勢企業(yè)做專做精，將人形機器人納入未來產業(yè)進行重點培育。

人形機器人產業(yè)迎來跨越發(fā)展窗口期

隨著人工智能技術應用迭代推進，人形機器人產業(yè)迎來了跨越發(fā)展的窗口期，其最終目標是通過實現(xiàn)技術通用與低制造成本達到大規(guī)模落地使用。目前，人形機器人技術發(fā)展面臨三大趨勢。

人形機器人技術路線演進路徑逐漸清晰

從技術看，人形機器人技術主要分硬件和軟件兩類。硬件可拆分為動力總成系統(tǒng)、感應系統(tǒng)、結構件及其他部件。其中動力總成系統(tǒng)包括伺服電機、減速器、控制器等，感應系統(tǒng)包括芯片、傳感器等。軟件部分則包括運動控制算法及人工智能算法等。專家預計，未來5年內人形機器人將能實現(xiàn)連貫任務的認知決策，感知水平全面提升；未來10年內能實現(xiàn)更高自由度和運動功能；未來15年內能理解人類情感并實現(xiàn)類人智能交互。

人形機器人被視作人工智能技術重要落地應用場景

人工智能技術快速崛起，牽引人形機器人研發(fā)制造多學科交叉匯聚。在基礎層，人工智能加速訓練人形機器人大模型與數(shù)據(jù)迭代，并結合傳感、腦科學、新材料等前沿技術推動機器智能感知和交互決策系統(tǒng)迅速發(fā)展；在應用層，人工智能應用于垂直化、場景化與個性化模型，形成了人形機器人無代碼編程、對話類搜索引擎、語音陪伴等新業(yè)態(tài)。一旦技術接近臨界點，人形機器人在消防救援、電力巡檢、野外勘察等非結構化場景下的通用性能有望帶來大量市場需求。

人形機器人量產成本下降為產業(yè)化提供可能

2013年波士頓動力發(fā)布的Atlas（一款雙足人形機器人）單臺成本高達190萬美元。2022年特斯拉通過構建零部件生產和“軟件開發(fā)＋本體生產＋系統(tǒng)集成”全產業(yè)鏈模式，依托車端算法直接遷移、供應鏈直接遷移等途徑，實現(xiàn)了人形機器人量產規(guī)模降本，其研發(fā)的Optimus（特斯拉第二代人形機器人）售價有望降至2萬美元。據(jù)高工機器人產業(yè)研究所（GGII）預計，未來3年全球人形機器人在服務機器人中的滲透率將達到3.5%，市場規(guī)模超20億美元，到2030年全球市場規(guī)模有望突破200億美元。

國內外人形機器人發(fā)展均在穩(wěn)步推進

國外人形機器人產業(yè)發(fā)展起步早

國外人形機器人產業(yè)起步較早，現(xiàn)階段美國、日本和歐洲在人形機器人領域處于領先地位。第一梯隊是以美國為首的波士頓動力和特斯拉，在運動能力和智能作業(yè)上均具有較強的技術儲備和展示能力。2017年波士頓動力公司發(fā)布的雙足機器人Handle能夠在崎嶇的地形上行走和跳躍，可實現(xiàn)在復雜工業(yè)環(huán)境中的智能倉儲運輸；特斯拉基于DOJO D1超級計算芯片于2022年成功研制能夠共用特斯拉“完全自動駕駛”系統(tǒng)的Optimus，是目前唯一明確應用于汽車生產線的項目。第二梯隊是日本和歐洲機器人，雖然不適用于野外復雜路面，但手眼協(xié)調操作性強，可直接使用人造工具，具有較強的智能作業(yè)和精細作業(yè)能力。如日本本田公司于2000年發(fā)布的ASIMO具備高度仿真的外觀和人類相似的動作和感知能力，目前主要應用于教育科研領域；2014年軟銀集團發(fā)布的Pepper具備情感識別和人機交互功能，可用于家庭服務、商業(yè)展示等領域。歐洲意大利技術研究院于2018年發(fā)布了可行走機器人（Walk—man），可與人類一樣使用工具，開發(fā)自然，能代替消防員、士兵和拆彈專家從事環(huán)境較為危險的工作。

國內人形機器人產業(yè)發(fā)展達到國際先進水平

與國外相比，國內盡管產業(yè)起步較晚，但是近年來先后研制成功了多款人形機器人樣機，總體水平達到國際先進。北京理工大學是目前國內人形機器人領域最有影響力的研究機構，其2003年研制的“匯童BHR—1”人形機器人能夠實現(xiàn)跑步、跳躍等運動。通過不斷地技術迭代，目前“匯童6”已可實現(xiàn)多模態(tài)運動；浙江大學研制的“悟空”人形機器人在國內率先實現(xiàn)室外路面的小跑，以及復雜地形的行走、上下樓梯等運動，相關研究處于國內人形機器人領域第一梯隊。此外，優(yōu)必選科技有限公司、小米公司等也推出了人形機器人產品WalkerX與CyberOne，正在向商用化應用方向努力。

總體來看，人形機器人正逐步從科研走向商業(yè)化。從技術演進節(jié)點看，其穩(wěn)步推進路線圖已比較清晰，現(xiàn)階段發(fā)展的重點在于解決技術和成本痛點。目前除特斯拉人形機器人已有具體應用場景外，國內人形機器人企業(yè)離商業(yè)化落地還有一段路要走。

浙江發(fā)展人形機器人產業(yè)機遇與挑戰(zhàn)并存

當前，浙江省人形機器人產業(yè)發(fā)展尚處于初期階段，研究力量主要來自制造業(yè)基礎和技術創(chuàng)新能力相對較強的杭州、寧波兩地的高校、研究機構和高科技公司。人形機器人產業(yè)鏈上游，浙江在精密減速器、伺服電機及驅動器等核心零部件領域具有較強實力；產業(yè)鏈中游，浙江已建成宇樹科技、浙江大學、之江實驗室等人形機器人領域整機研制團隊；產業(yè)鏈下游，基于省內豐富的應用場景和行業(yè)升級發(fā)展需要，已積聚了一批優(yōu)秀的系統(tǒng)集成商。

整機研制技術水平不斷提高

浙江省在人形機器人整機制造領域具有較強的研發(fā)實力，研制了多種人形機器人樣機。浙江大學自2006年起先后研制了四代“悟空”系列人形機器人，其中機器人最快運動速度超過6km/h，跳高0.5m，可上下25度斜坡和10cm臺階，可適應室外路面、草叢、泥地等多種地形。動子科技（寧波）有限公司研發(fā)的小型人形機器人BRUCE已在高等教育和職業(yè)教育行業(yè)實現(xiàn)小批量出貨，它是可以自主獨立行走、奔跑、跳躍的雙足小型人形機器人，也是全球第四款能夠自由跳躍的人形機器人。未來，企業(yè)計劃推出全尺寸大型人形機器人（高170cm，重35Kg，可負載10—15Kg，行走速度7Km/h）。宇樹科技推出了國內第一款能跑的全尺寸通用人形機器人Unitree H1，也是全球同類規(guī)格中功率性能最高的機器人。之江實驗室研制的雙足機器人具備雙足行走以及多自由度機械臂抓取操作的能力，還具備一定的與外界環(huán)境、人類交互的智能化水平；研制的ZJLabers足球機器人戰(zhàn)隊在RoboCup2019機器人足球世界杯上奪得了中仿人組（機器人高度介于80—140cm）亞軍。此外，五八智能科技也是浙江省內整機制造領域優(yōu)秀企業(yè)。

零部件領域競爭力持續(xù)提升

浙江省在精密減速器、行星滾柱絲杠、伺服電機、機器人控制器、攝像頭、激光雷達等關鍵零部件和人機交互算法等方面具有較好的基礎，處于國內領跑水平。中科院寧波材料所在高功率密度比電機以及正反向高效傳動減速器方面取得較大突破，先后研制了高爆發(fā)力關節(jié)電機、柔性人工肌肉、減速器等驅動裝置；拓普集團已成功研制生產高精度滾柱絲杠，并不斷迭代升級產品；三花智控攜手綠的諧波在墨西哥合作建廠，重點布局包括伺服電機、編碼器、扭矩傳感器等在內的旋轉執(zhí)行器總成，有望成為特斯拉人形機器人的供應商之一；新劍機電開發(fā)了傳動系統(tǒng)中的核心部件“行星滾柱絲杠線性執(zhí)行器”，可成為人形機器人線性驅動解決方案供應商。智昌科技開發(fā)了工業(yè)機器人操作系統(tǒng)與云腦，為人形機器人操作系統(tǒng)開發(fā)奠定了良好基礎；海康機器人致力于提供解決視覺檢測難題的算法工具，能滿足視覺定位、尺寸測量、缺陷檢測以及信息識別等人形機器的視覺應用；舜宇智能光學打造的定位類相機適用于各類服務機器人，可快速實現(xiàn)機器人自主避障、場景重建、路徑規(guī)劃等各類需求。此外，菲仕電機、寧波銳星電機等在伺服電機、空心杯電機等驅動部件，瀚晟傳動在關節(jié)等傳動部件，智昌科技在機械臂、控制器和芯片等領域均具備產業(yè)發(fā)展基礎。

但從目前浙江發(fā)展人形機器人的現(xiàn)狀來看，面臨著三大主要問題：一是技術研究積累不足。浙江在人形機器人本體能力、運動能力和智能能力等核心領域與國外先進水平仍存在一定差距，亟需在高爆發(fā)大力矩驅動、動態(tài)變構型精確建模、高自由度復雜運動規(guī)劃、未知擾動平衡控制等一批人形機器人基礎研究技術方面進行布局，以掌握關鍵零部件領域核心技術。二是省內進軍人形機器人領域的企業(yè)較少。目前除了幾家人形機器人整機研發(fā)單位之外，明確進軍人形機器人領域的只有三花智能、寧波拓普、智昌科技、華緯科技（液壓彈簧）等少數(shù)幾家企業(yè)。其他的如視覺感知、傳感器、電機、減速器、控制器等核心部件廠家雖然有較好的基礎，但是尚未明確進軍人形機器人領域的意愿。三是典型應用場景尚未有效形成。目前浙江省人形機器人主要以展示為主。主要有之江實驗室ZJLabers機器人和浙江大學“悟空”機器人應用于踢足球、打乒乓球等體育競技娛樂；宇樹科技推出的人形機器人原型樣機尚未明確應用場景；動子科技（寧波）研制的BRUCE小型人形機器人應用于教育、展示，但實用的典型應用場景未有效形成。

加快推進人形機器人產業(yè)浙江發(fā)展的建議

從以上的分析中可以看出，浙江應結合自身發(fā)展優(yōu)勢，精心布局、積極謀劃，從關鍵技術、應用場景、優(yōu)勢企業(yè)、專業(yè)人才等方面發(fā)力，搶抓人形機器人發(fā)展新機遇。

加強基礎關鍵技術攻關。建議設立人形機器人省重大科技專項，統(tǒng)籌布局整機研發(fā)、基礎配套產品能力提升、工程應用驗證等，將人形機器人納入未來產業(yè)重點領域進行培育，建立未來產業(yè)研究中心。支持浙江大學、之江實驗室、阿里達摩院等強化前沿基礎研究和關鍵核心技術開發(fā)，加強多學科交叉融合，突破一批前沿技術，形成一批標志性產品；支持龍頭企業(yè)牽頭，整合產業(yè)鏈上下游資源，積極參與國家人形機器人領域“揭榜掛帥”項目，加快先進技術在人形機器人研發(fā)中的集成。

推動典型應用場景試點。遵循產業(yè)發(fā)展趨勢，圍繞人形機器人前沿技術和企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展需求，以城市為載體，開放智慧交通、智能電網、醫(yī)療教育等智能化場景，為新技術、新產品提供應用測試空間，加快前沿技術商業(yè)化落地。加大對現(xiàn)有整機產品開發(fā)企業(yè)應用場景開發(fā)支持力度，優(yōu)先選擇技術容忍度較高的公共領域開展（如道路交通、救災救援、公共安全）人形機器人應用場景試點，加大試點支持力度，爭取在場景培育上形成具有浙江特色的場景項目。

支持優(yōu)勢企業(yè)做專做精。結合浙江省產業(yè)優(yōu)勢，建立人形機器人產業(yè)鏈優(yōu)勢企業(yè)庫，落實相關稅收優(yōu)惠政策，重點支持直線/旋轉執(zhí)行器、操作系統(tǒng)和機械臂、伺服控制器、機器視覺等產業(yè)鏈核心領域的企業(yè)做專做精。支持企業(yè)充分利用進入相關供應鏈優(yōu)勢，進入人形機器人配套體系。對進入人形機器人配套體系的產品，給予相應的認定獎勵；對產業(yè)化項目，優(yōu)先納入省產業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新項目給予支持。

培育壯大產業(yè)人才。充分利用“鯤鵬計劃”“領軍型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊培育引進計劃”等重點人才計劃，引進一批高層次人才團隊，培育一批機器人領域卓越工程師。深化產教融合，支持高校牽頭建設機器人現(xiàn)代產業(yè)學院，加強專業(yè)技術人才和復合型高端人才培養(yǎng)。

（作者嚴夢玲單位：浙江省經信廳高端裝備處，作者徐雅斌單位：浙江理工大學）