人形機器人——這個賽博朋克式的人類終極幻想，正從實驗室中走出，并且逐步走向市場。能自主思考、決策、行動的具身智能機器人，被認為是大模型的最佳落地場景，人形機器人為企業(yè)解決勞動力短缺的問題似乎也變得可行。為什么人們?nèi)绱藷嶂匀诵螜C器人?有研究人員認為，一方面是來自于文化的驅(qū)動，另一方面是技術的牽引。今天就讓我們一起來看看人形機器人的故事。

　　人形機器人發(fā)展簡史

　　回看人形機器人的發(fā)展過程，公元前四世紀，古希臘哲學家亞里士多德曾想象過機器人的用處;三國鼎立時期，諸葛亮成功創(chuàng)造出“木牛流馬”，用來運送軍用物資，這都為機器人的發(fā)展埋下了伏筆。

　　在接下來的幾百年里，機器人逐漸擬人化、具象化，如同達爾文的物種起源，人形機器人也逐漸進化。

　　文藝復興時期

　　意大利畫家、科學家達·芬奇在手稿中繪制了西方文明世界的第一款人形機器人，并賦予機器人木頭、皮革和金屬的外殼，通過驅(qū)動裝置，機器人可以揮舞胳膊、可以坐或者站立。

　　1920年

　　捷克作家卡雷爾·凱佩克(Karel Capek)在科幻劇本《羅薩姆的萬能機器人》中，將捷克語“Robota”寫成了“Robot”，被當作“機器人”一詞的起源。

　　1927年

　　美國西屋公司工程師溫茲利制造了第一個機器人“Televox”，裝有無線電發(fā)報機，但這款機器人不能走動。

　　1963年

　　NASA耗資17.5萬美金，造出兩個“機動多關節(jié)假人(Power Driven Articulated Dummy，PDAD)”的機器人，能模擬出35種基本的人類動作，以便幫助工程師改良宇航服。

　　1967年

　　在“仿人機器人之父”加藤一郎的帶領下，早稻田大學啟動了人形機器人項目，并于1972年研發(fā)出世界上第一款全尺寸人形智能機器人WABOT-1，能夠執(zhí)行搬運物體等任務，如同一歲半的嬰兒。

　　1986年

　　本田開發(fā)出雙足機器人EO, 隨后相繼推出雙足機器人E系列、仿真機器人P系列。

　　2000年

　　仿真機器人P4——也被稱為ASIMO(阿西莫夫)——問世。

　　站不直的人形機器人

　　2021年，特斯拉在AI Day的一段“機械舞”，成功引起了人們對Tesla Bot(特斯拉人形雙足機器人)的關注。馬斯克發(fā)文稱：“我們已經(jīng)制造了帶輪子的機器人(特斯拉汽車)，所以現(xiàn)在我們幾乎擁有所有制造人形機器人所需的零件。”

　　Tesla Bot的提出，導致國內(nèi)人形機器人市場掀起了一場“龍卷風”。因為汽車與人形機器人存在一些相通的地方，譬如二者都帶有攝像頭，汽車通過采集到的數(shù)據(jù)用于人工智能訓練，再賦能于汽車，同樣人形機器人通過采集生活中的數(shù)據(jù)，再反作用于人形機器人的發(fā)展。因此汽車企業(yè)首先成為人形機器人的主力軍。例如小米在2022年發(fā)布了CyberOne(鐵大)，小鵬汽車2023年發(fā)布了首款人形機器人——PX5。

　　另外也有越來越多的科技企業(yè)涌入人形機器人這一賽道。為何要做人形機器人?

　　宇樹科技聯(lián)合創(chuàng)始人陳立表示，是順勢而為。一方面，人形機器人和四足機器人的底層技術架構、知識儲備相似度非常高，宇樹在四足機器狗領域一直處于全球領先的第一梯隊，從四足做到人形機器人難度會小很多;另一方面是底層的驅(qū)動，去年通用人工智能和大模型快速發(fā)展，這對未來科技的推動具有里程碑的意義，由于PC及智能終端市場逐步趨于飽和，通用人形機器人將成為未來通用人工智能最好的落地載體。

　　陳立對此進行了進一步解釋，在AI大模型時代，模仿學習和強化學習加持下人形機器人會比傳統(tǒng)協(xié)作機器人更加具備通用性?！叭诵螜C器人可以匹配人類世界對通用機器人的需求?！?/p>

　　因此，在技術齒輪的轉(zhuǎn)動下，人形機器人變成新突破口、新載體。

　　人形機器人在各個發(fā)展時期，都致力于在“仿人特征”上有一些突破。盡管有的人形機器人穿上衣服可以達到“以假亂真”的程度，但仔細觀察就不難發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的人形機器人，其膝蓋都呈現(xiàn)彎曲狀態(tài)。

　　機器人腿部并不是不可以伸直，但伸直后會不可避免地出現(xiàn)兩種情況：一是腳踝只能以腿長為半徑的圓弧移動，關節(jié)可達空間變小;二是膝伸直后垂直腿方向受載性能極差，但沿腿方向受載能力倍增。通俗一點，就是我們常說的“膝蓋不會打彎”，這種姿勢出現(xiàn)在人身上或許有些滑稽，但在機器人身上卻是非常棘手的問題。

　　從機器人的運動控制角度來看，采用彎膝行走方式相較于直膝行走能夠提供更好的運動控制能力。在面對起伏不平的路面時，采用彎膝行走方式的機器人腿部仍然具備伸直的余量，從而確保行走過程中的穩(wěn)定性和平衡性。此外，采用彎膝行走方式的機器人重心更低、更穩(wěn)，這進一步增強了其平衡控制能力。

　　因此，膝蓋彎曲的設計能夠確保機器人的姿態(tài)非奇異，從而優(yōu)化其控制性能。在行走過程中，這種設計也有助于機器人保持更加穩(wěn)定的步伐，提高其運動表現(xiàn)。

　　目前比較熱門的人形機器人有宇樹科技的Unitree H1，是國內(nèi)第一臺能跑的全尺寸通用人形機器人，擁有穩(wěn)定的步態(tài)和高度靈活的動作能力，能在復雜地形和環(huán)境中自主行走和奔跑，還能后空翻以及跳“科目三”;麻省理工學院研發(fā)的人形機器人能執(zhí)行跳躍、后空翻等復雜動作。

　　人形機器人能走多久?

　　2024年會成為人形機器人的元年嗎?

　　對此，陳立坦言稱：“如果以無論是創(chuàng)業(yè)公司，還是大公司參與到人形機器人賽道去定義，2024年作為元年是沒有問題的。如果以人形機器人應用為標準，2024年作為元年還是有待商榷的，因為人形機器人應用還沒有那么快?！?/p>

　　據(jù)國際機器人協(xié)會預測，2021年至2030年，全球人形機器人市場規(guī)模年復合增長率將高達71%。中國電子學會數(shù)據(jù)顯示，到2030年，我國人形機器人市場規(guī)模有望達到8700億元。

　　但能否實現(xiàn)既定目標，還需要人形機器人找到“買單者”。除此之外，人形機器人作為高門檻行業(yè)，還亟需解決核心技術、降低成本和階段性人才短缺的問題。

　　面對接下來或?qū)⒊霈F(xiàn)的一波入局熱，陳立說，“所有的產(chǎn)品都會經(jīng)歷在時機成熟時，涌入很多企業(yè)，形成百花齊放百家爭鳴的階段。人形機器人也不例外，但這是一件好事情，可以形成充分競爭，更好地推動產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品定義、產(chǎn)品推廣和銷售。”

　　隨著產(chǎn)業(yè)的持續(xù)火爆，近期人形機器人交流會議密集召開，人形機器人正處在從實驗室走向市場的關鍵窗口期。國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)巨頭紛紛加碼布局，技術水平不斷突破，應用場景持續(xù)拓展。我們有理由相信，展望未來，人形機器人將深刻改變?nèi)祟惿詈蜕a(chǎn)方式，推動社會生產(chǎn)力躍升到新臺階。