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人形機(jī)器人深度分析:探尋前世今生 發(fā)展脈絡(luò)

中投網(wǎng)2025-02-13 09:08 來源:中投顧問產(chǎn)業(yè)研究大腦

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在科技飛速發(fā)展的當(dāng)下,人形機(jī)器人無疑已成為科技領(lǐng)域中備受矚目的焦點(diǎn),堪稱科技浪潮里的新寵兒。從各大國際科技展會(huì)中占據(jù) C 位的展示,到科研機(jī)構(gòu)夜以繼日的攻關(guān)研究,再到資本市場的熱烈追捧,人形機(jī)器人的熱度正持續(xù)攀升 ,吸引著全球的目光。

在 2024 世界人工智能大會(huì)上,人形機(jī)器人專區(qū)成為了大會(huì)的重點(diǎn)與亮點(diǎn),F(xiàn)場,25 款形態(tài)各異、功能獨(dú)特的人形機(jī)器人齊聚一堂,組成的 “十八金剛” 陣列整齊劃一地做出揮手、抱拳等動(dòng)作,科技感與未來感十足,吸引無數(shù)參會(huì)者駐足觀看、拍照留念。全球首個(gè)全尺寸開源公版人形機(jī)器人青龍的發(fā)布,以及中國國內(nèi)首個(gè)全尺寸人形機(jī)器人開源社區(qū)的亮相,更是將大會(huì)的氛圍推向了高潮,展現(xiàn)了人形機(jī)器人領(lǐng)域蓬勃的創(chuàng)新活力與無限的發(fā)展?jié)摿。而特斯拉?Optimus 人形機(jī)器人,憑借其先進(jìn)的技術(shù)和出色的性能,在大會(huì)上也備受關(guān)注,成為眾人討論的熱門話題。

與此同時(shí),科研機(jī)構(gòu)也在人形機(jī)器人領(lǐng)域不斷發(fā)力。高校和科研院所的實(shí)驗(yàn)室里,科研人員們專注于攻克人形機(jī)器人的核心技術(shù)難題,從人工智能算法的優(yōu)化,到傳感器技術(shù)的升級,再到機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì),每一項(xiàng)突破都為推動(dòng)人形機(jī)器人的發(fā)展注入了新的動(dòng)力。他們的研究成果,不僅在學(xué)術(shù)領(lǐng)域引發(fā)了廣泛的關(guān)注與探討,更為人形機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用和商業(yè)化發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

資本市場對人形機(jī)器人的前景也極為看好,大量資金不斷涌入這個(gè)領(lǐng)域。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,僅在 2024 年(截至 7 月 2 日),人形機(jī)器人領(lǐng)域的投資數(shù)量就達(dá)到了 8 起,已披露的融資金額高達(dá) 15.9 億元 。眾多知名投資機(jī)構(gòu)紛紛出手,對人形機(jī)器人初創(chuàng)企業(yè)進(jìn)行投資,助力其技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品迭代。在 2024 年 6 月,北京銀河通用機(jī)器人有限公司宣布獲得共計(jì) 7 億人民幣的天使輪融資,投資方陣容強(qiáng)大,包括美團(tuán)戰(zhàn)投、北汽產(chǎn)投、商湯國香基金、訊飛基金等戰(zhàn)略及產(chǎn)業(yè)投資方,以及啟明創(chuàng)投、藍(lán)馳創(chuàng)投、經(jīng)緯創(chuàng)投、源碼資本、IDG 資本等財(cái)務(wù)機(jī)構(gòu)。此后,有 “港版淡馬錫” 之稱的香港投資管理有限公司也宣布投資銀河通用,這一系列的投資事件,充分彰顯了資本市場對人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的堅(jiān)定信心。

正是在這樣的大環(huán)境下,人形機(jī)器人正從科幻作品中的想象逐漸走進(jìn)現(xiàn)實(shí),有望深刻改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活方式,成為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的重要力量。接下來,讓我們深入探尋人形機(jī)器人的發(fā)展歷程、技術(shù)原理、應(yīng)用領(lǐng)域、挑戰(zhàn)與機(jī)遇,以及未來的發(fā)展趨勢。


(一)早期探索:萌芽的起點(diǎn)

人形機(jī)器人的發(fā)展可追溯至 20 世紀(jì)中葉,那時(shí),計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械工程、控制理論等多學(xué)科的不斷發(fā)展,為其從理論探索邁向?qū)嵺`應(yīng)用提供了可能。1927 年,德國默片《大都會(huì)》中出現(xiàn)了具有金屬外殼、能模仿人類動(dòng)作的機(jī)器人形象,這一經(jīng)典形象激發(fā)了人們對未來世界中機(jī)器人角色的無限遐想,也在一定程度上推動(dòng)了現(xiàn)實(shí)中對人形機(jī)器人的研究。

1939 年,西屋電氣公司制造出名為 “Elektro” 的機(jī)器人,身高約 2.1 米,能夠行走、說話和抽煙,被視為世界上第一個(gè)真正意義上的人形機(jī)器人。盡管 “Elektro” 的動(dòng)作僵硬,功能簡單,但其誕生標(biāo)志著人類在人形機(jī)器人研發(fā)領(lǐng)域邁出了重要一步。此后,科研人員在控制理論與人形機(jī)器人結(jié)合方面不斷探索,運(yùn)用反饋控制、自適應(yīng)控制等方法,嘗試更精確地控制人形機(jī)器人的動(dòng)作。同時(shí),計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也為人形機(jī)器人的智能化提供了支持,早期計(jì)算機(jī)被應(yīng)用于機(jī)器人的編程和決策系統(tǒng),使其能根據(jù)預(yù)設(shè)程序執(zhí)行任務(wù)。

(二)技術(shù)突破與演進(jìn):成長的蛻變

隨著時(shí)間的推移,人形機(jī)器人迎來了關(guān)鍵的技術(shù)突破與演進(jìn)階段。在材料和機(jī)械結(jié)構(gòu)方面,新型合金、復(fù)合材料的出現(xiàn),讓人形機(jī)器人的身體結(jié)構(gòu)更加輕便、堅(jiān)固,關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步則提高了其運(yùn)動(dòng)靈活性和精度,液壓驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)等方式逐漸應(yīng)用于關(guān)節(jié)設(shè)計(jì),使其能夠?qū)崿F(xiàn)更復(fù)雜的動(dòng)作。1973 年,早稻田大學(xué)開發(fā)出 WABOT - 1,它不僅能雙腿行走,還具備視覺和聽覺功能,可識(shí)別物體和聲音,展示了人形機(jī)器人在感知和交互方面的潛力 。

進(jìn)入 21 世紀(jì),人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展為人形機(jī)器人帶來了質(zhì)的飛躍。深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等人工智能算法的應(yīng)用,使機(jī)器人能夠更好地理解人類語言、識(shí)別環(huán)境和學(xué)習(xí)新技能。波士頓動(dòng)力公司的 Atlas 機(jī)器人便是典型代表,憑借先進(jìn)的人工智能算法和強(qiáng)大的傳感器系統(tǒng),它能夠在復(fù)雜地形中行走、跳躍,完成各種高難度動(dòng)作,展現(xiàn)出極高的智能水平和適應(yīng)能力。同時(shí),傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步,如視覺傳感器、力傳感器、加速度傳感器等的廣泛應(yīng)用,為人形機(jī)器人提供了更準(zhǔn)確的環(huán)境感知能力,使其能夠根據(jù)周圍環(huán)境的變化做出更精準(zhǔn)的決策和動(dòng)作調(diào)整。

(三)當(dāng)下格局:群雄逐鹿的戰(zhàn)場

如今,全球范圍內(nèi)掀起了人形機(jī)器人研發(fā)和生產(chǎn)的熱潮,呈現(xiàn)出群雄逐鹿的激烈競爭格局。眾多科技巨頭和初創(chuàng)企業(yè)紛紛入局,投入大量資源進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新。

在國外,特斯拉的 Optimus 無疑是備受矚目的焦點(diǎn)。特斯拉憑借在電動(dòng)汽車領(lǐng)域積累的技術(shù)優(yōu)勢,如先進(jìn)的電池技術(shù)、自動(dòng)駕駛技術(shù)等,將其應(yīng)用于人形機(jī)器人的研發(fā)中。Optimus 采用與電動(dòng)車相似的 “感知 - 決策 - 執(zhí)行” 架構(gòu),并運(yùn)用和 FSD(Full - Self Driving,全自動(dòng)駕駛)同樣的端到端神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練,使其在運(yùn)動(dòng)控制和智能決策方面表現(xiàn)出色。目前,Optimus 已展示出在家庭服務(wù)、工業(yè)生產(chǎn)等方面的能力,馬斯克更是預(yù)計(jì)其在 2025 年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),2025 年底或 2026 年投放市場,屆時(shí)有望對人形機(jī)器人市場產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

此外,Agility Robotics 開發(fā)的 Digit 人形機(jī)器人在物流倉儲(chǔ)領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的應(yīng)用潛力,已在亞馬遜的倉庫運(yùn)營中進(jìn)行測試,主要執(zhí)行卸載貨車、搬運(yùn)箱子、管理貨架等任務(wù),預(yù)計(jì) 2025 年全面上市;波士頓動(dòng)力公司的 Atlas 機(jī)器人以其卓越的運(yùn)動(dòng)能力和穩(wěn)定性聞名于世,不斷突破人形機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)極限,雖然目前尚未大規(guī)模商業(yè)化,但為行業(yè)發(fā)展提供了重要的技術(shù)參考和示范。

國內(nèi)的人形機(jī)器人發(fā)展也毫不遜色,眾多企業(yè)在技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新上取得了顯著成果。優(yōu)必選作為國內(nèi)人形機(jī)器人領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè),推出的 Walker 系列人形機(jī)器人備受關(guān)注。Walker S 已成為全球進(jìn)入最多工廠實(shí)訓(xùn)的人形機(jī)器人,并獲得車廠超過 500 臺(tái)的意向訂單。2024 年 10 月,優(yōu)必選發(fā)布全新一代工業(yè)人形機(jī)器人 Walker S1,在一體化關(guān)節(jié)技術(shù)、集成化頭部設(shè)計(jì)、仿人靈巧手等方面進(jìn)行了硬件性能創(chuàng)新迭代,進(jìn)一步提升了產(chǎn)品的競爭力。

小米在人形機(jī)器人領(lǐng)域也積極布局,2022 年 8 月發(fā)布全尺寸人形仿生機(jī)器人 CyberOne,支持家庭護(hù)理、陪伴等多種場景。雖然初期成本較高,尚無法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),但小米持續(xù)推進(jìn)其在自家制造產(chǎn)線上的分階段落地工作,不斷探索人形機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用和商業(yè)化路徑。

同時(shí),宇樹科技的 Unitree G1 通用人形智能機(jī)器人以其高性價(jià)比的優(yōu)勢在市場中嶄露頭角,起售價(jià)為 9.9 萬元,吸引了眾多關(guān)注的目光;智元機(jī)器人在 2024 年開啟通用機(jī)器人商用量產(chǎn),并與其他單位聯(lián)合開源百萬真機(jī)數(shù)據(jù)集,為推動(dòng)人形機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用做出了積極貢獻(xiàn)。此外,小鵬、奇瑞等車企也紛紛加入人形機(jī)器人的研發(fā)行列,小鵬的 Iron 已投入小鵬汽車工廠,奇瑞的 Mornine 則進(jìn)入門店擔(dān)任導(dǎo)購員,為行業(yè)發(fā)展注入了新的活力。

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