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🦍 【深瞳工作室出品】
采写：本报记者 付丽丽
策划：刘 恕 李 坤
“加油、加油，这个‘小个子’跑得真好，步伐最稳健。”当看到机器人灵活地跑过弯道，路边观众禁不住大喊。4月19日，北京亦庄，人类马拉松运动员与人形机器人“跑者”站在同一起跑线。
早上7点半，全球首个人形机器人半程马拉松开赛，第一个出场的“天工”机器人威猛高大，是个1米8的大个头。“旋风小子”“小顽童”则小巧灵活，步幅稳定，甚至还穿着运动鞋，跑起来就像小朋友。
“尽管有的机器人需要搀扶，有的步履蹒跚甚至摔倒，但如此近距离接触、感受以往在科幻大片中看到的场景，还是特别震撼。”特意带孩子来看比赛的小唐告诉科技日报记者。
对人类来讲，跑上马拉松赛道并非难事；对人形机器人来讲，走向真实开放的🤞场景，却是科技和产业的一大步。
《2025人形机器人与具身智能产业研究报告》提出，202🍱5年，人形机器人产业有望从“技术验证期”向“规模化商用期”快速过渡，全球具身智能市场规模预计达195.25亿元。
杭州宇树科技有限公司CEO王兴兴认为，今年人形机器人数量会显著增加，预计两年内，可以在一些基础服务业或工业应用中推广。随着技术不断成熟与成本逐步降低，人形机器人走进千家万户的脚步会越来越快。当前，人形机器人处于怎样的发展阶段，距离真正商业化之路还有多远？
突然爆火的背后
自从在央视春晚舞台转手绢以来，人形机器人屡屡出圈，赚足了眼球。
在资本市场，其也正成为新的“风口”。仅2024年上半年，全球人形机器人领域融资额突破50亿美元，相当于过去五年的总和。
“人形机器人突然爆火的背后，是具身智能的突破。”乐聚(深圳)机器人技术有限公司董事长冷晓琨说。
冷晓琨解释，具身智能是指将人工智能融入机器人等物理实体，赋🌕予它们像人一样感知、学习及与环境动态交互的能力。1950年提出的这一概念，强调的是智能体通过身体与环境的互动产生智能行为。
业界普遍认为，具身智能主要由“大脑”“小脑”“本体”三部分构成。“大脑”即AI大模型，可提高机器人的语言交互、环境感知、任务决策等关键能力🆘，帮助机器人与人类进行对话交互并做出决策；“小脑”则是运动控制算法，控制机器人的运动、身体感知与平衡。“人形机器人无疑是大模型进入物理世界最合适的载体。”冷晓琨说。
在人形机器人发展史上，有三个里程碑事件不可绕过：1973年，世界第一个人形机器人在日本早稻田大学诞生，首次实现了双足行走，尽管动作机械僵硬；2000年，本田发布人形机器人ASIMO第一代机型，行走更加自然；2013年，美国波士顿动力公司研发的双足机器人Atlas亮相，平衡性大大增强，不但会跑，而且摔倒后可以站起来。
北京理工大学教授、北京理工华汇智能科技有限公司董事长张伟民表示，长期以来，机器人开发以编程为基础，2022年AI大模型问世，强大的学习能力推动人形机器人快速发展。
我国人形机器人的探索起步于20世纪80年代末，国内企业大多采用“整机集成、关键零部件自研”路线，加速推进整机产品迭代。
“目前，国内人形机器人产品具备较为稳定的行走、跑跳、站起等基本功能，在技术方面与国外比肩。”张伟民说，这些动作的实现主要得益于“小脑”的进步。基本的运动控制算法解决以后，人形机器人稳定平衡能力显著提升，结合大模型在场景中的训练学习，其行动愈发自如。
此次马拉松比赛中，“天工”以2小时40分钟成功完赛，摘取桂冠。“对机器人来讲，跑马拉松时地面可能凹凸不平，还会有转弯、斜坡，在重心偏离时，能够保持身体平衡都很难。”北京人形机器人创新中心品牌公关负责人魏嘉星介绍，为准备此次比赛，团队在具身智能大、小脑和本体等多个层面优化。
在机器人本体方面，该中心基于天工Ultra平台，对结构进行优化，寻找重量与刚度之间的平衡点，减少跑步过程中地面对腿和脚的冲击，提高长时间奔跑的稳定性。
为提高运动速度，研发团队在仿真环境中不断训😄练“天工”，探索关节力矩和转速的峰值边界。同时，还提升了关节导热和风冷散热技术，使机器人可以保持21公里长时间跑步。“这在以前都是不可想象的。”魏嘉星说。
从跳舞、前空翻，到登台阶、雪地奔跑，人形机器人技能进阶之快让人眼花缭乱。魏嘉星表示，众多动作中，登台阶较难实现。实验阶段，人形机器人上下台阶时，大多需要提前扫描楼梯建立三维模型，再根据预设程序迈出固定步幅。
“这种‘照着图纸走钢丝’的方式，面对真实场景下无法预知的地形，就像让蒙眼登山者复刻昨天的脚步，一旦台阶尺寸变化或定位偏移，极易踏空失衡。”魏嘉星说。
此前，“天工”机器人成功连续攀爬100多级台阶，取得重要技术突破。“在不久的将来，这些人形机器人甚至能在山地、雪地、废墟等极端环境下开展救援等各种作业，为具身智能应用的普及奠定基础。”魏嘉星说。
找准应用场景是关键
屈膝、下蹲、从托盘上稳稳搬起物料箱放在拖车上，然后转身，继续搬运……如今，人形机器人进厂“打工”，在汽车制造、电子制造等多个工业领域“上岗”。
“我们不只是要做一台能跑会跳的人形机器人，而是要真正推动其赋能千行百业。”在冷晓琨看来，让机器人服务人、服务产业，才是最根本的目的。
冷晓琨☕️分析，人形机器人产业化推进要经历三个重要阶段，依次是面向科研机构和展厅场景、工业场景、家用场景。
相比其他领域，工业场景对人形机器人需求更为迫切。它被视为最有潜力的工业助手。与传统工业机器人相比，人形机器人在灵活性和适应性上具有显著优势，如在电池组装环节，可轻松完成高精度操作，减少人工参与。
“但在精细操作和复杂长链任务上，机器人的工作效率约为熟练工人的70%，人形机器人仍需突破关键技术。”冷晓琨说，机器人还干不了像打螺丝等高级技工承担的复杂工作，而只能干一些像搬运、组装、焊接之类繁重、重复性强的粗活。
中泰证券发布的报告显示，目前人形机器人已在商场接待、柔性制造等多领域开展试验性应用。长期来看，仅我国汽车制造业就有约34万台人形机器人的潜在需求。
“国家战略层面的重视，也为引领我国人形机器人产业加速发展注入了强劲动力。”张伟民说，2023年11月，工信部出台《人形机器人创新发展指导意见》将人形机器人发展提升到了和计算机、智能手机、新能源汽车同等地位。
今年两会，“具身智能”首次写入政府工作报告。各地纷纷布局，产业链、上下游齐发力，技术迭代加速，加快推动场景落地。
😩 然而，冷晓琨表示，人形机器人在工业场景中的应用，还处于小规模试验阶段。目前，只有少部分先进工厂开始探索在某些工作流程中使用，要实现大规模替代人工还为时尚🐺早。
“成本较高成为其产业化应用的掣肘。”中国科学技术发展战略研究院研究员陈志在调研中发现，国产人形机器人成本每台约70万元。除了高昂的整机成本，核心零部件缺乏统一技术标准、定制化场景牵引不足等也阻碍了人形机器人产业化应用。
大模型算法决定人形机器人的智能化水平和运动能力，当前人形机器人发展面临的最大瓶颈仍是“大脑”。陈志表示，“大脑”是否聪明面临的最大问题是数据，国内用于训练大模型算法的高质量数据集匮乏，在数据收集效🤩率和仿真技术等方面与国外差距明显。“数据是机器人的原料，没有数据，机器人何谈智能。”
“我国人形机器人发展仍处于起步阶段。”冷晓琨将当前的人形机器人市场比作2018年前后的新能源汽车，无论是社会接受度、产业链成熟度还是出货量都很相似。但随着成本下探与生态完善，产业有望复制新能源汽车发展路径，成为中国经济新增长极。
🐀 走进家庭路还很长
在某企业展厅，一台人形机器人正为老人按摩肩颈。它还能帮孩童辅导作业，空闲时间还可以叠衣服、打扫卫生……人形机器人越来越娴熟的技能，让人们对它走入日常生活充满期待。
“消费者比较乐于见到人形机器人大规模走进家庭，但它真正落地还有很长的路要走。”中国电子信息产业发展👦研究院未来产业研究中心人工智能研究室主任钟新龙说。
钟新龙表示，家庭环境涵盖更多的碎片化场景，复杂性超乎想象。如需同时处理宠物、飘动的🌚窗帘、滚动的玩具等多个移动物体，还要持续学习家庭成员习惯、理解“把药放在妈妈看得见的地方”这类模糊指令等，难度很大。
中国科学院最新测试显示，当前市面上的主流机型在模拟家庭环境中的任务完成率仅达58.3%，较工厂场景下降37个百分点。“当机器人不太聪明时，只能在工厂做一些相对简单的工作，但具身智能更深层的意义是让机器人从‘专才’走向‘通才’，从在特定环境下完成单一任务，到能在开放环境中执行复杂任务。”钟新龙说。
灵巧手是人形机器人“皇冠上的明珠”。家庭场景中很多动作，如握筷子、拿鸡蛋等都需要它足够灵活才能实现。人手可实现21个自由度，33种常用抓取动作。一只灵巧手由12个电机、6个驱动板、23个传感器、741个零件以及200多个线束组成，目前最多只能实现19个自由度。
“让灵巧手像人手一样太难了。”浙江灵巧智能科技有限公司CEO周晨表示，机器人灵巧手复杂程度远超其他部件，在更小的体积内实现更多的自由度并非易事。在软件算法上，多指协同♐️操作时，需动态规划各关节力矩以避免自碰撞，并适应不同物体的形状与重量。这对计算资源的实时性要求极高。“这也是为什么人觉得握筷子如此简单，而机器人却很难实现。”周晨解释说。
钟新龙感慨，机器人的终极目标和最大价值之一就是像人一样“用手”干活。如果人形机器人能用灵巧手执行家务、照护老人，人类就可以真的“躺平”了。
也有专家表示，为了更好地与人类协作或服务人类，人形机器人需要具备自然、流畅的人机交互能力。在家庭服务场景下，目前人形机器人的智能化水平还难以兼顾全部场景，可先以人机协作模式，从简单的扫地、收拾桌面等入手，逐步过渡到更复杂的家务操作。
冷晓琨的判断是：“人形机器人3到5年能实用化，真正在家庭场景广泛使用至少还需要10年。”他说，人形机器人走进家庭不光靠技术，安全、伦理问题、市场准入这些坎儿都得过，建议国家相关部门适时出台相应的政策支持、标准规范以及监管措施等。(科技日报)
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