人形机器人“Walker S1”在比亚迪汽车生产线接受搬运实训 通讯员供图
人形机器人“夸父”通过特殊指令与人握手互动 羊城晚报记者 蔡嘉鸿 摄
人形机器人执行搬运任务 通讯员供图
在深圳一个研发中心里，身高166厘米的人形机器人“夸父”（KUAVO）正在熟练地榨果汁——只见它拿起桌上的苹果，稳稳地将其放入榨汁机内，待果汁制作完成后，举起盛满果汁的玻璃杯进行展示。在另一个品牌家居场景中，这位机器人助手则在学习插花、浇花、洗衣、晾衣等家庭劳动。
与此同时，名为“Walker S1”的人形机器人正在比亚迪汽车生产线接受搬运实训。它穿梭于总装车间，在智能制造管理系统的协调下，与无人物流车、无人叉车和工业移动机器人等自动化设备默契配合执行任务。
从科幻作品到现实应用，人形机器人的发展令人着迷。无论是知名动画电影《机器人之梦》中描绘的机器伴侣与独居小狗的曲折故事，还是诺贝尔文学奖得主石黑一雄在《克拉拉与太阳》中勾勒的人机共情图景等，都预示着这项技术在人类生产生活中的实用价值和人文意义。
如今，在全球科技创新的浪潮中，一场以人形机器人为核心的商业变革正在加速推进。昔日科幻作品刻画的未来图景，正在中国的工业制造车间、商业展览中心等场景中逐步成为现实。
“让机器人更像人”
“为什么未来社会一定需要人形机器人？为什么用轮式的、四足的、机械臂不行？”乐聚机器人创始人兼董事长冷晓琨表示，他们团队自2016年创业以来，无数次被问及这个问题。随着公司的发展成长，这些问题的答案日渐清晰——
“我们的生活环境是为人类设计的。人形机器人能够无缝适应这个环境，在未来爆发是必然的。”冷晓琨进一步表示。
全球人形机器人产业发展可追溯至20世纪70年代初。1973年，日本早稻田大学研制出世界上首个全尺寸人形智能机器人WABOT-1，开启了人形机器人研发先河。此后，本田、软银等日企，波士顿动力等欧美企业相继投入研发。近日，特斯拉在Robotaxi发布会上展示机器人Optimus，再度引发热议。
2023年10月，我国工业和信息化部印发《人形机器人创新发展指导意见》，指出人形机器人有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品。近两年，这一赛道持续受到资本市场关注。根据新战略产业研究所的不完全统计，2024年上半年中国人形机器人企业共发生16起融资事件，融资总额已超20亿元人民币，延续了2023年的投资热度。
中国市场逐渐形成多元化发展格局。传统机器人企业如优必选、宇树科技、傅利叶智能、智元机器人等持续深耕，同时小米、科大讯飞、小鹏等科技巨头的加入，进一步完善了产业生态。
有8年研发历史的乐聚机器人是当前人形机器人领域的重要参与者之一。成立之初，乐聚机器人就明确定位于开发双足人形机器人，从30厘米的小型人形机器人起步，逐步发展到目前的166厘米“夸父”系列产品。
冷晓琨表示，公司产品的核心技术优势在于模块化关节技术和步态算法。当“夸父”首次亮相时，不少网友在社交媒体留言嘲讽其步伐僵硬，“像得了帕金森”。
“这些是真实的用户需求和用户反馈。技术人员普遍认为只要让人形机器人满足一定的速度走起来就够了，但大众消费者并不接受，因此我们开会把所有评论挨个看了一遍。”冷晓琨说，这促使团队重新思考人形机器人的用户体验。
“让机器人走得像人”，今年3月，乐聚机器人研发团队开始锚定这一目标发力。根据冷晓琨的介绍，最新款“夸父4PRO”已达到166厘米的高度、配备了42个关节，关节比例几乎与人类一致，因此其步态更加拟人化，并且能够模拟人类完成复杂动作。
同样在深圳，已于2023年末成功登陆港交所主板的优必选科技持续研发Walker系列人形机器人，其产品已完成六代迭代。据介绍，该公司最新款工业人形机器人Walker S1身高172厘米、体重76公斤，具备负载15公斤行走的能力。
优必选科技副总裁兼研究院院长焦继超告诉记者，该公司已构建起完整的人形机器人技术体系，在硬件和软件方面均具备自主研发能力。值得一提的是，其自研机器人操作系统应用框架ROSA2.0进一步强化产品的技术优势。
人形机器人成车厂新员工
随着智能制造不断升级，汽车制造业已成为自动化程度最高的产业之一。据德赛西威公布的数据，传统四轴、六轴及协作型机器人在汽车电子组装生产线中的覆盖率已超过70%。而人形机器人可以解决生产线“最后一公里”的问题。
冷晓琨表示：“可以说，前90%的工作都可以用工业机械臂来完成，但最后10%，比如整理线束、最终检测等工作，还是需要人来做。这正是人形机器人可以发挥作用的地方。”
另据中泰证券估算，截至今年6月，仅在汽车制造业领域，中国就存在约34万台人形机器人的潜在需求。
优必选Walker S系列工业人形机器人当前已经进入比亚迪、一汽红旗、吉利汽车、东风柳汽、一汽大众等汽车企业的总装车间实训，成为目前全球范围内进入最多车厂实训的人形机器人，获得超过500台的意向订单。
“正在汽车制造厂实训的Walker S1具备高级意图理解和细粒度任务规划能力，其创新应用和实现难度在全球属于行业第一梯队水平。”焦继超透露，该公司计划在今年年底实现工业版人形机器人的小批量交付。
“人形机器人进入工厂要经历需求确认、数据采集、实验室模拟、工厂实训和正式投产4个阶段。”焦继超介绍，工业版人形机器人实训周期可能需要1至2年。实训初期，需要专业人员密切跟进，对机器人进行性能监控、故障排查和维护保养等，以确保机器人的高效和稳定运行。
不同车企对人形机器人的需求各异，但有4个普遍适用的核心标准：可靠、稳定、安全和实用。“硬件需要长期无故障运行，确保系统性能稳定。此外，要确保数据、操作和底层控制的安全，尤其当机器人与人类协作时，需要专门的安全避让机制。机器人还需要具备多任务处理能力，以及优秀的工作效率、负载能力和续航时间。”焦继超说。
人形机器人装上“人脑”挑战不断
人形机器人主要由“大脑、小脑、肢体”构成。今年以来，全球科技领域的焦点集中在大语言模型与人形机器人两大关键领域，大模型的快速迭代为人形机器人的智能化进程注入强心剂。“千亿参数规模的大模型是本年度人形机器人产品爆发的核心‘燃料’。它让我们看到机器人真正融入人类生活场景的可能性。”冷晓琨说。
目前，优必选已针对工业场景开发了面向通用任务的多模态规划模型，以提高机器人的“大脑”机能。“Walker S1采用‘大模型+小模型’架构，大模型负责多模态信息处理和场景理解，而小模型则用以执行具体任务。”焦继超表示，但人形机器人面临的环境和任务比其他产品更加复杂多变，“模仿人脑是最大的挑战”，当前的科学研究对人脑的理解仍有不足，要在技术上实现多模态复杂系统面临重重困难。
软硬件如何深度结合也是一个巨大挑战。“瓶颈主要体现在技术、成本、系统集成以及应用场景的适应性等方面。”焦继超进一步说，要解决这些问题，需要加大对AI算法、传感器技术和驱动技术等关键领域的研发投入，“这不是单一公司能解决的问题，需要硬件和软件公司的密切合作。”
另外，人形机器人在车厂实际场景进行作业时也面临更加具体的问题。“主要是电源问题。目前，一个人形机器人单次工作时间仅为90分钟左右，远不能满足工厂至少3至4小时连续作业的需求。”冷晓琨说，为解决这一问题，他们开发了新款电池更换系统，允许人工手动或机器人自动快速更换电池，确保它能够几乎不间断工作。
人形机器人走进家庭还需时日
“人形机器人不是用来跳舞和展示的。”冷晓琨说，在技术不断取得突破的同时，多款人形机器人陆续进入工厂生产线和商店导购等特定行业场景进行训练，预计未来3年内这些领域将迎来理想的应用规模。
“如果把时间周期拉长到六七年后，人形机器人进入家庭是必然趋势。”冷晓琨表示，人形机器人进入家庭最具挑战，他们团队构想设计的家庭机器人无需接收任何指令，便能自动识别家居环境的目标物品，实现拖地、洗菜、晾衣，并帮人穿衣服、照顾儿童和行动不便的老人。
“我们在11月将发布一款完全智能的机器人。它能够识别房间里的脏衣服，并在洗涤后取出。这款机器人具备环境识别能力，能够灵活应对环境变化并自主决策。”冷晓琨还透露，预计最快明年，这款机器人将有真实场景演示。
对于人形机器人走进家庭，数字华夏创始人兼CEO沈健则持有不同意见。“工业产品和家用产品是两个不同的领域。家庭需要的是能做家务、照顾老人和孩子的机器人，这与工厂里的机器人完全不同。工业机器人主要用于打螺丝、上下料、组装电脑等，这些技能在家庭产品中并不需要。”沈健如是说。
数字华夏号称推出“有温度的人形交互机器人”，今年8月刚发布通用机器人产品“夏澜S01”。沈健表示，人形机器人进入家庭在短期内难以实现，“如果数据积累不充分就进入家庭，是不可能的，这就像让还没学会爬的婴儿去跑步一样。我们的路线是先进入B端（企业用户），然后是面向C端（个人用户）客户的B端场景，最后才是C端。这是一个数据积累的过程。”
在进入家居场景之前，人形机器人或率先在养老院等中间场所应用。“我们正与相关机构探讨合作，因为在家庭应用之前，安全性仍是一个需要解决的问题。”冷晓琨说。目前，“夸父”正在接受送水、送饭、送药等任务训练，涉及肢体接触的工作将在下一阶段逐步展开。另外，乐聚机器人与海尔、华为等企业在家居方面的合作也已提上日程。
焦继超表示：“家庭是人形机器人最具潜力的市场，但需要时间。优必选计划从陪伴场景开始，逐步渗透到服务领域，正在研发适用于家庭陪伴的仿生机器人。”
打开智能家居市场，价格门槛仍需进一步降低。目前市场上已有的人形机器人产品如宇树科技G1的售价为9.9万元起，众擎机器人则公开表示SE01的预期售价将在15万至20万元之间，虽然相比早期动辄百万元的价格已大幅下探，但与普通家庭的消费承受能力仍有不小差距。
“像博士一样聪明，像家电一样便宜。”这是乐聚机器人针对人形机器人产品发展提出的口号。冷晓琨表示：“‘夸父’除了处理器之外，所有核心零部件都已国产化。当前一台大尺寸人形机器人的成本已趋近汽车，5年后售价可能降到20万元以下。随着产量的增加，成本将逐步下降。”
焦继超也表示：“未来在成本控制方面，受益于行业应用扩展的规模化量产和国产供应链的成本优势，国产人形机器人动力系统成本将至少降低一半，算力系统成本下降15%至25%，而结构及外观成本可能有四成甚至更多降幅。”
人形机器人大热当前要冷思考
《人形机器人创新发展指导意见》首次明确了中国人形机器人产业的阶段性目标：到2025年初步建立创新体系，实现“大脑、小脑、肢体”等关键技术突破；到2027年使综合实力跻身世界先进水平。
但关键问题在于——人形机器人何时能实现通用化，成为各行各业的全能型助手？
近段时间，记者实探部分人形机器人企业后发现，尽管众厂商概念片、宣传片呈现酷炫，但现阶段的机器人依然显得“笨手笨脚”、不够“聪明”。部分产品仍需专门编程和技术员遥控，才能理解自然语言指令并执行。
焦继超认为，目前的人形机器人发展离实现通用目标还有一定差距。从技术角度看，机器人需要具备高精度的感知能力，包括视觉、听觉、触觉等多模态感知，以实现与环境的自然交互。同时，它们还需具备自主决策和规划能力，以应对复杂多变的环境和任务。这要求机器人拥有强大的智能算法和学习能力，但当前的人工智能技术在这些方面仍面临诸多挑战。此外，机器人在手脚关节的灵活性和协调性上也有所不足，限制了其在复杂场景中的应用。
技术“通关”后，人形机器人未来的比拼赛场将不再是硬件层面，而在于进入场景的难度、用户体验、智能性和效率等方面。“用户一旦接受某款机器人，就会产生品牌忠诚度。对于机器人品牌商业化来说，这一点至关重要。”冷晓琨说。
人形机器人产业前景广阔，但要走的路还很长。焦继超表示，人形机器人的研发投入巨大，且无法走捷径。企业需要有长期的研发资金支持，才能在核心技术上取得进展。此外，人形机器人是一个产业链密集型产业，需要上下游企业协同发展，并与新材料等领域跨界合作，“同时它也是智力密集型产业，对不同领域的顶尖、创新人才需求特别高，目前国内还面临较大的人才缺口。”
“面对激烈的竞争，最大的挑战是人才短缺。整个行业都在抢人，这推高了人才成本。”沈健坦言。
冷晓琨对人形机器人的未来充满信心，但他也提醒业界保持清醒。“虽然行业前景光明，但不要过于乐观。产业发展总是起伏不定，没有哪个行业是一帆风顺的。”在他规划的商业蓝图中，人形机器人的发展就像一部未下载App的手机，未来硬件不再收费，而是通过技能包收费，比如炒菜、洗衣等家务技能。
“今天的机器人可能只会做鱼香肉丝，但通过在线升级，明天就可能学会做红烧肉。升级服务将由机器人公司提供，就像手机的系统升级一样。”沈健认为，未来的机器人行业可能发展成一个生态系统——许多企业参与机器人训练，开发出特定技能如烹饪或特定动作，然后将这些数据集出售给有关客户或原厂。
“人形机器人不会忽然一下子遍地开花，它的发展是一个量变引发质变的过程。”冷晓琨说，“今天你可能在高校看到，明天在博物馆看到，后天在商场里看到。最终，你会发现身边的人形机器人无处不在。”（羊城晚报 陈晓楠）