2023：人形机器人为啥这么火

人形机器人Walker S在香港交易所敲钟。图片来源：香港交易所官微

2023年12月29日，香港交易所迎来一位特殊的敲钟人——人形机器人Walker S。它和主人——深圳市优必选科技股份有限公司（以下简称优必选）董事会主席周剑一起敲响开市锣。

当天，优必选在香港交易所主板挂牌上市，被业内称为国内人形机器人第一股，股价最高超93港元，收盘时对应市值约380亿港元。

不久前，工业和信息化部印发的《人形机器人创新发展指导意见》指出，人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车之后的颠覆性产品。

在刚刚过去的2023年，能站立行走、能跑能跳的人形机器人频频亮相，引发各界关注。人形机器人为什么这么火？它跟人的外形必须一模一样吗？还有哪些瓶颈有待突破？

人形机器人可以干什么？

2021年8月，美国特斯拉公司首席执行官埃隆·马斯克宣布推出人形机器人。该机器人最大的特点是身高、体重和人差不多，售价两万美元，相当于一个工人一年的工资，最关键的一点是“通用”。

2023年12月，马斯克在社交平台展示了新款人形机器人Optimus。视频显示，Optimus可在特斯拉工厂内行走移动，还能在健身房内做深蹲。此次展示的是第二代Optimus，相比第一代重量减轻了10千克，仿生足部让其步行速度提高30%，手部关节也增加了11个零件，可以完成一只手拿取鸡蛋后，再换至另一只手将鸡蛋放到容器中的动作。未来，Optimus将首先应用于特斯拉制造工厂。

“通用，意味着人形机器人不仅能在工厂内搬东西、装配零件，还能在农村干农活，在家里做家务。”中国科学院院士乔红在接受《中国科学报》采访时说，“这样一个通用人工智能系统可谓既便宜又好用，但距离问世还有很长一段路要走。”

“如果机器人系统和通用人工智能系统相结合，就能在物理空间完成很多任务。”乔红指出，“机器人并不能完全替代人，只是将人从一些繁杂的工作中解脱出来，有更多时间做自己喜欢的事情。”

乔红是中国科学院自动化研究所多模态人工智能系统全国重点实验室主任。她带领团队长期从事机器人“手-眼-脑”研究工作，并开展类人人形机器人技术攻关。她曾多次表示：“机器人未来发展的一个重要趋势是越来越接近生物，不再是冰冷的机器，而是具有认知、情绪、逻辑、动作等在内的一系列类人化特征。”

这些年来，乔红在研究中发现，利用国产机器人进行高精度装配是当前一个较大难点，也是团队主要攻关的方向。未来，受人启发研制的机器人与人形机器人系统有望成为人类工作和生活的好帮手。

“要实现这个美好的愿景，就需要机器人向人学习，人在做事情的时候，手、眼、脑是一个完整的回路。”乔红称，人看东西其实是回答两件事——它是什么？它在哪里？这也是机器人需要进一步学习的内容。

人形机器人必须有双腿吗？

帮工人递送工具后再来一段炫酷的空翻——来自波士顿动力公司的人形机器人在车间干活的视频非常抢眼。“其背后是不计成本的投入，以及遥遥无期的量产。”燕缘创投总经理、管理合伙人李军说。

在人形机器人走红前，市场上不乏一些投入应用场景的机器人，如工业机器人、物流机器人、手术机器人……为什么最近一两年人形机器人尤其抢眼？

“人形机器人作为一个拟人机器人形态，是学术界和产业界一直希望实现的终极形态，但实现完全拟人太难了。”北京大学计算机学院助理教授王鹤告诉《中国科学报》，“这个终极目标可以分阶段实现，比如先实现相对容易的半身人形机器人，即上半身做成人形，下半身采用多轮底盘。”

王鹤带领团队开展的研究主要关注机器人上半身的手、眼、脑协调。他认为，下半身是轮、上半身是人形的机器人可以快速实现落地。尽管形态不是完全拟人，但其泛化的能力已经可以满足很多场景的应用需求。

2023年5月，北京银河通用机器人有限公司（以下简称银河通用机器人）成立。作为公司联合创始人，王鹤透露：“一年后，我们研发的双臂+轮式的仿人机器人产品将在零售场景和工业场景部署。”

“药店在夜间将不再需要店员，从接单到找药、拿药、装袋等一系列流程，仿人机器人都可以完成。”王鹤告诉《中国科学报》，“2024年，这款仿人机器人将在几家药店进行封闭测试，计划2025年投入量产。”

近日，银河通用机器人完成亿元级天使+轮融资，由美团战略领投，燕缘创投、清华SEE Fund、IDG资本跟投。本轮所融资金将持续用于公司多模态通用机器人商业场景产品化推进。

“我们是一家专注北京大学早期科技成果转化投资的基金公司，由北京大学上海临港国际科技创新中心发起设立，作为耐心资本，力争做好科学家创业路上‘最早一公里’孵化赋能型投资。”李军告诉《中国科学报》，随着大模型的不断进化迭代，在“数字基座”的基础上将诞生一批具有较强场景应用能力的人工智能公司，其中多模态通用机器人是重要应用领域之一。

哪些技术难题待解？

尽管全身人形机器人的落地应用还需要很长一段时间，但王鹤表示，人形肯定是终极形态，未来将会进入千家万户，现阶段还需要解决软硬件相关的技术难题。

他举例说，目前的人形机器人上半身的智能程度高于下半身。下半身在平地模仿人行走的过程还可以，一旦遇到坑坑洼洼的地面就容易摔倒，研制成本也较高。对人形机器人来说，两条腿的作用很重要，比如跨越障碍物、与上半身协同蹲下并起来，还有一些非必需能力，如跳跃、跳舞等，可以在未来用于陪伴人类运动和娱乐。

王鹤说：“今天的扫地机器人是最成功的家用机器人，不需要安装，也不会产生危害。这应该是人形机器人未来追求的应用目标——去除一切人的参与，完全自主和自动。”

谈及未来人形机器人如何像扫地机器人一样走进千家万户，王鹤从自己研究的具身智能领域介绍说，当前互联网的静态大数据缺乏机器人如何运动、移动其关节、与世界物理交互等信息。具身智能则关注从机器人身体出发的感知和交互，致力于从环境交互的数据中学习执行物理任务的能力。

他说：“具身智能可以让人形机器人更加聪明，听懂人话，帮人干活。”

马斯克也表示，虽然未来有一天人人都可能拥有一个人形机器人，但是目前展现的Optimus人形机器人产品只能执行重复性的简单劳动，还称不上是个完美的产品。

“具身智能是实现通用人工智能的关键。”李军告诉《中国科学报》，“银河通用机器人在具身智能等深度学习算法上具有很强的核心技术壁垒，有望解决通用机器人‘大脑’和“小脑”的感知、决策和执行问题。”

李军表示，如今国内具有真正核心技术竞争力的人形机器人创业公司还不多，但随着中国相关产业链的日益成熟，硬件部分将会形成较为稳定的供应链体系，未来决胜的关键在于是否拥有将算法软件与硬件强耦合的场景应用能力。