◎肖鈺周 本報記者 王 春

　　近日，工業(ye) 和信息化部等7部門印發《關(guan) 於(yu) 推動未來產(chan) 業(ye) 創新發展的實施意見》，提出“做強未來高端裝備，突破人形機器人、量子計算機等產(chan) 品”。

　　這並非“人形機器人”一詞首次進入大眾(zhong) 視野。2023年底，工業(ye) 和信息化部印發《人形機器人創新發展指導意見》。今年1月12日，北京人形機器人創新中心專(zhuan) 家委員會(hui) 在北京經開區成立。

　　隨著人工智能技術取得突破性進展，人形機器人發展動能愈發強勁，“頭腦”聰明、“四肢”靈活的人形機器人正成為(wei) 未來產(chan) 業(ye) 熱門賽道。公開數據顯示，人形機器人市場有望在2035年達到1540億(yi) 美元。

　　為(wei) 何研發人形機器人成為(wei) 熱點？相比工業(ye) 機器人、機器狗、掃地機器人等產(chan) 品，人形機器人有何不同？其研發又麵臨(lin) 著哪些亟待解決(jue) 的難題？帶著這些問題，記者走訪了行業(ye) 專(zhuan) 家。

　　人形機器人具備獨特優(you) 勢

　　2023年，人形機器人產(chan) 品數量陡增。僅(jin) 在2023世界機器人大會(hui) 上，就有10餘(yu) 款人形機器人產(chan) 品亮相。

　　在全球範圍內(nei) ，特斯拉研發的人形機器人“擎天柱”受到極大關(guan) 注。從(cong) 特斯拉發布的信息來看，“擎天柱”已經具備澆花、跳舞、疊衣服等多項技能。此外，亞(ya) 馬遜旗下的人形機器人Digit已在很多實際工作場景中初露鋒芒。亞(ya) 馬遜還曾在2022年斥資17億(yi) 美元收購了機器人公司iRobot。

　　“人形機器人行業(ye) 涉及很多關(guan) 鍵性技術，比如智能控製的嵌入式計算方法、傳(chuan) 感器技術等。這些技術的突破或許會(hui) 帶動其他行業(ye) 發展。”中國科學院沈陽自動化研究所副所長劉連慶說。

　　相比普通的工業(ye) 機器人和服務機器人，人形機器人在結構設計、硬件構成、控製算法、核心性能要求以及零部件選擇上，都有很大的差異。比如，普通工業(ye) 機器人的關(guan) 節數量一般在2—10個(ge) 之間，而人形機器人關(guan) 節數量預計在40個(ge) 以上，且每一個(ge) 關(guan) 節都需要一台伺服電機。

　　那麽(me) ，為(wei) 什麽(me) 要花如此多精力，把機器人打造成人形？

　　“人形機器人能夠極好地適應人類生活環境，並使用人類的工具。此外，它們(men) 在人機交互上也有天然的優(you) 勢。人類與(yu) 其進行人機對話、感情投射時，會(hui) 比較自然。”上海理工大學機器智能研究院執行院長李清都說。他認為(wei) ，通過學習(xi) 人類的技能，人形機器人可以將人類從(cong) 繁瑣、高危的工作中解放出來。

　　我國企業(ye) 加快突破關(guan) 鍵技術

　　身高1.65米，體(ti) 重55千克，步行速度可達每小時5千米，負重可達50千克，全身有40個(ge) 自由度，最大關(guan) 節模組峰值扭矩可達300牛米……2023年，上海傅利葉智能科技有限公司(以下簡稱傅利葉智能)研發的通用人形機器人GR-1亮相世界人工智能大會(hui) ，並於(yu) 同年9月正式開啟預售。

　　傅利葉智能董事長兼CEO顧捷說，機器人的雙足是傅利葉智能在人形機器人研發之路上攻克的第一個(ge) 關(guan) 鍵技術模塊。傅利葉智能曾在2017年發布我國首款商業(ye) 化下肢外骨骼機器人X1。這款機器人呈現的“背包+雙足”形態，為(wei) GR-1腿部形態奠定了基礎。

　　人形機器人少不了人類最重要的執行端——手。上海非夕機器人科技有限公司(以下簡稱非夕科技)是通用機器人領域獨角獸(shou) 企業(ye) ，專(zhuan) 攻人形機器人的手臂部分。該公司研發的機器人“拂曉”拓展了機器人能力邊界，這款機器人手部的柔性程度甚至超越人手。當記者嚐試往不同方向推動“拂曉”的“指尖”時，隻見它手部的7個(ge) 軸相互配合，不斷順著記者給的推力往不同方向回縮，像是在和記者打太極。這完全打破了機器人往往沿固定軌跡進行重複運動的刻板印象。

　　“‘拂曉’可以像人一樣，通過學習(xi) 適應陌生環境，並依靠感覺自發地做動作。”非夕科技聯合創始人、CEO王世全說。

　　“拂曉”的這種能力來自哪裏？原來，非夕科技研發了一套類似人類小腦的算法。它能控製機器人每個(ge) 關(guan) 節輸出的力，甚至能讓機器人像人一樣形成“肌肉記憶”。

　　上述案例，隻是我國企業(ye) 加快突破人形機器人關(guan) 鍵技術的縮影。在利好政策和技術進步的推動下，我國人形機器人技術成果層出不窮，應用場景不斷擴展，核心零部件國產(chan) 化進程不斷加快。人形機器人逐步向更先進、更智能的方向邁進。

　　產(chan) 業(ye) 落地還需應對多重挑戰

　　人形機器人在關(guan) 鍵技術層麵取得了諸多成果，但其發展還存在多重挑戰。李清都說，平衡能力、續航能力、智能性、安全性和經濟性是人形機器人發展的五大世界性難題。

　　平衡能力能使機器人在運動過程中保持穩定的姿態。人形機器人需要具備傾(qing) 倒恢複、單腿平衡、動態平衡等能力。人形機器人的動力學模型非常複雜，包含連續變量動態係統、離散事件動態係統，以及兩(liang) 者相互作用的混雜係統。這給機器人的平衡穩定控製帶來較大技術難度。

　　“續航能力說的是能量效率，它決(jue) 定了人形機器人是否能夠大規模推廣使用。”李清都說。人形機器人的類人形態決(jue) 定了它無法攜帶大體(ti) 積電池。然而，目前鋰電池的能量密度有限，這給人形機器人的續航能力帶來了嚴(yan) 重挑戰。新形態電池、無線充電等供電方案有望解決(jue) 這一問題。

　　人形機器人在智能性方麵的難點在於(yu) 如何實現“小腦智能”。李清都說，如同人類一樣，人形機器人也有“大腦”“小腦”和“肢體(ti) ”。其中，“小腦”需要整合感官數據，並控製身體(ti) 姿勢，是在“大腦”和“肢體(ti) ”之間承上啟下的橋梁，對機器人的自主學習(xi) 能力、技能遷移能力意義(yi) 重大。目前，隨著以ChatGPT為(wei) 代表的大模型的迅速發展，人形機器人在實現“小腦智能”的道路上邁出了關(guan) 鍵一步。

　　人形機器人的安全性包括兩(liang) 個(ge) 層麵。首先，要確保機器人不會(hui) 在摔倒等失控的情況下對人造成傷(shang) 害；其次，由於(yu) 人形機器人和手機一樣都是移動終端，因此也要確保它接收和執行指令的過程安全可靠。

　　最後是人形機器人的經濟性問題。目前，“擎天柱”單台成本為(wei) 10萬(wan) 美元左右。這一價(jia) 格在眾(zhong) 多人形機器人產(chan) 品中已然較為(wei) 低廉，但顯然還沒有達到市場期望的2萬(wan) 美元以內(nei) 。對於(yu) 我國人形機器人企業(ye) 而言，使用國產(chan) 自研零部件或將是一條行之有效的降本方法。(科技日報)