人形機器人——這個賽博朋克式的人類終極幻想，正從實驗室中走出，并且逐步走向市場。能自主思考、決策、行動的具身智能機器人，被認為是大模型的最佳落地場景，人形機器人為企業解決勞動力短缺的問題似乎也變得可行。為什么人們如此熱衷人形機器人？有研究人員認為，一方面是來自于文化的驅動，另一方面是技術的牽引。今天就讓我們一起來看看人形機器人的故事。

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人形機器人發展簡史

回看人形機器人的發展過程，公元前四世紀，古希臘哲學家亞里士多德曾想象過機器人的用處；三國鼎立時期，諸葛亮成功創造出“木牛流馬”，用來運送軍用物資，這都為機器人的發展埋下了伏筆。

在接下來的幾百年里，機器人逐漸擬人化、具象化，如同達爾文的物種起源，人形機器人也逐漸進化。

文藝復興時期

意大利畫家、科學家達·芬奇在手稿中繪制了西方文明世界的第一款人形機器人，并賦予機器人木頭、皮革和金屬的外殼，通過驅動裝置，機器人可以揮舞胳膊、可以坐或者站立。

1920年

捷克作家卡雷爾·凱佩克（Karel Capek）在科幻劇本《羅薩姆的萬能機器人》中，將捷克語“Robota”寫成了“Robot”，被當作“機器人”一詞的起源。

1927年

美國西屋公司工程師溫茲利制造了第一個機器人“Televox”，裝有無線電發報機，但這款機器人不能走動。

1963年

NASA耗資17.5萬美金，造出兩個“機動多關節假人（Power Driven Articulated Dummy，PDAD）”的機器人，能模擬出35種基本的人類動作，以便幫助工程師改良宇航服。

1967年

在“仿人機器人之父”加藤一郎的帶領下，早稻田大學啟動了人形機器人項目，并于1972年研發出世界上第一款全尺寸人形智能機器人WABOT-1，能夠執行搬運物體等任務，如同一歲半的嬰兒。

1986年

本田開發出雙足機器人EO, 隨后相繼推出雙足機器人E系列、仿真機器人P系列。

2000年

仿真機器人P4——也被稱為ASIMO（阿西莫夫）——問世。

站不直的人形機器人

2021年，特斯拉在AI Day的一段“機械舞”，成功引起了人們對Tesla Bot（特斯拉人形雙足機器人）的關注。馬斯克發文稱：“我們已經制造了帶輪子的機器人（特斯拉汽車），所以現在我們幾乎擁有所有制造人形機器人所需的零件。”

Tesla Bot的提出，導致國內人形機器人市場掀起了一場“龍卷風”。因為汽車與人形機器人存在一些相通的地方，譬如二者都帶有攝像頭，汽車通過采集到的數據用于人工智能訓練，再賦能于汽車，同樣人形機器人通過采集生活中的數據，再反作用于人形機器人的發展。因此汽車企業首先成為人形機器人的主力軍。例如小米在2022年發布了CyberOne（鐵大），小鵬汽車2023年發布了首款人形機器人——PX5。

另外也有越來越多的科技企業涌入人形機器人這一賽道。為何要做人形機器人？

宇樹科技聯合創始人陳立表示，是順勢而為。一方面，人形機器人和四足機器人的底層技術架構、知識儲備相似度非常高，宇樹在四足機器狗領域一直處于全球領先的第一梯隊，從四足做到人形機器人難度會小很多；另一方面是底層的驅動，去年通用人工智能和大模型快速發展，這對未來科技的推動具有里程碑的意義，由于PC及智能終端市場逐步趨于飽和，通用人形機器人將成為未來通用人工智能最好的落地載體。

陳立對此進行了進一步解釋，在AI大模型時代，模仿學習和強化學習加持下人形機器人會比傳統協作機器人更加具備通用性。“人形機器人可以匹配人類世界對通用機器人的需求。”

因此，在技術齒輪的轉動下，人形機器人變成新突破口、新載體。

人形機器人在各個發展時期，都致力于在“仿人特征”上有一些突破。盡管有的人形機器人穿上衣服可以達到“以假亂真”的程度，但仔細觀察就不難發現，幾乎所有的人形機器人，其膝蓋都呈現彎曲狀態。

機器人腿部并不是不可以伸直，但伸直后會不可避免地出現兩種情況：一是腳踝只能以腿長為半徑的圓弧移動，關節可達空間變小；二是膝伸直后垂直腿方向受載性能極差，但沿腿方向受載能力倍增。通俗一點，就是我們常說的“膝蓋不會打彎”，這種姿勢出現在人身上或許有些滑稽，但在機器人身上卻是非常棘手的問題。

從機器人的運動控制角度來看，采用彎膝行走方式相較于直膝行走能夠提供更好的運動控制能力。在面對起伏不平的路面時，采用彎膝行走方式的機器人腿部仍然具備伸直的余量，從而確保行走過程中的穩定性和平衡性。此外，采用彎膝行走方式的機器人重心更低、更穩，這進一步增強了其平衡控制能力。

因此，膝蓋彎曲的設計能夠確保機器人的姿態非奇異，從而優化其控制性能。在行走過程中，這種設計也有助于機器人保持更加穩定的步伐，提高其運動表現。

目前比較熱門的人形機器人有宇樹科技的Unitree H1，是國內第一臺能跑的全尺寸通用人形機器人，擁有穩定的步態和高度靈活的動作能力，能在復雜地形和環境中自主行走和奔跑，還能后空翻以及跳“科目三”；麻省理工學院研發的人形機器人能執行跳躍、后空翻等復雜動作。

圖片來源：財聯社

人形機器人能走多久？

2024年會成為人形機器人的元年嗎？

對此，陳立坦言稱：“如果以無論是創業公司，還是大公司參與到人形機器人賽道去定義，2024年作為元年是沒有問題的。如果以人形機器人應用為標準，2024年作為元年還是有待商榷的，因為人形機器人應用還沒有那么快。”

據國際機器人協會預測，2021年至2030年，全球人形機器人市場規模年復合增長率將高達71%。中國電子學會數據顯示，到2030年，我國人形機器人市場規模有望達到8700億元。

但能否實現既定目標，還需要人形機器人找到“買單者”。除此之外，人形機器人作為高門檻行業，還亟需解決核心技術、降低成本和階段性人才短缺的問題。

面對接下來或將出現的一波入局熱，陳立說，“所有的產品都會經歷在時機成熟時，涌入很多企業，形成百花齊放百家爭鳴的階段。人形機器人也不例外，但這是一件好事情，可以形成充分競爭，更好地推動產品研發、產品定義、產品推廣和銷售。”

隨著產業的持續火爆，近期人形機器人交流會議密集召開，人形機器人正處在從實驗室走向市場的關鍵窗口期。國內外產業巨頭紛紛加碼布局，技術水平不斷突破，應用場景持續拓展。我們有理由相信，展望未來，人形機器人將深刻改變人類生活和生產方式，推動社會生產力躍升到新臺階。

審核編輯：黃飛

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