當機器人有「AI大腦」 人形機器人時代來了嗎
人形機器人（Humanoid Robots）是指模仿人類形態和行為特徵設計的機器人。這些機器人通常具有類似於人的外形，包括頭部、軀幹、四肢和有時甚至手指等細節。因為人類世界的一切都是圍繞人的形態所設計的，因此將機器人設計成人的形態，在很多場景下都有利於其執行與人類相似的任務，也有利於其通過模仿人類的能力和靈活性，適應為人類設計的環境和工具。
在過去的半個世紀時間裏，人們憧憬着人形機器人為我們工作和與我們為伴的那一天。同時，人類也在不斷地努力突破各種技術瓶頸，希望將人形機器人應用到我們的生產和生活中。
但受制於人形機器人需要解決的諸如行走、平衡控制、感知環境、學習能力等極為複雜的關鍵技術此前都還不夠成熟，因此，目前，在我們的生活中還沒有真正看到人形機器人的身影。隨着技術的不斷進步，尤其是AI大模型技術的突破式發展和應用，近幾年，全球市場上出現了一大批人形機器人產品。雖然大多還在商業化驗證階段，但從它們的演示中，可以判斷，我們應該已經站在了人形機器人時代的門檻上。\姚剛
技術突破
人形機器人主要由傳感系統、控制系統和執行系統構成，這些系統的軟硬件技術均取得了顯著突破，並催生了成熟的產業鏈。
關鍵零部件技術突破
關節電機作為人形機器人的核心硬件之一，承載着驅動機器人行走、奔跑及跳躍等動作的關鍵角色。人形機器人使用的電機主要有無框力矩電機和空心杯電機。其中，無框力矩電機主要應用於人形機器人的關節。空心杯電機主要用於人形機器人的靈巧手（機器手）。
除此以外，人形機器人的傳感器眾多，包括：力傳感器、攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、超聲波傳感器、觸覺傳感器、慣性傳感器、聲學傳感器等。
這些人形機器人的關鍵零部件目前在全球範圍內都可以尋找到成熟的技術供應商，其中，也不乏中國企業的身影。整體上，部分國產零部件的性能已經達到國際一流水平，而在部分高精尖技術和工藝上，國產供應商相較於國外先進企業仍有一定差距。
人形機器人與大模型結合
在人形機器人領域，機器人「大腦和小腦」的相關技術（即控制系統）一直是制約人形機器人真正走向商業化應用的關鍵瓶頸。以往僅依靠機械編程和固定指令的模式，已無法滿足人形機器人像人類一樣靈活處理複雜環境信息並做出反應的需求。
2018年以後，以GPT、BERT為代表的預訓練大模型開啟了AI的新紀元。隨着AI大模型的能力提升，人形機器人開始融合這些大模型，以增強其自主規劃、決策、行動能力。2024年3月，英偉達（NVIDIA）展示了多模態人形機器人通用基礎模型Project GR00T，可作為機器人的大腦並大幅降低人形機器人訓練的難度。GR00T驅動的機器人通過觀察人類行為來快速學習協調、靈活性和其他技能。
人形機器人百花齊放
時至今日，人形機器人行業正呈現出百花齊放的態勢，眾多國內外企業已經成功將人形機器人商業化並推向市場。接下來，讓我們一起盤點一些具有代表性的國內外人形機器人公司及其產品。
海 外
敏捷機器人公司（Agility Robotics）
致力於開發高效能、強動力的機器人，以滿足現實世界多樣化的應用需求。公司以腿部運動技術著稱，推出了Digit機器人，旨在輔助人類完成物流工作中的重複性和體力勞動。它易用性非常高，可以根據需要來學習新任務，目前已被應用於多家美國物流企業的倉庫中。
Apptronik（Apollo）機器人
由Apptronik開發的通用人形機器人，能夠執行各種對體力要求高的任務。Apollo旨在自動化那些對體力要求高、重複性和枯燥的工作，從而解決勞動力短缺問題。通過讓它承擔那些不受歡迎的工作來提高效率並減少工作中可能產生的人員受傷的情況。其設計精巧、能力全面，適用於物流、製造以及人類勞動力所及的眾多其他領域。
Figure One機器人
由Figure AI開發，旨在解決勞動力短缺問題，能夠執行各種行業的勞動密集型或不安全的體力工作。它具有自主導航能力並配備了AI系統，使其能夠思考、學習和與周圍環境及周圍的人互動。其人形機器人未來將實現在家庭中協助照顧老年人，甚至可能在太空探險中使用。
Sanctuary AI Phoenix機器人
Phoenix機器人由Sanctuary AI打造，配備了Sanctuary AI功能強大的Carbon控制系統，能夠高效執行多樣化的工作任務。這款機器人裝備了行業領先的靈巧手，擁有20個自由度，其靈活性幾乎可以與人類的手相媲美。Sanctuary AI的創新Carbon認知架構是一個集尖端AI技術於一體的先進軟件平台。它利用深度學習、強化學習以及高度仿真的物理世界模擬技術來訓練機器人，能夠將自然語言處理轉換為現實世界中的具體行動。Carbon系統賦予了機器人Phoenix以人類的方式思考和執行任務的能力，同時確保了其推理過程和運動規劃的可解釋性。
波士頓動力公司（Boston Dynamics）
波士頓動力公司在人形機器人領域一直走在行業前列。它們代表性的Atlas機器人以其出色的移動能力和靈巧的平衡性而著稱，特別適合執行搜索和救援任務。Atlas的設計理念是不斷突破全身運動和手動操作的極限。因此，我們可以看到Atlas能做出類似體操運動員一樣的高難度動作。
內 地
宇樹Unitree H1機器人
宇樹科技自主研發的Unitree H1機器人，以其迅捷的移動能力和卓越的靈活性而聞名，能夠執行一系列複雜的動態動作。這款機器人的移動速度超過1.5米／秒，且具有超過5米／秒的潛在運動能力，這使得Unitree H1成為在複雜地形和環境中自主奔跑速度最快的全尺寸通用人形機器人之一，也是國內首款能夠自主奔跑的人形機器人。
通過與NVIDIA的技術合作，宇樹科技自主開發的人工智能算法可以讓H1具備獨立學習並掌握高速奔跑、上下樓梯以及各種高難度舞蹈動作的能力，並可以持續學習新動作。
智元機器人遠征 A1
遠征A1是智元機器人（Agibot）的第一代通用型具身智能機器人。遠征A1可以在工廠、實驗室和家庭場景模擬人的行為，進行組裝裝配、取樣、倒水等動作。
為了適配不同的場景，遠征A1的設計採用了上下肢分體的模塊化設計，上肢支持靈活更換末端工具，從而滿足多種任務的需求；下肢採用雙足，輪式和輪足等不同的設計，可實現不同應用場景下最優的機器人配置和擴展。
小米 Cyberone
小米的人形機器人Cyberone很好地繼承了小米在人工智能和自動駕駛領域積累的經驗。Cyberone不僅有着較強運動能力，還具有非常好的AI能力，具有環視感知，和小愛進行語音交互的能力。
小米的人形機器人採用了比較傳統的電機加諧波減速器的方案，這種方案能夠實現較高精度的位置控制以及一些比較粗糙的力度控制。小米希望，未來所有產品能夠真正搭載一個完整的操作系統，實現手機、車、機器人的完整操作系統互聯，並借助大模型等先進技術，智能化完成機器人自主決策，自主學習。
優必選 Walker X
優必選是國內人形機器人行業的先驅企業之一，已推出多款商用人形機器人。Walker X搭載高性能伺服關節以及多維力覺、多目立體視覺、全向聽覺和慣性、測距等全方位的感知系統，實現平穩快速的行走和精準安全的交互，可在多種場景下提供智能化、有溫度的服務。
最近， Walker X在接入AI大模型後，利用優必選大型人形機器人自帶的視覺、語音、深度、力覺等多源傳感器獲得的多模態數據進行融合感知，能明顯提升人形機器人在實際應用場景下的自主決策能力。
傅利葉 GR-1
傅利葉智能，是一家專注於康復技術開發的上海科技公司，自2017年起便致力於外骨骼和康復設備的生產。該公司開發的GR-1機器人，旨在輔助護理和物理治療，以應對人口老齡化和勞動力短缺帶來的挑戰。這款機器人擁有高度仿生的軀幹設計和類人的運動控制，能夠快速行走、靈活避障、穩健地在坡地上行走，並具備抗衝擊干擾的運動功能。結合了人工智能技術，GR-1能夠與人協同工作，其在工業、康復、家庭和科研等多個應用場景中展現出巨大的潛力。
結 語
我國已經有超過30家企業和研究團隊發布了其人形機器人產品，從規模上已經超過了大多數的海外國家。人形機器人領域不僅僅是科技公司的競技場，也是各國政府關注的焦點。2023年末，中國工信部印發了《人形機器人創新發展指導意見》。意見指出，人形機器人有望成為智能手機、新能源汽車後的又一新的顛覆性產品賽道。
今天介紹的這些機器人代表了人形機器人技術的最新進展，它們在不同領域的應用前景廣闊，從物流和製造到家庭護理和醫療保健。每個機器人都有其獨特的特點和能力，它們的發展和部署將對勞動力市場、工作方式和日常生活產生深遠影響。隨着技術的不斷進步，可以期待在未來看到更多創新性的人形機器人解決方案。
