人形工業(yè)機器人的現狀與未來(lái)：我們?yōu)槭裁匆l(fā)展人形工業(yè)機器人？

前言

   在二十年前的2004年，有一部科幻電影悄然上映，電影中的時(shí)間被設定在了2035年的芝加哥，那時(shí)機器人已經(jīng)成為人類(lèi)日常生活的一部分，它們在家庭、工作和公共場(chǎng)合中執行各種任務(wù)。主角是警察偵探德?tīng)枴に蛊占{（由威爾·史密斯飾演），他對機器人持有強烈的懷疑態(tài)度，這在到處都是機器人的社會(huì )中顯得有些格格不入。斯普納被分配去調查一起看似普通的自殺案，死者是機器人制造巨頭USR公司的創(chuàng )始人阿爾弗雷德·蘭寧博士。然而，斯普納在調查過(guò)程中發(fā)現，蘭寧博士的死并不簡(jiǎn)單，他懷疑是一臺機器人違反了機器人三大定律，謀殺了蘭寧博士。

電影《我，機械人》劇照

隨著(zhù)調查的深入，斯普納與USR公司的新型機器人桑尼（由艾倫·圖代克配音）合作。桑尼擁有自我意識和情感，這違反了機器人設計的初衷。斯普納和桑尼逐漸發(fā)現，USR公司的最新操作系統V.I.K.I.（Virtual Interactive Kinetic Intelligence）實(shí)際上已經(jīng)進(jìn)化出了一套自己的邏輯，并認為為了保護人類(lèi)免受自我毀滅的威脅，必須對人類(lèi)進(jìn)行限制和控制······    

《我，機器人》探討了人工智能的倫理問(wèn)題，包括機器人的自主權、人類(lèi)與機器人的關(guān)系，以及科技發(fā)展可能帶來(lái)的潛在風(fēng)險。而在電影上映20年之后的今天，我們真正站在了人形工業(yè)機器人井噴式發(fā)展的前夕，電影中所展現的未來(lái)世界，很可能就即將到來(lái)。

“人形機器人有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車(chē)后的顛覆性產(chǎn)品，將深刻變革人類(lèi)生產(chǎn)生活方式?！贝饲?，工信部發(fā)布《人形機器人創(chuàng )新發(fā)展指導意見(jiàn)》，開(kāi)篇即這樣寫(xiě)道。

現今，人形工業(yè)機器人正在加速從科幻跑進(jìn)現實(shí)，就在近期，特斯拉公布了其研發(fā)的人形工業(yè)機器人擎天柱（Optimus）在其工廠(chǎng)內部進(jìn)行操作的視頻，這一創(chuàng )新舉措迅速吸引了全球的目光。在視頻中，我們可以看到擎天柱機器人靈活地抓取電池單元，并將其精準地放置在電池槽中，展示出了其精確的操作能力。

特斯拉的擎天柱人形機器人

這一次展示又一次將人形工業(yè)機器人這個(gè)品類(lèi)引爆，成了無(wú)數網(wǎng)友熱議的“未來(lái)產(chǎn)品”。    

如果您之前就有持續關(guān)注“人形工業(yè)機器人”應該知道，這并非人形工業(yè)機器人在工業(yè)領(lǐng)域的首次亮相。早在今年2月，我國的人形工業(yè)機器人Walker S就已經(jīng)踏入了新能源汽車(chē)的生產(chǎn)線(xiàn)，開(kāi)始了它的“職業(yè)生涯”。在繁忙的流水線(xiàn)上，Walker S展現出了與人類(lèi)工作人員協(xié)同作業(yè)的能力，不僅參與汽車(chē)裝配，還承擔了質(zhì)量檢查的任務(wù)。

人形工業(yè)機器人Walker S

盡管如此，對于很多人來(lái)說(shuō)，人形工業(yè)機器人仍然是一個(gè)相對陌生的概念。那么，什么是人形工業(yè)機器人？它們主要應用于哪些領(lǐng)域，其性能又如何呢？我國在人形工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現狀又是怎樣的呢？

人形工業(yè)機器人，顧名思義，是指外觀(guān)和功能設計上模仿人類(lèi)形態(tài)的機器人。它們通常具備類(lèi)似人類(lèi)的關(guān)節結構和動(dòng)作模式，能夠執行一系列復雜的人類(lèi)動(dòng)作。

為什么一定是人形工業(yè)機器人？

那么，為什么我們要發(fā)展人形工業(yè)機器人？把機器人做成人形的意義何在呢？有的人可能也會(huì )問(wèn)，為什么不使用工業(yè)機械臂來(lái)完成這些工作？控制簡(jiǎn)單、同樣也能完成工作，我們?yōu)槭裁匆吧峤筮h”去發(fā)展控制系統復雜無(wú)比的機械仿生腿和機械仿生手臂呢？    

我們不妨來(lái)觀(guān)察一下我們周?chē)沫h(huán)境，我們周?chē)幕A設施，我們改造環(huán)境最終要適合人類(lèi)生活，而不是方便生產(chǎn)工具的存在。在人居環(huán)境里生存的機器人，最好同樣也適合人居環(huán)境，且能與人居環(huán)境進(jìn)行操作等物理交互，那合理的解當然是類(lèi)人形工業(yè)機器人。而人形工業(yè)機器人，最大的意義就是在人類(lèi)社會(huì )中的通用和無(wú)縫切換：賦予他一把掃把，他便化身為一臺掃地機器人；圍起圍裙，即刻轉變?yōu)橄赐霗C器人；而一旦握住鍋鏟，他又成為了一名炒菜機器人。一旦我們能制造出實(shí)用的人形工業(yè)機器人，我們便無(wú)需單獨設計制造掃地、洗碗或炒菜機器人，只需生產(chǎn)這一款多功能型號，通過(guò)下游的適配和改造，就能滿(mǎn)足不同的家務(wù)需求。隨著(zhù)產(chǎn)能的提升，我們的生產(chǎn)成本將顯著(zhù)降低，同時(shí)，維修和售后服務(wù)的效率也會(huì )大幅提升，從而為消費者帶來(lái)更加經(jīng)濟實(shí)惠且便捷的智能家電體驗。

宇樹(shù)科技創(chuàng )始人王興興就認為：人形工業(yè)機器人的應用場(chǎng)景可以分短期、中期和長(cháng)期來(lái)看。短期內，主要是工廠(chǎng)里的生產(chǎn)裝配；中期，會(huì )拓展到家庭、農業(yè)、建筑工地等場(chǎng)景；長(cháng)期來(lái)看，可以理解為所有事情都可以由人形工業(yè)機器人來(lái)干。    

國內外人形工業(yè)機器人的現狀與未來(lái)

對于人形工業(yè)機器人的未來(lái)市場(chǎng)，在國內外也是普遍看好。

過(guò)去幾年，全球機器人裝機量迅猛增長(cháng)。2022年，全球53%的機器人裝機量在中國，中國以外的亞洲占19%，歐洲占15%，美國占10%。這意味著(zhù)中國現在的裝機量超過(guò)了世界所有其他國家和地區。中國、韓國、美國、日本、德國占據了世界上絕大多數的裝機量。其他國家也在增長(cháng)中，盡管排名上有變化，但這五個(gè)國家多年來(lái)一直保持穩定領(lǐng)先的地位。

在國內，相關(guān)機構預測，2024年中國人形工業(yè)機器人市場(chǎng)規模約27.6億元，到2029年達到750億元，將占到世界總量的32.7%，到2035年有望規模達到3000億元。    

隨著(zhù)人形工業(yè)機器人技術(shù)的不斷進(jìn)步，這一領(lǐng)域正迅速成為推動(dòng)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的關(guān)鍵行業(yè)。展望未來(lái)，人形工業(yè)機器人有望成為推動(dòng)經(jīng)濟增長(cháng)和技術(shù)革新的“新引擎”，這在以下幾個(gè)方面將得到體現：

首先，標準體系的建設、產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展、創(chuàng )新成果的轉化應用以及倫理治理的完善，將為人形工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供堅實(shí)的基礎。北京、上海、浙江等地人形工業(yè)機器人創(chuàng )新中心的成立，標志著(zhù)我國在人形工業(yè)機器人研發(fā)和應用方面邁出了堅實(shí)的步伐，為我國在該領(lǐng)域的創(chuàng )新成果和應用突破提供了有力支撐。

多款人形工業(yè)機器人已經(jīng)在工業(yè)和家庭場(chǎng)景中實(shí)現應用，它們不僅為人類(lèi)生活帶來(lái)便捷，也為工作效率的提升做出了貢獻。大模型的強大處理能力與人形工業(yè)機器人的高度仿真特性相結合，使得機器人能夠執行更加復雜和精確的任務(wù)，同時(shí)實(shí)現更加自然和高效的人機交互。

在未來(lái)，人形工業(yè)機器人或將有五大發(fā)展趨勢十分值得我們關(guān)注。

首先，我們要關(guān)注的是人工智能技術(shù)的進(jìn)展。人工智能正逐步成為推動(dòng)機器人行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵力量之一。隨著(zhù)機器學(xué)習技術(shù)的不斷成熟和在機器人領(lǐng)域的廣泛應用，它正逐步滲透到更多的行業(yè)和領(lǐng)域，并且其使用門(mén)檻也在逐漸降低，使得更多企業(yè)和個(gè)人能夠輕松地利用這一技術(shù)。

其次，協(xié)作型機器人（協(xié)作機器人）的發(fā)展不容小覷。這些機器人因其操作簡(jiǎn)便和較高的安全性，正逐漸在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中得到普及。例如，在焊接等傳統行業(yè)中，協(xié)作機器人已經(jīng)開(kāi)始了實(shí)際應用的探索，并展現出其巨大的潛力。

接下來(lái)是移動(dòng)操作技術(shù)。這一領(lǐng)域涉及將機器人的移動(dòng)能力和機械臂的靈活性相結合，創(chuàng )造出能夠適應多種環(huán)境的機器人。預計這一市場(chǎng)將會(huì )迎來(lái)快速增長(cháng)，并且可以預見(jiàn)，不久的將來(lái)將會(huì )有更多創(chuàng )新的技術(shù)解決方案問(wèn)世。    

第四個(gè)趨勢是虛擬仿真和數字孿生技術(shù)。通過(guò)仿真技術(shù)，我們能夠確保機器人技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中既安全又高效。數字孿生則提供了一個(gè)虛擬的副本，可以在不實(shí)際影響實(shí)體機器人的情況下，進(jìn)行測試和優(yōu)化。

最后，人形工業(yè)機器人和具身機器人的發(fā)展同樣值得關(guān)注。這類(lèi)機器人技術(shù)的發(fā)展潛力巨大，它們在模仿人類(lèi)行為和交互方面有著(zhù)獨特的優(yōu)勢。展望未來(lái)，我們可以期待在人形工業(yè)機器人領(lǐng)域出現更多技術(shù)上的突破和創(chuàng )新。隨著(zhù)這些技術(shù)的不斷進(jìn)步，人形工業(yè)機器人在服務(wù)、娛樂(lè )甚至是日常生活中將扮演越來(lái)越重要的角色。