2023：人形機器人為啥這么火

　　2023年12月29日，香港交易所迎來一位特殊的敲鐘人——人形機器人Walker S。它和主人——深圳市優必選科技股份有限公司（以下簡稱優必選）董事會主席周劍一起敲響開市鑼。

　　當天，優必選在香港交易所主板掛牌上市，被業內稱為國內人形機器人第一股，股價最高超93港元，收盤時對應市值約380億港元。

　　不久前，工業和信息化部印發的《人形機器人創新發展指導意見》指出，人形機器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進技術，有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車之后的顛覆性產品。

　　在剛剛過去的2023年，能站立行走、能跑能跳的人形機器人頻頻亮相，引發各界關注。人形機器人為什么這么火？它跟人的外形必須一模一樣嗎？還有哪些瓶頸有待突破？

　　人形機器人Walker S在香港交易所敲鐘。圖片來源：香港交易所官微

　　人形機器人可以干什么？

　　2021年8月，美國特斯拉公司首席執行官埃隆·馬斯克宣布推出人形機器人。該機器人最大的特點是身高、體重和人差不多，售價兩萬美元，相當于一個工人一年的工資，最關鍵的一點是“通用”。

　　2023年12月，馬斯克在社交平臺展示了新款人形機器人Optimus。視頻顯示，Optimus可在特斯拉工廠內行走移動，還能在健身房內做深蹲。此次展示的是第二代Optimus，相比第一代重量減輕了10千克，仿生足部讓其步行速度提高30%，手部關節也增加了11個零件，可以完成一只手拿取雞蛋后，再換至另一只手將雞蛋放到容器中的動作。未來，Optimus將首先應用于特斯拉制造工廠。

　　“通用，意味著人形機器人不僅能在工廠內搬東西、裝配零件，還能在農村干農活，在家里做家務。”中國科學院院士喬紅在接受《中國科學報》采訪時說，“這樣一個通用人工智能系統可謂既便宜又好用，但距離問世還有很長一段路要走。”

　　“如果機器人系統和通用人工智能系統相結合，就能在物理空間完成很多任務。”喬紅指出，“機器人并不能完全替代人，只是將人從一些繁雜的工作中解脫出來，有更多時間做自己喜歡的事情。”

　　喬紅是中國科學院自動化研究所多模態人工智能系統全國重點實驗室主任。她帶領團隊長期從事機器人“手-眼-腦”研究工作，并開展類人人形機器人技術攻關。她曾多次表示：“機器人未來發展的一個重要趨勢是越來越接近生物，不再是冰冷的機器，而是具有認知、情緒、邏輯、動作等在內的一系列類人化特征。”

　　這些年來，喬紅在研究中發現，利用國產機器人進行高精度裝配是當前一個較大難點，也是團隊主要攻關的方向。未來，受人啟發研制的機器人與人形機器人系統有望成為人類工作和生活的好幫手。

　　“要實現這個美好的愿景，就需要機器人向人學習，人在做事情的時候，手、眼、腦是一個完整的回路。”喬紅稱，人看東西其實是回答兩件事——它是什么？它在哪里？這也是機器人需要進一步學習的內容。

　　人形機器人必須有雙腿嗎？

　　幫工人遞送工具后再來一段炫酷的空翻——來自波士頓動力公司的人形機器人在車間干活的視頻非常搶眼。“其背后是不計成本的投入，以及遙遙無期的量產。”燕緣創投總經理、管理合伙人李軍說。

　　在人形機器人走紅前，市場上不乏一些投入應用場景的機器人，如工業機器人、物流機器人、手術機器人……為什么最近一兩年人形機器人尤其搶眼？

　　“人形機器人作為一個擬人機器人形態，是學術界和產業界一直希望實現的終極形態，但實現完全擬人太難了。”北京大學計算機學院助理教授王鶴告訴《中國科學報》，“這個終極目標可以分階段實現，比如先實現相對容易的半身人形機器人，即上半身做成人形，下半身采用多輪底盤。”

　　王鶴帶領團隊開展的研究主要關注機器人上半身的手、眼、腦協調。他認為，下半身是輪、上半身是人形的機器人可以快速實現落地。盡管形態不是完全擬人，但其泛化的能力已經可以滿足很多場景的應用需求。

　　2023年5月，北京銀河通用機器人有限公司（以下簡稱銀河通用機器人）成立。作為公司聯合創始人，王鶴透露：“一年后，我們研發的雙臂+輪式的仿人機器人產品將在零售場景和工業場景部署。”

　　“藥店在夜間將不再需要店員，從接單到找藥、拿藥、裝袋等一系列流程，仿人機器人都可以完成。”王鶴告訴《中國科學報》，“2024年，這款仿人機器人將在幾家藥店進行封閉測試，計劃2025年投入量產。”

　　近日，銀河通用機器人完成億元級天使+輪融資，由美團戰略領投，燕緣創投、清華SEE Fund、IDG資本跟投。本輪所融資金將持續用于公司多模態通用機器人商業場景產品化推進。

　　“我們是一家專注北京大學早期科技成果轉化投資的基金公司，由北京大學上海臨港國際科技創新中心發起設立，作為耐心資本，力爭做好科學家創業路上‘最早一公里’孵化賦能型投資。”李軍告訴《中國科學報》，隨著大模型的不斷進化迭代，在“數字基座”的基礎上將誕生一批具有較強場景應用能力的人工智能公司，其中多模態通用機器人是重要應用領域之一。

　　哪些技術難題待解？

　　盡管全身人形機器人的落地應用還需要很長一段時間，但王鶴表示，人形肯定是終極形態，未來將會進入千家萬戶，現階段還需要解決軟硬件相關的技術難題。

　　他舉例說，目前的人形機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過程還可以，一旦遇到坑坑洼洼的地面就容易摔倒，研制成本也較高。對人形機器人來說，兩條腿的作用很重要，比如跨越障礙物、與上半身協同蹲下并起來，還有一些非必需能力，如跳躍、跳舞等，可以在未來用于陪伴人類運動和娛樂。

　　王鶴說：“今天的掃地機器人是最成功的家用機器人，不需要安裝，也不會產生危害。這應該是人形機器人未來追求的應用目標——去除一切人的參與，完全自主和自動。”

　　談及未來人形機器人如何像掃地機器人一樣走進千家萬戶，王鶴從自己研究的具身智能領域介紹說，當前互聯網的靜態大數據缺乏機器人如何運動、移動其關節、與世界物理交互等信息。具身智能則關注從機器人身體出發的感知和交互，致力于從環境交互的數據中學習執行物理任務的能力。

　　他說：“具身智能可以讓人形機器人更加聰明，聽懂人話，幫人干活。”

　　馬斯克也表示，雖然未來有一天人人都可能擁有一個人形機器人，但是目前展現的Optimus人形機器人產品只能執行重復性的簡單勞動，還稱不上是個完美的產品。

　　“具身智能是實現通用人工智能的關鍵。”李軍告訴《中國科學報》，“銀河通用機器人在具身智能等深度學習算法上具有很強的核心技術壁壘，有望解決通用機器人‘大腦’和“小腦”的感知、決策和執行問題。”

　　李軍表示，如今國內具有真正核心技術競爭力的人形機器人創業公司還不多，但隨著中國相關產業鏈的日益成熟，硬件部分將會形成較為穩定的供應鏈體系，未來決勝的關鍵在于是否擁有將算法軟件與硬件強耦合的場景應用能力。