“四肢”灵活的人形机器人进厂“打工”引热议

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仿人机器人可以自主协同完成智能制造场景下的工具存储任务。中科院自动化研究所供图

近日，一段“人形机器人进入工厂‘上班’”的视频引发网友热议。 视频中，人形机器人成功完成了汽车门锁质检、安全带检测、车灯罩质检，还以柔顺的动作极其流畅地贴上了车标。 整个过程中，人形机器人展现了精湛的身体控制能力。

这只是人形机器人走向实际应用的一个例子。 近年来，仿人机器人技术加速演进，成为技术竞争新高地和经济发展新引擎。 头脑聪明、四肢灵活的仿人机器人正在成为未来产业的新赛道。 公开数据显示，到2035年，人形机器人市场预计将达到1540亿美元。

为什么要大力发展仿人机器人产业？ 人形机器人与其他机器人有什么区别？ 实现仿人机器人产业高质量发展还需要解决哪些问题？ 带着这些问题，科技日报记者采访了相关专家。

重塑全球产业发展格局

智能机器人作为新兴技术和现代工业关键装备的重要载体，是引领产业数字化、智能化发展，不断孕育新产业、新模式、新业态的战略方向。 它们是重塑我国制造业竞争优势的重要利器和重要利器。 手段是加快我国产业转型升级的现实选择。

“人形机器人是人工智能在物理空间的重要体现和关键装备，是物理通用人工智能系统的典型代表，是继计算机、智能手机、新能源汽车之后的颠覆性平台产品，将成为引领者在产业数字化发展中，新生产力的智能化升级有望不断催生新产业、新模式、新业态。” 2月28日，全国政协委员、中国科学院院士、中科院自动化研究所研究员乔洪在接受记者采访时表示记者。

人形机器人作为模仿人类外貌、形态和行为能力的智能机器人，可以无缝地使用人类所有的基础设施和工具，融入人类社会，通过AI赋能实现自然语言交互和行为动作。 他们的形态、沟通方式、工作能力都像工人。 因此，它在航空航天、智能制造、农业生产、家居服务等不同领域和场景中具有广阔的应用前景，有望颠覆部分领域现有的发展格局。 “这是人形机器人区别于其他专业工业机器人的一个显着特征。” 钟山林博士说。 来自中国科学院自动化研究所。

与普通工业机器人和服务机器人相比，仿人机器人在结构设计、硬件构成、控制算法、核心性能要求和部件选型等方面都有很大不同。 “例如，普通工业机器人的关节数量一般在6个左右，而人形机器人的关节数量则在40个以上。一般人形机器人的每个关节都需要一个伺服电机，一些与行走平衡相关的关节有高爆发力对电机的力矩响应和稳定的扭矩输出提出了极高的要求。 钟山林举了一个例子。

2023年底，为推动仿人机器人产业高质量发展，培育新生产力，高水平赋能新型工业化，工信部印发《关于仿人机器人产业创新发展的指导意见》 《仿人机器人发展规划》（以下简称《指导意见》）。

《指导意见》提出，到2025年，初步建立人形机器人创新体系。 “大脑”、“小脑”、“四肢”等多项关键技术取得突破，保障核心零部件安全有效供应。 整套产品达到国际先进水平并实现批量生产； 并在民生服务等场景得到示范应用。 到2027年，仿人机器人技术创新能力显着提升，形成安全可靠的产业链和供应链体系，构建具有国际竞争力的产业生态系统，综合实力达到世界先进水平。

业内专家认为，高技术、高效率、高质量是新生产力的重要特征，其核心标志是全要素生产率大幅提高。 通过自主创新，突破真正通用人工智能系统的基础理论和关键技术，将人工智能与仿人机器人深度融合，打通“大脑-小脑-肢体”循环，推动人工智能系统优化升级各行业在实体经济中的应用，解决新生产力的应用。 许多行业、场景、任务面临的复杂问题具有积极意义。

许多技术问题需要克服

目前，仿人机器人产业智能化趋势明显，产业化进程不断加快，应用领域越来越广，更多的行业标准和开放平台正在逐步建立。

在看到成绩的同时，我们也要清醒地认识到，我国仿人机器人产业发展仍面临多重挑战。

“人形机器人从研发到广泛应用，需要满足高性能、低成本、量产三大要求。” 中国科学院自动化研究所研究员刘宇表示，一方面，高性能和低成本是相互制约的两个因素。 如何让拥有超过40个自由度、平均体积与人类相当的复杂人形机器人系统能够精确地完成各种任务，同时将整机成本控制在25万元以内，是一个重要的挑战。 另一方面，批量大小和稳定性相互制约。 在如此多类型、多部件的复杂系统中，如何克服各零部件制造误差带来的不确定性，使量产系统能够稳定工作也是一个关键难点。

目前，减速机、伺服电机、控制器等核心部件占机器人总成本的70%以上。 “我们需要发展轻量化骨骼、高强度身体结构、高精度传感、全身协调运动控制、动态手臂抓取和灵巧操作等技术，满足高动态、高爆发力、高强度的需求。”仿人机器人的精密性能要求，要打造高安全性、高可靠性、高环境适应性的仿人机器人本体结构，这是我国目前在核心零部件方面需要努力突破的关键瓶颈。 刘宇说道。

与人类一样，人形机器人也有“大脑”和“小脑”。 刘宇表示：“目前，我们仍需攻克控制人形机器人运动的‘小脑’关键技术群，以满足人形机器人穿越复杂地形、整体协同作业等任务要求。 ”

在系统集成方面，如何将感知、认知、决策、控制等软件算法与传感、机械、材料等硬件系统有机集成，形成整体性能高于传统系统的软硬件集成系统。单元装置的性能也是国内外的一个重要课题。 与人形机器人相关的研究人员面临的常见挑战。

在刘宇看来，人脑信息处理方法和人体运动结构机理对于在传感精度和机体精度有限的条件下构建高性能仿人机器人系统具有重要的参考意义，可以有效弥补我国在人形机器人硬件系统方面存在的问题。 的不足。

未来工业应用前景广阔

总体来看，我国拥有良好的制造业基础和完整的产业链。 能够为仿人机器人的发展和仿人机器人广泛的行业应用场景提供技术支撑。

近日，在中科院、工信部、北京市政府的支持下，中科院自动化所仿人机器人研究团队自主研发的高爆一体化机器人取得突破性进展。关节、人工智能设计、大型机器人模型和人形机器人。 合规控制等核心技术。 团队还成功打造了人形机器人硬件设计和软件开发的“大工厂”，通过它可以快速设计和搭建人形机器人软硬件系统，大幅缩短现有研发周期，从而向抢占先机迈出了一步。物理通用人工智能系统的技术制高点。 迈出了坚实的一步。 中国科学院自动化研究所仿人机器人研究团队技术骨干李锐表示：“通过软硬件融合开发核心部件，是克服仿人机器人卡脖子技术的关键，创建物理通用人工智能系统。”

目前，北京等地已设立仿人机器人创新中心。 这些创新中心充分发挥科研机构、企业等优势，共同发展，有利于培育我国仿人机器人新生产力，为新型工业化提供高水平支撑，推动高质量发展。仿人机器人产业发展。

同时，在政策支持下，我国仿人机器人的应用场景也在不断开拓。 仿人机器人在工业制造、医疗、服务、救援等诸多领域展现出巨大潜力。 未来，人形机器人必将成为人类的得力助手和伙伴，为人类带来更多便利。

乔宏认为，未来仿人机器人产业生态系统将首先聚焦3C、汽车等关键制造领域。 通过提升仿人机器人的工具操作和任务执行能力，建设仿人机器人示范生产线和工厂，并在典型智能制造场景中实现深度应用。

其次，仿人机器人产业生态将满足恶劣条件、危险场景作业的需求。 在保安警卫、民用爆炸、救援等特殊环境下，将通过强化人形机器人本体的安全防护能力、复杂任务智能生成、高精度作业能力等。 ，大大降低了工人的风险。

最后，通过提高仿人机器人人机交互的可靠性和安全性，还可以拓展仿人机器人在医疗、家政等民生领域的应用，推动仿人机器人在农业、物流等重点行业的应用。

随着技术的快速迭代，未来仿人机器人将变得更加低成本和实用。 未来几年，能够感知和理解环境并用自然语言与人类互动的人形机器人将出现在我们身边。