2023年3月1日，在中华人民共和国国务院新闻办公室举行的“权威部门话开局”系列主题新闻发布会上，工业和信息化部部长金壮龙强调，在建设现代化产业体系方面，将加快布局人形机器人等前沿领域。与此同时，在3月1日的特斯拉投资者大会上，马斯克表示，在未来我们将看到人形机器人的更多作用，人形机器人可能超过人类数量。

可见，人形机器人不仅仅是个产业，更代表着人类对人工智能的不懈追求，且前景十分广阔。那么，马斯克关于人形机器人的畅想真的能实现吗？人形机器人又发展到哪一步了？


人形机器人发展到哪一步了？

在特斯拉投资者大会上，特斯拉展示了关于人形机器人擎天柱的视频。与去年相比，这个机器人似乎更加灵活，能够行走。马斯克承认此前在AI日上发布的擎天柱并不好用，但接下来情况会有所改善。此外，不同于以往仅有一个人形机器人现身，本次展示了多个人形机器人工作过程。

早在2022年10月1日，特斯拉人形机器人“擎天柱”Optimus迎来全球首秀，全身搭载40个执行器，并计划于3-5年内实现大规模量产，产量预估为数百万台。

不谋而合，在今年的世界移动通信大会上，小米带来了人形仿生机器人小米 CyberDog（中文名“铁蛋”）和CyberOne（中文名“铁大”）在会上亮相。类人机器人CyberOne有177厘米高，重达52公斤，采用了多种技术，能感知45种人类语义情绪，分辨85种环境语义。据介绍，CyberOne可以单手垂直抓握3斤重的物体，在发布会现场，“铁大”走上舞台，向小米创始人雷军送上了一朵玫瑰。

人形机器人具有类人的感知、决策、行为和交互能力。例如，办公室内，擎天柱能灵活地提起水壶浇花、双手搬运物料至目标位置、准确定位周围人员并主动避让；特斯拉弗里蒙特工厂中，擎天柱已经开始投入简单工作，工程师为其规划了相应行动路线。

擎天柱（Optimus）在办公室给花浇水。图源网络

纵观人形机器人发展历史，业内公司已经积累了包括运动控制、智能语音对话及交互的先进技术，形成了一批功能各有所长的人形机器人，如擅长运动的阿特拉斯机器人、具有服务功能的阿西莫机器人以及高还原度呈现人类表情的Ameca仿生机器人等。

人形机器人的蓝海市场，在家务市场、商务市场及工业生产市场应用场景众多。正因如此，人形机器人也成为科技企业们瞄准的新方向。2022年，除了特斯拉推出的人形机器人“擎天柱”外，还有亚马逊注资的机器人“Digit”，三星也投资了两足步行机器人“HUBO”。海外特斯拉、戴森、三星、亚马逊等科技巨头正以各种形式切入人形机器人赛道。

ChatGPT或成人形机器人助力

近期ChatGPT凭实力“出圈”，而人形机器人与AI的关系早已密不可分。


AI技术 让人形机器人更像人

随着人工智能技术成为风口，人形机器人终于有了“大脑”，可以开始处理一定的专业性工作。

NASA曾经在2010年推出过探索机器人Robonaut 2。这款探索机器人在2011年随着“发现号”航天飞机登上国际空间站，并在那里协助宇航员完成一些危险的工作。

Robonaut 2由NASA和通用汽车公司联合研发，掌握先进的控制、感应和影像技术，可以帮助人类完成更多的工作，比如建设工厂、生产汽车甚至是太空探索。

2013年，波士顿动力发布人形机器人Atlas，利用数年的时间将这个机器人研发成身体协调性极高的跑酷机器人，并加入了AI系统，让Atlas不断地学习和进化，目标是帮助人类完成各种高风险的探索工作。

可以见得，随着人工智能相关技术的发展和成熟，人形机器人智能化程度的不断提高，应用场景将会不断拓展，整体市场规模将呈现指数级增长。


ChatGPT为人形机器人注入“灵魂”

人型机器人成为人类“伴侣”的重要要素便是“大脑”，就是指它需要具备人类的思维与沟通能力，并且在借助于强大算力的情况下，可以成为我们强大的助理，不论是工作助理还是生活助理。

而这种大脑的核心技术就在于人工智能技术的突破，需要人工智能具有类人的逻辑能力、语言能力与沟通能力。ChatGPT技术的突破，就让我们看到了人工智能这种类人大脑实现的可能性。不仅是可能性，并且在一些知识类的沟通层面已经远超我们人类当前的预期与认知，其能力已经超越我们人类。

业内人士吕伟表示，ChatGPT具有深度学习特质，葆有出色的语言理解和文本对话生成能力，ChatGPT的语言理解和生成水平的便捷性或带来人形机器人下一拐点，为人形机器人注入“灵魂”。


人形机器人 做“人”究竟有多难

本田的ASIMO曾表演踢足球，波士顿动力研发Atlas甚至可以做后空翻，小米的“铁大”在其发布会上给雷军献花后还学起了敲架子鼓，2016年~2022年之间，优必选的人形机器人曾四登春晚，人形机器人的开场秀数不胜数，但在开场秀之后却难有下文，除了个别的服务机器人外，很难在日常的生活中见到人形机器人。

人形机器人的商业化之所以遥遥无期，主要还是因为目前人形机器人产品还“不够智能”。北京工业大学元宇宙云图智能研究院副院长高泽龙表示，人形机器人的难点非常多，难点在于人形机器人是一个极为复杂的力学意义上的混合系统（hybrid dynamics system)，其不仅涉及到复杂的运动系统，还可能涉及到情感系统、自然语言系统、环境感知与反应、任务判断与完成、电池或能源系统、人形实现模块等，其细分的技术和功能可能是“数以万计”的。

首先，人形机器人与工业机器人和服务机器人相比，在结构设计、硬件构成、控制算法、核心性能要求以及零部件选择上都有很大的差异。如普通工业机器人的关节在2-10个之间，而人形机器人关节数量预计在40个以上；其次，除了电机、散热、机身自由度等硬件问题，还有“感知-认知-决策-执行”等方面的算法和软件问题；最后，人形机器人还要面临的第三个也是最大的挑战——思维。如何让机器人具备人类的逻辑思维能力，同时可以模拟出人类的情感和情绪，达到与人类共情，需要机器人基础核心算法的技术突破。

此外，例如两足机器人要对抗重力保持平衡，比如需要完成“把着扶手上楼梯”这么简单的一个动作，接触扶手的时间和位置如何判断，与脚步变化合在一起的时候，如果想要完全建模都有至少6，7种不同的情况（先后顺序，接触数量都会影响），更不用说每一种情况下，这些方程本身就包含大量变量，高度复杂。这还是在建立在脚不打滑（也就是脚接触地面后固定，静摩擦）的假设下。机械手的精密感知决策和执行算法能力更是刚刚起步，比如人手剥鸡蛋很容易对机械手来说就太难实现了。

总体而言，当前的人形机器人技术仍处于初级阶段，产品功能难以和人类能力相提并论，尤其在商业应用上仍然是一个难以突破的难题。


结语

人形机器人在家务市场、商务市场及工业生产市场应用场景众多。但是，人形机器人发展仍面临核心技术发展不成熟，产品成本高、应用场景落地难、法律法规不完善等问题，距离真正商业化还有很长一段距离。仅仅从短期内来看，目前人形机器人还是以战略布局为主，未来，当人形机器人相关的基础技术相对成熟后，可能才会形成真正的产业趋势。


文章参考：

1.《人形机器人、6G、元宇宙……工信部点名加快布局》中国新闻网

2.《马斯克：特斯拉汽车是轮子上的机器人，人形机器人数量将超过人类》中财网

3.《ChatGPT为人形机器人注入“灵魂”！特斯拉机器人A股零部件厂商有这些》科创板日报

4.《预测称今后五年复合增长50%以上 人形机器人春天不远了？》 中国经营报

5.《ChatGPT引爆万亿市场，马斯克、雷军抢滩人形机器人》创业邦

6.《人形机器，做“人”究竟有多难》中国青年报

7.《ChatGPT，让人形机器人更像人？》澎湃新闻

8.《人形机器人干货来了：一文带你了解半世纪以来那些著名的人形机器人！》机器人全球资讯