嚴夢玲 徐雅斌

當前，人形機器人產(chǎn)業(yè)正面臨重要的技術(shù)風口，成為科技競爭的新高地和經(jīng)濟發(fā)展的新引擎。浙江省需抓住機遇，積極布局基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、支持優(yōu)勢企業(yè)做專做精，將人形機器人納入未來產(chǎn)業(yè)進行重點培育

人形機器人又稱仿人機器人或類人機器人，是指擁有人的形態(tài)和功能的機器人，具有仿真程度高、較強的自主性和多功能性等特點，被認為是機器人技術(shù)的集大成者和戰(zhàn)略制高點。當前，人形機器人產(chǎn)業(yè)正面臨重要的技術(shù)風口，成為科技競爭的新高地和經(jīng)濟發(fā)展的新引擎。正如2023年10月，工信部發(fā)布的《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》所指出的：人形機器人將深刻變革人類生產(chǎn)生活方式，重塑全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。

浙江省需抓住機遇，積極布局基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、支持優(yōu)勢企業(yè)做專做精，將人形機器人納入未來產(chǎn)業(yè)進行重點培育。

人形機器人產(chǎn)業(yè)迎來跨越發(fā)展窗口期

隨著人工智能技術(shù)應(yīng)用迭代推進，人形機器人產(chǎn)業(yè)迎來了跨越發(fā)展的窗口期，其最終目標是通過實現(xiàn)技術(shù)通用與低制造成本達到大規(guī)模落地使用。目前，人形機器人技術(shù)發(fā)展面臨三大趨勢。

人形機器人技術(shù)路線演進路徑逐漸清晰

從技術(shù)看，人形機器人技術(shù)主要分硬件和軟件兩類。硬件可拆分為動力總成系統(tǒng)、感應(yīng)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)件及其他部件。其中動力總成系統(tǒng)包括伺服電機、減速器、控制器等，感應(yīng)系統(tǒng)包括芯片、傳感器等。軟件部分則包括運動控制算法及人工智能算法等。專家預(yù)計，未來5年內(nèi)人形機器人將能實現(xiàn)連貫任務(wù)的認知決策，感知水平全面提升；未來10年內(nèi)能實現(xiàn)更高自由度和運動功能；未來15年內(nèi)能理解人類情感并實現(xiàn)類人智能交互。

人形機器人被視作人工智能技術(shù)重要落地應(yīng)用場景

人工智能技術(shù)快速崛起，牽引人形機器人研發(fā)制造多學科交叉匯聚。在基礎(chǔ)層，人工智能加速訓(xùn)練人形機器人大模型與數(shù)據(jù)迭代，并結(jié)合傳感、腦科學、新材料等前沿技術(shù)推動機器智能感知和交互決策系統(tǒng)迅速發(fā)展；在應(yīng)用層，人工智能應(yīng)用于垂直化、場景化與個性化模型，形成了人形機器人無代碼編程、對話類搜索引擎、語音陪伴等新業(yè)態(tài)。一旦技術(shù)接近臨界點，人形機器人在消防救援、電力巡檢、野外勘察等非結(jié)構(gòu)化場景下的通用性能有望帶來大量市場需求。

人形機器人量產(chǎn)成本下降為產(chǎn)業(yè)化提供可能

2013年波士頓動力發(fā)布的Atlas（一款雙足人形機器人）單臺成本高達190萬美元。2022年特斯拉通過構(gòu)建零部件生產(chǎn)和“軟件開發(fā)＋本體生產(chǎn)＋系統(tǒng)集成”全產(chǎn)業(yè)鏈模式，依托車端算法直接遷移、供應(yīng)鏈直接遷移等途徑，實現(xiàn)了人形機器人量產(chǎn)規(guī)模降本，其研發(fā)的Optimus（特斯拉第二代人形機器人）售價有望降至2萬美元。據(jù)高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）預(yù)計，未來3年全球人形機器人在服務(wù)機器人中的滲透率將達到3.5%，市場規(guī)模超20億美元，到2030年全球市場規(guī)模有望突破200億美元。

國內(nèi)外人形機器人發(fā)展均在穩(wěn)步推進

國外人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步早

國外人形機器人產(chǎn)業(yè)起步較早，現(xiàn)階段美國、日本和歐洲在人形機器人領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。第一梯隊是以美國為首的波士頓動力和特斯拉，在運動能力和智能作業(yè)上均具有較強的技術(shù)儲備和展示能力。2017年波士頓動力公司發(fā)布的雙足機器人Handle能夠在崎嶇的地形上行走和跳躍，可實現(xiàn)在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的智能倉儲運輸；特斯拉基于DOJO D1超級計算芯片于2022年成功研制能夠共用特斯拉“完全自動駕駛”系統(tǒng)的Optimus，是目前唯一明確應(yīng)用于汽車生產(chǎn)線的項目。第二梯隊是日本和歐洲機器人，雖然不適用于野外復(fù)雜路面，但手眼協(xié)調(diào)操作性強，可直接使用人造工具，具有較強的智能作業(yè)和精細作業(yè)能力。如日本本田公司于2000年發(fā)布的ASIMO具備高度仿真的外觀和人類相似的動作和感知能力，目前主要應(yīng)用于教育科研領(lǐng)域；2014年軟銀集團發(fā)布的Pepper具備情感識別和人機交互功能，可用于家庭服務(wù)、商業(yè)展示等領(lǐng)域。歐洲意大利技術(shù)研究院于2018年發(fā)布了可行走機器人（Walk—man），可與人類一樣使用工具，開發(fā)自然，能代替消防員、士兵和拆彈專家從事環(huán)境較為危險的工作。

國內(nèi)人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展達到國際先進水平

與國外相比，國內(nèi)盡管產(chǎn)業(yè)起步較晚，但是近年來先后研制成功了多款人形機器人樣機，總體水平達到國際先進。北京理工大學是目前國內(nèi)人形機器人領(lǐng)域最有影響力的研究機構(gòu)，其2003年研制的“匯童BHR—1”人形機器人能夠?qū)崿F(xiàn)跑步、跳躍等運動。通過不斷地技術(shù)迭代，目前“匯童6”已可實現(xiàn)多模態(tài)運動；浙江大學研制的“悟空”人形機器人在國內(nèi)率先實現(xiàn)室外路面的小跑，以及復(fù)雜地形的行走、上下樓梯等運動，相關(guān)研究處于國內(nèi)人形機器人領(lǐng)域第一梯隊。此外，優(yōu)必選科技有限公司、小米公司等也推出了人形機器人產(chǎn)品WalkerX與CyberOne，正在向商用化應(yīng)用方向努力。

總體來看，人形機器人正逐步從科研走向商業(yè)化。從技術(shù)演進節(jié)點看，其穩(wěn)步推進路線圖已比較清晰，現(xiàn)階段發(fā)展的重點在于解決技術(shù)和成本痛點。目前除特斯拉人形機器人已有具體應(yīng)用場景外，國內(nèi)人形機器人企業(yè)離商業(yè)化落地還有一段路要走。

浙江發(fā)展人形機器人產(chǎn)業(yè)機遇與挑戰(zhàn)并存

當前，浙江省人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于初期階段，研究力量主要來自制造業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)創(chuàng)新能力相對較強的杭州、寧波兩地的高校、研究機構(gòu)和高科技公司。人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈上游，浙江在精密減速器、伺服電機及驅(qū)動器等核心零部件領(lǐng)域具有較強實力；產(chǎn)業(yè)鏈中游，浙江已建成宇樹科技、浙江大學、之江實驗室等人形機器人領(lǐng)域整機研制團隊；產(chǎn)業(yè)鏈下游，基于省內(nèi)豐富的應(yīng)用場景和行業(yè)升級發(fā)展需要，已積聚了一批優(yōu)秀的系統(tǒng)集成商。

整機研制技術(shù)水平不斷提高

浙江省在人形機器人整機制造領(lǐng)域具有較強的研發(fā)實力，研制了多種人形機器人樣機。浙江大學自2006年起先后研制了四代“悟空”系列人形機器人，其中機器人最快運動速度超過6km/h，跳高0.5m，可上下25度斜坡和10cm臺階，可適應(yīng)室外路面、草叢、泥地等多種地形。動子科技（寧波）有限公司研發(fā)的小型人形機器人BRUCE已在高等教育和職業(yè)教育行業(yè)實現(xiàn)小批量出貨，它是可以自主獨立行走、奔跑、跳躍的雙足小型人形機器人，也是全球第四款能夠自由跳躍的人形機器人。未來，企業(yè)計劃推出全尺寸大型人形機器人（高170cm，重35Kg，可負載10—15Kg，行走速度7Km/h）。宇樹科技推出了國內(nèi)第一款能跑的全尺寸通用人形機器人Unitree H1，也是全球同類規(guī)格中功率性能最高的機器人。之江實驗室研制的雙足機器人具備雙足行走以及多自由度機械臂抓取操作的能力，還具備一定的與外界環(huán)境、人類交互的智能化水平；研制的ZJLabers足球機器人戰(zhàn)隊在RoboCup2019機器人足球世界杯上奪得了中仿人組（機器人高度介于80—140cm）亞軍。此外，五八智能科技也是浙江省內(nèi)整機制造領(lǐng)域優(yōu)秀企業(yè)。

零部件領(lǐng)域競爭力持續(xù)提升

浙江省在精密減速器、行星滾柱絲杠、伺服電機、機器人控制器、攝像頭、激光雷達等關(guān)鍵零部件和人機交互算法等方面具有較好的基礎(chǔ)，處于國內(nèi)領(lǐng)跑水平。中科院寧波材料所在高功率密度比電機以及正反向高效傳動減速器方面取得較大突破，先后研制了高爆發(fā)力關(guān)節(jié)電機、柔性人工肌肉、減速器等驅(qū)動裝置；拓普集團已成功研制生產(chǎn)高精度滾柱絲杠，并不斷迭代升級產(chǎn)品；三花智控攜手綠的諧波在墨西哥合作建廠，重點布局包括伺服電機、編碼器、扭矩傳感器等在內(nèi)的旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器總成，有望成為特斯拉人形機器人的供應(yīng)商之一；新劍機電開發(fā)了傳動系統(tǒng)中的核心部件“行星滾柱絲杠線性執(zhí)行器”，可成為人形機器人線性驅(qū)動解決方案供應(yīng)商。智昌科技開發(fā)了工業(yè)機器人操作系統(tǒng)與云腦，為人形機器人操作系統(tǒng)開發(fā)奠定了良好基礎(chǔ)；海康機器人致力于提供解決視覺檢測難題的算法工具，能滿足視覺定位、尺寸測量、缺陷檢測以及信息識別等人形機器的視覺應(yīng)用；舜宇智能光學打造的定位類相機適用于各類服務(wù)機器人，可快速實現(xiàn)機器人自主避障、場景重建、路徑規(guī)劃等各類需求。此外，菲仕電機、寧波銳星電機等在伺服電機、空心杯電機等驅(qū)動部件，瀚晟傳動在關(guān)節(jié)等傳動部件，智昌科技在機械臂、控制器和芯片等領(lǐng)域均具備產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)。

但從目前浙江發(fā)展人形機器人的現(xiàn)狀來看，面臨著三大主要問題：一是技術(shù)研究積累不足。浙江在人形機器人本體能力、運動能力和智能能力等核心領(lǐng)域與國外先進水平仍存在一定差距，亟需在高爆發(fā)大力矩驅(qū)動、動態(tài)變構(gòu)型精確建模、高自由度復(fù)雜運動規(guī)劃、未知擾動平衡控制等一批人形機器人基礎(chǔ)研究技術(shù)方面進行布局，以掌握關(guān)鍵零部件領(lǐng)域核心技術(shù)。二是省內(nèi)進軍人形機器人領(lǐng)域的企業(yè)較少。目前除了幾家人形機器人整機研發(fā)單位之外，明確進軍人形機器人領(lǐng)域的只有三花智能、寧波拓普、智昌科技、華緯科技（液壓彈簧）等少數(shù)幾家企業(yè)。其他的如視覺感知、傳感器、電機、減速器、控制器等核心部件廠家雖然有較好的基礎(chǔ)，但是尚未明確進軍人形機器人領(lǐng)域的意愿。三是典型應(yīng)用場景尚未有效形成。目前浙江省人形機器人主要以展示為主。主要有之江實驗室ZJLabers機器人和浙江大學“悟空”機器人應(yīng)用于踢足球、打乒乓球等體育競技娛樂；宇樹科技推出的人形機器人原型樣機尚未明確應(yīng)用場景；動子科技（寧波）研制的BRUCE小型人形機器人應(yīng)用于教育、展示，但實用的典型應(yīng)用場景未有效形成。

加快推進人形機器人產(chǎn)業(yè)浙江發(fā)展的建議

從以上的分析中可以看出，浙江應(yīng)結(jié)合自身發(fā)展優(yōu)勢，精心布局、積極謀劃，從關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用場景、優(yōu)勢企業(yè)、專業(yè)人才等方面發(fā)力，搶抓人形機器人發(fā)展新機遇。

加強基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。建議設(shè)立人形機器人省重大科技專項，統(tǒng)籌布局整機研發(fā)、基礎(chǔ)配套產(chǎn)品能力提升、工程應(yīng)用驗證等，將人形機器人納入未來產(chǎn)業(yè)重點領(lǐng)域進行培育，建立未來產(chǎn)業(yè)研究中心。支持浙江大學、之江實驗室、阿里達摩院等強化前沿基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵核心技術(shù)開發(fā)，加強多學科交叉融合，突破一批前沿技術(shù)，形成一批標志性產(chǎn)品；支持龍頭企業(yè)牽頭，整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源，積極參與國家人形機器人領(lǐng)域“揭榜掛帥”項目，加快先進技術(shù)在人形機器人研發(fā)中的集成。

推動典型應(yīng)用場景試點。遵循產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，圍繞人形機器人前沿技術(shù)和企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展需求，以城市為載體，開放智慧交通、智能電網(wǎng)、醫(yī)療教育等智能化場景，為新技術(shù)、新產(chǎn)品提供應(yīng)用測試空間，加快前沿技術(shù)商業(yè)化落地。加大對現(xiàn)有整機產(chǎn)品開發(fā)企業(yè)應(yīng)用場景開發(fā)支持力度，優(yōu)先選擇技術(shù)容忍度較高的公共領(lǐng)域開展（如道路交通、救災(zāi)救援、公共安全）人形機器人應(yīng)用場景試點，加大試點支持力度，爭取在場景培育上形成具有浙江特色的場景項目。

支持優(yōu)勢企業(yè)做專做精。結(jié)合浙江省產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，建立人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢企業(yè)庫，落實相關(guān)稅收優(yōu)惠政策，重點支持直線/旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器、操作系統(tǒng)和機械臂、伺服控制器、機器視覺等產(chǎn)業(yè)鏈核心領(lǐng)域的企業(yè)做專做精。支持企業(yè)充分利用進入相關(guān)供應(yīng)鏈優(yōu)勢，進入人形機器人配套體系。對進入人形機器人配套體系的產(chǎn)品，給予相應(yīng)的認定獎勵；對產(chǎn)業(yè)化項目，優(yōu)先納入省產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新項目給予支持。

培育壯大產(chǎn)業(yè)人才。充分利用“鯤鵬計劃”“領(lǐng)軍型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊培育引進計劃”等重點人才計劃，引進一批高層次人才團隊，培育一批機器人領(lǐng)域卓越工程師。深化產(chǎn)教融合，支持高校牽頭建設(shè)機器人現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院，加強專業(yè)技術(shù)人才和復(fù)合型高端人才培養(yǎng)。

（作者嚴夢玲單位：浙江省經(jīng)信廳高端裝備處，作者徐雅斌單位：浙江理工大學）