人形機(jī)器人何必困于“人形”，場(chǎng)景決定形態(tài)

從年初到現(xiàn)在，人形機(jī)器人經(jīng)常霸榜熱點(diǎn)頭條，成為科技圈內(nèi)熱議的話題之一。

5月13日，宇樹(shù)科技發(fā)布Unitree G1人形智能體，售價(jià)9.9萬(wàn)元起，并于京東店鋪上架。相較于其他人形機(jī)器人動(dòng)輒數(shù)十萬(wàn)元或上百萬(wàn)元的售價(jià)，有網(wǎng)友稱Unitree G1把人形機(jī)器人的高價(jià)“打”下來(lái)了。

5月初，特斯拉發(fā)布了其二代擎天柱人形機(jī)器在自家工廠“打工”的視頻，展示了擎天柱機(jī)器人在電池工廠分裝電池的場(chǎng)景。

4月底，北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心發(fā)布全球首個(gè)純電驅(qū)擬人奔跑的全尺寸人行機(jī)器人“天工”，它能夠以6公里/小時(shí)的速度穩(wěn)定奔跑。

此前，我們?cè)凇按髮W(xué)生不愛(ài)進(jìn)的工廠，‘他們’居然去‘打工’了”一文中，也對(duì)人形機(jī)器人在工業(yè)制造領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行探索。其中，國(guó)內(nèi)人形機(jī)器人Walker S在新能源汽車(chē)工廠流水線上協(xié)助人類(lèi)完成汽車(chē)裝配及質(zhì)量檢查作業(yè)的視頻，引發(fā)關(guān)注。

除此之外，達(dá)闥XR—4、小鵬PX5、智元遠(yuǎn)征A1、傅利葉GR—1、星動(dòng)紀(jì)元“小星”、逐際動(dòng)力CL—1、小米CyberOne……國(guó)內(nèi)玩家推出各種人形機(jī)器人接踵而至。

當(dāng)下，人形機(jī)器人正處于從實(shí)驗(yàn)室邁向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，無(wú)論是技術(shù)革新還是投融資層面，人形機(jī)器人相關(guān)賽道的熱度不減，2024年有望成為人形機(jī)器人量產(chǎn)元年。

今年4月，首屆中國(guó)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)大會(huì)發(fā)布《人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》預(yù)測(cè)，2024年，中國(guó)人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模約27.6億元；2026年達(dá)104.71億元；到2029年，將達(dá)750億元，占世界總量的32.7％；而到2035年，市場(chǎng)規(guī)模更有望達(dá)3000億元。

業(yè)界對(duì)人形機(jī)器人的前景有著更加樂(lè)觀的預(yù)期，特別是政策方面，亦顯示出更加積極的信號(hào)。例如，2023年10月，工業(yè)和信息化部發(fā)布的《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》中，中國(guó)政府提出了到2025年初步建立人形機(jī)器人創(chuàng)新體系并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的目標(biāo)。到2027年，期望人形機(jī)器人的技術(shù)創(chuàng)新能力得到顯著提升，產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展加速，應(yīng)用場(chǎng)景更加多樣化。

人形機(jī)器人大火，我們?cè)撽P(guān)注“人形”造型，還是機(jī)器人自身功能？

人形機(jī)器人，指的是外觀和運(yùn)動(dòng)方式與人相似的智能機(jī)器人，他們通常具有與人類(lèi)相似的身體結(jié)構(gòu)，包括頭、軀干、四肢，能夠使用雙足行走，能夠用手執(zhí)行多種操作，且具備一定的認(rèn)知和決策能力。

從今年多個(gè)廠家公布的人形機(jī)器人使用場(chǎng)景來(lái)看，智能制造，尤其是汽車(chē)制造領(lǐng)域有望是是人形機(jī)器人率先落地的領(lǐng)域。它們可被用于裝配和組裝、搬運(yùn)和物流、協(xié)作生產(chǎn)、質(zhì)量檢測(cè)、設(shè)備維護(hù)和巡檢等。

那么問(wèn)題來(lái)了，如果人形機(jī)器人的作用是替代重復(fù)性高、危險(xiǎn)或臟亂的工作任務(wù)，那么為什么一定要研發(fā)出“人形”的機(jī)器人呢？那么多的自動(dòng)化設(shè)備，例如AGV小車(chē)加上機(jī)械臂也能勝任，可協(xié)助人類(lèi)工作的同時(shí)也能完成移動(dòng)的需求。

并且，不同于普通的工業(yè)機(jī)器人，人形機(jī)器人在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件構(gòu)成、控制算法、核心性能要求以及零部件選擇、成本控制等多個(gè)方面存在很大的差異。

在技術(shù)層面，人形機(jī)器人需要集成復(fù)雜的感知能力，如視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等，以模擬人類(lèi)的感知系統(tǒng)；同時(shí)對(duì)AI算法需求更高，需要具備高級(jí)的決策能力和學(xué)習(xí)能力，以實(shí)現(xiàn)人類(lèi)般的智能行為；此外，對(duì)控制算法更加復(fù)雜，需要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作控制算法，如平衡、步行、手部精細(xì)動(dòng)作等。

其次，在行動(dòng)方面，人形機(jī)器人需要在各種環(huán)境中自如移動(dòng)和執(zhí)行任務(wù)，如何保證人形機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間地續(xù)航能力，又要保證人形機(jī)器人的輕便性和靈活性，這對(duì)內(nèi)置的電池系統(tǒng)提出一大挑戰(zhàn)。

最后，在造價(jià)方面也存很大差距。由于人形機(jī)器人的復(fù)雜設(shè)計(jì)和高端硬件需求，制造成本相對(duì)較高，需要更多的投入在研發(fā)和制造上。普通工業(yè)機(jī)器人通常更注重成本效益，需要在保證性能的前提下控制制造成本，以提高生產(chǎn)效率和競(jìng)爭(zhēng)力。

復(fù)雜精密，造價(jià)成本又高，如果機(jī)器人的價(jià)值在于幫助人類(lèi)完成各種難以完成的復(fù)雜或繁瑣的工作任務(wù)，像不像人，實(shí)際上并非重要的事情，實(shí)用就行。

業(yè)界專(zhuān)家分析，將機(jī)器人做成人的形態(tài)主要有兩個(gè)原因：1，物理世界中大多數(shù)工作環(huán)境、設(shè)施與工具都是針對(duì)人類(lèi)的體型設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)成人類(lèi)體型的機(jī)器人具備最好的通用性，可快速適用于各種場(chǎng)景。2.在研發(fā)基于人形機(jī)器人的AGI（通用人工智能）時(shí)，可以使用人類(lèi)的視頻數(shù)據(jù)用于訓(xùn)練，提高訓(xùn)練效率。

當(dāng)前，人形機(jī)器人的發(fā)展仍屬于“身體”領(lǐng)先“大腦”的階段。“身體”指的是人形機(jī)器人的硬件設(shè)備，“大腦”指的是機(jī)器人的軟件算法。人形機(jī)器人發(fā)展多年仍難以商業(yè)化的主要原因就在于缺少通用智能以支持其在跨場(chǎng)景下的應(yīng)用，發(fā)揮人形態(tài)的優(yōu)勢(shì)。

人形機(jī)器人最終的目標(biāo)是成為通用型機(jī)器人，可以適應(yīng)不同環(huán)境、執(zhí)行不同任務(wù)，且不需要單獨(dú)為其搭建場(chǎng)地和工具，適用的場(chǎng)景更多，但這也需要人工智能、高端制造、新材料等技術(shù)的共同進(jìn)步才能實(shí)現(xiàn)。

盡管人工智能時(shí)代，AI技術(shù)的發(fā)展使得人形機(jī)器人獲得質(zhì)的飛躍。龐大的研發(fā)成本和商業(yè)化落地等難題使得不少機(jī)器人企業(yè)也曾陷入困境。例如，Pepper、ASIMO、Atlas等作為行業(yè)先驅(qū)，或告別市場(chǎng)，或找不到合適的應(yīng)用場(chǎng)景。

由此看來(lái)，對(duì)于人形機(jī)器人是否一定要人形化，最終還是要回歸到具體的使用場(chǎng)景中去。

首先，智能制造的關(guān)鍵在于提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，而不是模仿人類(lèi)外形。在工業(yè)生產(chǎn)線上，機(jī)器人的任務(wù)通常是執(zhí)行重復(fù)性、精準(zhǔn)度高的動(dòng)作，如裝配、焊接等，這些任務(wù)并不要求機(jī)器人具備人類(lèi)外形。相反，根據(jù)具體任務(wù)的需求設(shè)計(jì)出更為緊湊、高效的機(jī)器人結(jié)構(gòu)可能更有利于提高生產(chǎn)效率和降低成本。

其次，智能制造中的機(jī)器人設(shè)計(jì)應(yīng)該以安全性和操作效率為優(yōu)先考慮。在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，機(jī)器人需要與各種設(shè)備和工具配合，而人形設(shè)計(jì)可能并不總是最適合這些工作場(chǎng)景。通過(guò)設(shè)計(jì)更為符合工作需求的機(jī)器人外形和結(jié)構(gòu)，可以提高機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)線上的安全性和操作效率，減少潛在的風(fēng)險(xiǎn)和故障發(fā)生。

另外，智能制造中的機(jī)器人設(shè)計(jì)也可以借鑒自然界的形態(tài)，創(chuàng)造出更為高效和適應(yīng)性強(qiáng)的機(jī)器人。例如，仿生學(xué)中的蜘蛛型機(jī)器人可以模擬蜘蛛的運(yùn)動(dòng)方式，在狹窄空間中展現(xiàn)出更好的靈活性和適應(yīng)性，從而提高生產(chǎn)線上的操作效率和靈活性。

總的來(lái)說(shuō)，在工業(yè)智能制造場(chǎng)景中，機(jī)器人的設(shè)計(jì)應(yīng)該以功能性和效率為重點(diǎn)，而非一味追求人形化。靈活的設(shè)計(jì)理念可以為工業(yè)智能制造帶來(lái)更多創(chuàng)新和優(yōu)勢(shì)，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低成本和風(fēng)險(xiǎn)。因此，智能制造場(chǎng)景中的人形機(jī)器人并不必須堅(jiān)持“人形”設(shè)計(jì)，而應(yīng)根據(jù)具體的生產(chǎn)需求選擇最適合的機(jī)器人外形和結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)更高效的智能制造。