从早稻田大学1972年研发的WABOT，到特斯拉2022年首秀的Optimus，人类科学家对人形机器人的研发走过了半个世纪。在这半个世纪里，人形机器人的发展已经从本田ASIMO、波士顿动力Atlas代表的技术验证期，过渡到了以特斯拉Optimus为代表的商业试水期，一个新的机器人时代正在开启。
(资料图)
为此，至顶科技特别策划推出《机器人新纪元》专题报道，旨在探寻全球机器人团队的技术变迁和创新故事。
本文收录于至顶科技《机器人新纪元》专题。
作者 | 金旺
栏目 | 机器人新纪元
2023年，人形机器人迎来了高光时刻。
这一年，国内不少机器人或硬科技团队，都陆续发布了人形机器人原型机或产品规划。
8月16日，2023世界机器人大会 （WRC 2023） 正式开幕，作为全球机器人领域顶级盛会，不少人形机器人团队在这里展出了他们的新产品。
这其中既有在人形机器人领域深耕多年的钢铁侠、优必选，也有刚刚发布了人形机器人的宇树科技、星动纪元，当然也少不了清华、浙大、北理工这样的学院派。
据科技行者不完全统计，仅仅是在这一展会上，就有不少于10款人形机器人展出。
作为长期关注机器人领域的产业观察者，我们也在现场探访了这些机器人团队，并与这些新老朋友聊了聊2023年人形机器人的产业巨变和背后的推动力。
优必选：人形机器人，很快进工厂
优必选科技是一家人形机器人领域明星企业，自2016年开始研发大型人形机器人以来，经过多代工程迭代，第一代双足机器人Walker在CES 2018上亮相，并引起行业广泛关注。
这次在WRC 2023上，优必选对外发布了人形机器人智能多模态交互系统，据悉，这是一个集人机交互、指令理解、自主规划、任务执行等技术于一体的智能系统。
该系统接入AI大模型后，利用优必选大型人形机器人自带的视觉、语音、深度、力觉等多源传感器获得的多模态数据进行融合感知，能明显提升人形机器人在实际应用场景下的自主决策能力。
此外，优必选科技在展台上还展示了熊猫机器人优悠和Walker X，它们都是刚从成都大运会闭幕式赶赴北京的骑过平衡车的大型人形机器人。
关于人形机器人为什么在今年会这么火，优必选科技人形事业部运控算法负责人葛利刚认为有以下几个原因：
第一，特斯拉、戴森等全球头部科技企业的入局，带动了人形机器人这波热潮；
第二，人形机器人一些技术成熟度已经较高，通用能力得到体现；
例如人形机器人的步态算法很重要，但是现在国内人形机器人团队花半年时间做硬件系统集成，花半年时间调试运控算法，一年时间就能将人形机器人硬件平台和行走功能初步调通。
第三，和人工智能技术的发展也有一定关系。
葛利刚指出，马斯克之所以会做人形机器人，其实也是看到了人形机器人关键技术的进步，诸如算力提升、核心元器件性能提升、人工智能技术进步等。
如今优必选的大型人形机器人已经在工厂中进行场景验证，他们认为，智能工厂中的搬运、分拣由于结构化程度高、可控性高，会是人形机器人最早、最可行的应用场景之一。
不过，葛利刚也指出，现在优必选人形机器人的三个目标场景是工业制造、商用服务、家庭陪伴。
虽然优必选还没有对外预估人形机器人多久能够在智能工厂实现落地，但葛利刚告诉我们，这个时间一定会很快到来。
宇树：半年做出人形机器人，已经有不少订单
作为国内四足机器人领域明星团队，宇树科技自2016年成立以来，一直强调自研，并在推动四足机器人在商用场景中的应用。
就在前不久，宇树科技刚刚发布了四足机器人Go 2，并加入了AI大模型，拥有了具身智能能力。
在本次WRC 2023上，宇树科技也发布了旗下首款人形机器人新品，并表示要在今年第四季度正式对外发售，售价将在9万美元以内（约65万元以内）。
宇树科技联合创始人陈立告诉我们，我们通用人形机器人H1是在今年2月立项、8月发布，第一代通用人形机器人H1研发只用了半年时间。
他表示，H1是国内第一款能跑的全尺寸通用人形机器人，也是全球同类规格中功率性能最高的机器人—— 自重47kg、最大关节扭矩 360N.m。
为什么宇树科技这么快就能做出通用人形机器人H1？
对此，陈立自信称，我们其实随时都可以做，因为我们四足机器人核心零部件诸如电机、减速器、编码器、电机驱动器、传感器、主控，甚至电池都是我们自己研发的，核心零部件完全自研。
“H1的关节电机、电控系统、控制算法等，都沿用或借鉴了很多我们积累的四足技术；控制算法层面，我们借鉴了四足机器人的控制技术，用了模型预测控制，例如将全身力控制（WBC）和模型预测控制（MPC）结合起来。”
四足机器人和人形机器人在技术上有很多相似之处，这成为宇树科技能够在半年内做出人形机器人的一个主要原因。
由于搭载了宇树内部开发的M107关节电机，机器人的动力性能强，运动灵活性、速度、续航包括负载能力都有显著提升。从官方披露的数据来看，和特斯拉人形机器人关节电机相比，M107 尺寸更小、更轻，动力性能更强劲。最大关节扭矩 360N.m，可支持机器人完成更复杂动作，适应不同地形和行走状态，但重量只有1.9公斤。
关于宇树科技的通用人形机器人，我们还发现了一个比较有意思的设计，它的电池支持热插拔，机身自带两块电池，一块没电后，可以拔下来用另一块供电，并将新的电池一并插入人形机器人身上。
而就为什么今年人形机器人会这么火这一问题，除了同样提到了马斯克进入人形机器人领域对行业带来的带动性，陈立告诉我们，其实还有两方面原因：
第一，国家开始重视人形机器人，发布了很多促进人形机器人发展的相关政策；
第二，大模型火爆，机器人是AI和大模型最好的载体，也带动了人形机器人的发展。
陈立指出，和大模型在其它产业中的应用不同，例如笔记本、手机，已经人手一台了，再做增量市场已经很难，但是机器人是一个相对空白的市场，一旦做起来，例如在工业场景中做起来的话，会有很大的增量市场空间。
“宇树其实想做的是通用机器人，AI驱动的通用机器人，只不过人形形态，目前来看是最简单最省事的通用机器人形态。公司产品目前最直接的落地场景还是工业领域，尤其是工厂，和马斯克的构想比较类似。”
关于人形机器人的量产和商用预期，陈立告诉我们，宇树现在已经拿到不少台人形机器人订单，甚至还有3台订单来自个人客户，预计第四季度可以实现百台级人形机器人量产。
而现在宇树科技的人形机器人，实际上也已经在某流水线工厂中进行实际场景验证。
追觅：更多产业力量加入，推动人形机器人商用
作为扫地机器人领域四小龙之一，追觅同样是在2021年涉足通用机器人领域，并在今年年初发不了四足机器人和人形机器人，彼时的人形机器人除了可以向人们挥挥手外，并没有太多展示。
不过，我们看到，这次在WRC 2023现场，追觅人形机器人已经能够在支架支撑下直立行走，并能够在现场为观众制作咖啡，一时也引起了不少关注。
实际上，机器人做咖啡已经不是什么新鲜事儿，猎豹早在2020年就已经发布了一款智咖大师，主打功能正是制作咖啡，而这几年，也有越来越多机器人咖啡师陆续出现在高级商超、酒店中。
那么，机械臂咖啡师和人形机器人咖啡师在技术实现难度上有怎样的差异？
追觅科技创新机器人业务产品总监刘宇龙告诉我们，二者之间其实有两方面不一样：
第一，场景泛用能力不同。
人形机器人的价值不只做咖啡这件事儿，现在人形机器人在我们现场做咖啡拉花，到其它场景中就可以去做其它事儿了，现在市面上几十万的机械臂咖啡师只能是在柜子里做咖啡，和什么都能干的人形机器人相比，显然后者价值更大。
第二，运动能力不同。
关在柜子里的机械臂咖啡师，整个空间是预设好的，轨迹是设计好的，只要保证0.1mm重复定位精度，就能做咖啡，还能拉花，但是对于人形机器人，当和人交互时，会在空间位置和运动轨迹上有不确定性，这就需要人形机器人加入诸如视觉智能、大模型，让它变得更智能。
而谈到为什么今年人形机器人会这么火，刘宇龙同样指出，这一波的热度很大程度上是被特斯拉带起来的。
不过，他认为，这其实是产业界对学术界技术的看法，而且马斯克作为产业界比较有影响力的人，确实也带动了整个机器人产业去做这件事儿。
一个产品真正要从实验室里走出来，需要产业界给很多关注，在这一两年之前，产业界认为一台人形机器人要几百万、上千万，这离商用是遥遥无期的。
像特斯拉将自动驾驶技术、将汽车制造能力应用到人形机器人，追觅则是在不同类型上积累、验证技术技术，比如扫地机器人、商用送餐机器人、泳池清洁机器人，以及人形机器人、四足机器人，实现技术复用。
特斯拉代表汽车制造，追觅则是代表更多应用场景，越来越多像我们这样的产业力量进到这个领域做人形机器人，则会更容易将人形机器人推向量产，甚至商用。
然而，即便是现在的人形机器人，在场馆中进行功能演示前，也还是需要进行现场调试，对此，刘宇龙解释称，由于技术的进步，现在的调试和之前的调试已经有了很大的不同。
之前人形机器人调试，更多是通过拖动示教和编程的方式，将机器人运动轨迹和运动预设的位置找准，更多工作是在机器人调参数；现在实现一定智能化的人形机器人则可以自己去学习，例如学习人的动作，学习周围环境，认识这个环境，进行这样更简单的调试。
至于什么时候能够进入家庭，刘宇龙认为人形机器人会在十年内走进家庭。
小米：二代人形机器人要全自研
小米是在2018年成立的小米机器人实验室，并在2021年对外发布了第一代机器人CyberDog，小米的人形机器人CyberOne则是在2022年8月正式对外发布。
小米前不久刚刚在8月14日的年度发布会上发布了第二代机器人CyberDog 2，不过并没有发布新款人形机器人产品。
不过，我们在WRC 2023上依然看到了小米人形机器人CyberOne。
据悉，这次展出的小米人形机器人依然是2022年发布的、小米花了6个月时间搭建的人形机器人，而新一代人形机器人还在研发中，暂时还未对外发布。
为什么人形机器人会在2023年如此火爆，小米认为会有以下几个方面原因：
首先，机器学习、大模型等人工智能技术的发展，以及芯片处理能力的提升，这让人形机器人有了更好的技术基础；
其次，马斯克通过将自动驾驶技术复用到人形机器人上，让人形机器人在技术可行性上有了很大的可能性和想象力。
据科技行者了解，虽然小米第一代人形机器人是基于MIT开源技术进行研发的，不过现在在研发的人形机器人已经是基于小米全自研技术。
至于为什么会做人形机器人，则会有以下几方面原因：
第一，更愿意与人形机器人交互，他更适合人类社会的交互场景；
第二，人形机器人更适合使用人类工具，完成相应的工作；
第三，做成人形机器人，更适合在人类生活场景中应用。
据悉，小米人形机器人未来会首先应用到自己的智能工厂中，现在也已经在小米智能工厂中进行场景验证。
钢铁侠：机器人要智能化，但改变格局的不会是大模型
钢铁侠科技成立于2015年，是国内最早研发人形机器人的团队之一。
在团队成立之初，钢铁侠科技两年研发了三代人形机器人，快速完成了产品体系搭建，在人形机器人控制器、操作系统、通信网络等关键技术上也进行了自研和技术突破，并参与了诸如宇航员人形机器人等多个国家级项目。
在这次WRC 2023上，钢铁侠科技并没有展出人形机器人，现场负责人告诉我们，钢铁侠科技新一代人形机器人正在进行一些技术升级，所以没有带来。据悉，钢铁侠科技人形机器人最新产品是第五代双足仿人机器人。
虽然我们没有在现场看到钢铁侠科技的人形机器人产品，但是我们在钢铁侠科技的展台看到了结合轮式和腿式两类技术的全地形四驱车雪豹，以及人形机器人相关产品介绍。
此前，钢铁侠科技CEO张锐曾向我们透露，钢铁侠科技人形机器人的早期外部采购硬件成本占比在40%左右，现在大约只占到30%左右。
而谈及如今最火的大模型，他也指出，大模型并不会对人形机器人产业带来什么颠覆性。
张锐认为，大模型要想在人形机器人上发挥出魔力，至少要满足一个基础条件：数学模型与物理模型之间的统一。
他认为，数学模型与物理模型之间的统一，这个问题直接限制了目前人形机器人大规模推广应用。
而基础材料科学构筑起的一道无形的壁垒，也将会成为未来人形机器人软硬件技术之间一道难以逾越的鸿沟。
小结
2023年，对于人形机器人团队来说是难得的盛世。
我们在WRC 2023现场看到了不下10个人形机器人团队。
看到了今年刚刚成立不到一个月的人形机器人公司——星动纪元的人形机器人大小两款“小星”，据称，这款人形机器人自去年在清华大学交叉信息研究院开始研发，也才刚刚一岁；
看到了浙江大学控制科学与工程学院的人形机器人悟空，现场展出的已经是浙大机器人团队的第四代仿人机器人，据悉，浙大研发人形机器人已经超过10年之久；
当然也看到了很多其它各式各样的人形机器人，从几个核心人形机器人团队专家分析来看，今年人形机器人之所会如此火爆，除了马斯克为行业带来的关注外，本质上在软硬件上会有两方面原因：
软件层面，有AGI、大模型这样的技术，为机器人能力泛化带来了强大的引擎和更多可能，我们发现，几乎所有人形机器人团队，或多或少都会关注或涉足AGI、大模型技术，这或将推动人形机器人向着智能化再进一步。
硬件层面则更为明显，我们看到越来越多人形机器人产品涌现出来，而这必然将反向推动人形机器人核心零部件迎来一波迭代升级。
我们能够看到的是，几乎每个研发人形机器人团队，都在做诸如控制器、减速器、伺服电机等一些核心零部件的自研，就在前不久的小米年度发布会上，雷军更是官宣，小米自研的最大扭矩12N.m的微电机单个499元对外售卖。
与此同时，也有越来越多人形机器人团队开始进行商业化探索，甚至提出了激进的量产计划。
值得注意的是，2023年的人形机器人还不完美，人形机器人产业必然还会经历几波跌宕起伏，但人形机器人必然会因为这波热情和繁荣，向前迈进一大步。
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