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競速“人形機器人”萬億級新賽道

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-06 23:43:01 來源:新華社

人形機器人母平台“天工”在北京發布(2024 年 4 月 27 日攝)郭宇靖攝

“從1969年第一代人形機器人問世至今55年來,沒有任何時刻比今天更接近夢想成真。人形機器人的iPhone時刻已經來臨。”在北京具身智能機器人創新中心總經理熊友軍看來,近一兩年行業進化超過了以前很多年的發展。

2024年4月,我國自主研發的通用人形機器人“天工”在北京經濟技術開發區首次亮相。身高163厘米,體重43公斤,可以負載5公斤重物,奔跑速度達6公裏/小時,能在盲視狀態下通過障礙物……“天工”突破性地實現了純電驅動的全尺寸人形機器人擬人奔跑。

7月,在上海召開的2024世界人工智能大會上,25款人形機器人排成“先鋒陣列”展現全球具身智能的最新成果,全球首款通用人形機器人開源公版機“青龍”驚豔亮相。

自從人工智能大模型讓機器人有了大腦,具備與外界“溝通”的能力,迅速點燃了一度沉寂的市場熱情,人形機器人有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車後的顛覆性產品,成為當今世界科技前沿領域必爭之地。高盛預測,到2035年,人形機器人市場規模有望達到1540億美元。

在這萬億級賽道上,中國與其他國家同步開跑。

2023年11月,工業和信息化部發布《人形機器人創新發展指導意見》,提出到2025年,我國人形機器人創新體係初步建立,“大腦、小腦、肢體”等一批關鍵技術取得突破,確保核心部組件安全有效供給。

就是在這個月,國內首家瞄準人形機器人核心技術、產品研發和應用生態建設的創新中心——北京具身智能機器人創新中心在北京經濟技術開發區成立,拉開了北京、上海、廣東等創新資源富集地區在這一新賽道領跑的序幕。

2024年以來,浙江、山東、安徽、四川等製造大省快速跟進,多地成立集產學研用於一體的創新中心,發揮技術攻堅、本體集成和應用示範場景儲備的比較優勢,加快鍛長板、補短板。從核心零部件國產替代到“天工”“青龍”橫空出世,從會說四川方言的“誇父”到創下兩個月開發速度之最的“行者泰山”,中國發布整機產品的企業數量已超過20家。

盡管人形機器人產業尚處於底部向半山腰爬坡的狀態,距離形成規模化商業應用仍需時日,但這個集新技術、新材料、高端製造於一身的新產業,貢獻了觀察中國產業向高端升級的獨特視角:從cong底di層ceng技ji術shu攻gong關guan到dao核he心xin技ji術shu自zi主zhu研yan發fa,從cong建jian立li創chuang新xin中zhong心xin整zheng合he資zi源yuan到dao搭da建jian開kai源yuan平ping台tai共gong享xiang成cheng果guo,從cong培pei養yang細xi分fen市shi場chang隱yin形xing冠guan軍jun到dao搭da建jian本ben土tu產chan業ye鏈lian零ling部bu件jian供gong應ying體ti係xi,從cong前qian瞻zhan產chan業ye政zheng策ce到dao創chuang新xin生sheng態tai互hu促cu,科ke技ji創chuang新xin、政策引導、市場活力“鐵三角”推動產業快速起跑,與全球企業競速萬億級新賽道。

而人形機器人為代表的未來產業突圍之路,正是中國產業快速躍升,塑造全球競爭新優勢的必經之路。

翻越技術壁壘這座高山

整潔的車間裏,工業機器人正在進行行星齒輪減速機、伺服控製器與通信接口模塊的精密組裝……在位於上海閔行區馬橋鎮人工智能創新試驗區的達闥機器人5G智能工廠,最快隻需100秒,集通信、計算、傳感於一體的機器人智能柔性關節便自動裝配完成。

“得益於‘5G+工業互聯網’、數字孿生等智能技術的加持,工廠可同時生產超過10個不同型號的人形機器人關節,通過大批量自動化生產,降低了人形機器人行業進入門檻。”工廠負責人介紹。

即ji便bian如ru此ci,人ren形xing機ji器qi人ren落luo地di,短duan期qi內nei更geng大da的de挑tiao戰zhan仍reng來lai源yuan於yu硬ying件jian,尤you其qi是shi需xu要yao高gao端duan製zhi造zao支zhi撐cheng的de核he心xin零ling部bu件jian。小xiao米mi機ji器qi人ren團tuan隊dui負fu責ze人ren告gao訴su記ji者zhe,“目前(人形機器人)上肢精度大約在厘米級,與0.01毫米的工業精度差距還非常大。如果達到工業精度,數據收集效率會大大提升。”

製造精度已成為我國高端製造必須攻克的堡壘。這個短板怎麼快速補齊?

以yi對dui機ji器qi人ren運yun動dong精jing度du起qi到dao決jue定ding性xing作zuo用yong的de精jing密mi減jian速su機ji為wei例li,北bei京jing智zhi同tong精jing密mi傳chuan動dong科ke技ji有you限xian責ze任ren公gong司si首shou席xi科ke學xue家jia張zhang躍yue明ming告gao訴su記ji者zhe,機ji器qi人ren運yun動dong的de核he心xin部bu件jian是shi“關節”,關節由精密減速機構成,其作用是傳導伺服電機的動力,調整速度和扭矩,這一部件中技術壁壘較高,過去國產工業機器人市場約75%的精密減速機被日本企業壟斷。

因(yin)為(wei)技(ji)術(shu)壁(bi)壘(lei)高(gao),國(guo)內(nei)的(de)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)用(yong)減(jian)速(su)機(ji)製(zhi)造(zao)商(shang)一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)逆(ni)向(xiang)測(ce)繪(hui)仿(fang)製(zhi)技(ji)術(shu)路(lu)線(xian),產(chan)品(pin)精(jing)度(du)與(yu)耐(nai)用(yong)度(du)不(bu)足(zu)。智(zhi)同(tong)科(ke)技(ji)走(zou)了(le)一(yi)條(tiao)從(cong)源(yuan)頭(tou)理(li)論(lun)創(chuang)新(xin)出(chu)發(fa),通(tong)過(guo)正(zheng)向(xiang)設(she)計(ji)方(fang)法(fa)的(de)路(lu)徑(jing)。2015年,智同科技成立,年底與北京工業大學合作開展“產、學、研、用”一體化深度合作,2020年成立“北京智同工大智能傳動技術研究院”,累計投入8億元,研究開發及生產工業機器人關節用高精密CRV減速機和人形機器人用新型擺線精密減速機。

從零起步,從對齒輪傳動的基礎理論研究,到齒輪材料、熱處理,再到零部件設計,不斷試錯、糾錯,最終全麵掌握了高精密擺線減速機的設計原理,掌握了相關產品設計及製造工藝關鍵技術。

zhangyuemingshuo,hexinjishuzizhukekongcainengzhenzhengshixianjinkoutidai,tianbuguoneikongbai。muqianqiyerenxingjiqirenjingmijiansujidejingdujishiyongshoumingdenghexinxingnengzhibiaojundadaoguojilingxianshuiping。

自主研發正在成為破解關鍵零部件“卡脖子”的“標配”。這也體現在人形機器人核心感知部件傳感器上。與用於汽車、工業環境等不同,人形機器人需要嗅覺等特種傳感器,要求小型化、精密化,商業化還有低成本、批pi量liang化hua的de需xu求qiu。寧ning波bo均jun普pu人ren工gong智zhi能neng與yu人ren形xing機ji器qi人ren研yan究jiu院yuan院yuan長chang郭guo繼ji舜shun告gao訴su記ji者zhe,通tong過guo自zi主zhu研yan發fa以yi及ji與yu合he作zuo夥huo伴ban的de聯lian合he研yan發fa,均jun普pu智zhi能neng製zhi造zao股gu份fen有you限xian公gong司si形xing成cheng一yi係xi列lie人ren形xing機ji器qi人ren用yong關guan鍵jian傳chuan感gan器qi套tao件jian的de研yan發fa生sheng產chan能neng力li。麵mian向xiang特te種zhong傳chuan感gan器qi需xu求qiu,研yan發fa了le六liu維wei力li傳chuan感gan器qi、機器人嗅覺傳感器等。其中,較為昂貴的六維力傳感器、高精度IMU、duoguangpuchuanganqideng,zhenduirenxingjiqirenjinxingyouzhenduixingdeshejihejiangben,manzudaguimopiliangyingyongxuqiu。zaiyeneizhuanjiakanlai,chuanganqiyeshizhongguogongyexiandaihua、智能化的基礎,亟需市場需求推動高端傳感器的研發製造。

包(bao)括(kuo)優(you)必(bi)選(xuan)在(zai)內(nei)的(de)一(yi)些(xie)國(guo)內(nei)公(gong)司(si)正(zheng)通(tong)過(guo)自(zi)研(yan)機(ji)器(qi)人(ren)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)應(ying)用(yong)框(kuang)架(jia),打(da)破(po)國(guo)外(wai)係(xi)統(tong)的(de)壟(long)斷(duan),加(jia)快(kuai)實(shi)現(xian)真(zhen)正(zheng)的(de)自(zi)主(zhu)可(ke)控(kong),進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)升(sheng)係(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)性(xing)、穩定性和可靠性。優必選科技副總裁、研究院執行院長焦繼超說,中國有足夠大的市場規模,還有全球最好的工業供應鏈,非常利於高性價比產品的規模化生產。

除了企業為主體的創新突圍,工業大省、製造強市也跑步入列人形機器人產業,大幅拓展著產業腹地。

2024年3月yue,浙zhe江jiang在zai寧ning波bo成cheng立li了le浙zhe江jiang人ren形xing機ji器qi人ren創chuang新xin中zhong心xin,重zhong點dian開kai展zhan人ren形xing機ji器qi人ren智zhi能neng感gan控kong技ji術shu研yan究jiu和he整zheng機ji係xi統tong研yan發fa。寧ning波bo是shi國guo內nei少shao有you機ji器qi人ren減jian速su機ji、控製器、伺服電機“三大件”都有布局的城市,在人形機器人關鍵零部件供應上具有先發優勢。

杭州明確提出對智能機器人“大腦”“小腦”建設、核心零部件和整機製造關鍵技術攻關等方向提供政策和資金支持;規劃到2026年,智能機器人全產業鏈工業產值突破500億元,實現整機新產品50項,其中達到產業化水平的人形機器人整機產品不少於3項。

在山東,人形機器人“行者泰山”以7.2公裏/小時的速度穩定奔跑,達到了國內領先水平,並創下了業界人形機器人兩個月時間的開發速度之最。

為支持培育壯大人形機器人產業,山東對人形機器人整機生產企業最高給予800萬元獎勵,對人形機器人核心零部件配套生產企業擇優給予最高300萬元獎補。

安徽圍繞人形機器人“大腦-小腦-肢體-測評”全方位全鏈條技術布局,近期安徽省人形機器人重點實驗室、安徽省人形機器人產業創新中心兩大省級平台獲批成立。

在四川,“人形機器人關鍵技術研發與應用示範”等首批7個省人工智能科技重大專項已於今年3月啟動。四川本地人形機器人——會說方言的“誇父”日前已作為“文明交通勸導員”出現在綿陽鬧市街頭。

目前,我國發布整機產品的企業數量超過20家jia,遠yuan多duo於yu國guo外wai企qi業ye數shu量liang。賽sai迪di智zhi庫ku未wei來lai產chan業ye研yan究jiu中zhong心xin人ren工gong智zhi能neng研yan究jiu室shi主zhu任ren鍾zhong新xin龍long認ren為wei,中zhong國guo在zai人ren形xing機ji器qi人ren市shi場chang占zhan據ju了le與yu發fa達da國guo家jia基ji本ben一yi致zhi的de先xian發fa優you勢shi,在zai專zhuan利li布bu局ju上shang居ju於yu全quan球qiu第di一yi梯ti隊dui,形xing成cheng了le一yi批pi擁yong有you自zi主zhu知zhi識shi產chan權quan和he核he心xin技ji術shu的de企qi業ye。中zhong國guo人ren形xing機ji器qi人ren產chan業ye正zheng在zai形xing成cheng競jing爭zheng優you勢shi,產chan業ye規gui模mo持chi續xu壯zhuang大da,諧xie波bo減jian速su機ji、二維減速機等核心零部件進入國際頭部企業的供應體係;服務和特種機器人不僅在物流、醫療、建築等領域實現規模化應用,在空間探索、應急救援、公共安全等方麵也發揮著重要作用。

跑起來仍存挑戰

踏ta著zhe小xiao碎sui步bu,人ren形xing機ji器qi人ren來lai到dao汽qi車che車che身shen一yi側ce,檢jian查zha前qian後hou車che門men鎖suo扣kou質zhi量liang,隨sui後hou手shou臂bi伸shen進jin車che身shen,手shou指zhi頭tou捏nie住zhu安an全quan帶dai向xiang下xia拉la,檢jian測ce安an全quan帶dai功gong能neng,檢jian測ce結jie果guo實shi時shi上shang傳chuan至zhi工gong廠chang智zhi能neng製zhi造zao管guan理li係xi統tong。近jin日ri,優you必bi選xuan工gong業ye人ren形xing機ji器qi人ren進jin入ru安an徽hui合he肥fei蔚wei來lai工gong廠chang總zong裝zhuang車che間jian實shi訓xun,與yu人ren類lei協xie作zuo完wan成cheng質zhi量liang檢jian測ce。

“人形機器人走出實驗室,來到真實的汽車製造環境中,通過收集流水線上的場景數據,了解企業生產需求,完成自我迭代升級,為正式‘上崗’做準備。”焦繼超說。

工(gong)業(ye)場(chang)景(jing)正(zheng)在(zai)成(cheng)為(wei)人(ren)形(xing)機(ji)器(qi)人(ren)企(qi)業(ye)率(lv)先(xian)瞄(miao)準(zhun)的(de)突(tu)破(po)點(dian),取(qu)代(dai)隻(zhi)能(neng)執(zhi)行(xing)固(gu)定(ding)流(liu)程(cheng)任(ren)務(wu)的(de)傳(chuan)統(tong)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)。人(ren)形(xing)機(ji)器(qi)人(ren)進(jin)了(le)工(gong)廠(chang),離(li)進(jin)入(ru)千(qian)家(jia)萬(wan)戶(hu)還(hai)遠(yuan)嗎(ma)?

以製造技術的發展來看,遠沒有那麼快。張躍明說,很多時候人形機器人走路“晃來晃去”,就是由於製造技術精度不夠、剛性不足導致的,這樣的“具身結構”,某種程度反映了製造業的整體能力。

當前,人形機器人正處於從實驗室邁向產業化的關鍵節點,作為機器人領域中複雜度最高的產品,其發展仍麵臨不少挑戰。

首先,在關鍵部件領域,與國際頂尖水平仍存在差距。

高精度伺服電機、精密減速機的功率密度、產品壽命、可靠性仍有較大提升空間。

zhangyuemingyijiansujiweilishuo,zhizaoguochengfanfuqiejingmi,duizhizaogongyiyijicailiaodengyaoqiugao,haiyouxingjiabidekaoliang。weilaisuizheguoneijishuzhubutupo,tongshidiejiawoguojingmijiansujishichangzhengtichuyugongbuyingqiudezhuangtai,jingmijiansujiguochantidaidayoukewei,guochantidaijinchengyouwangjiasu。

浙江人形機器人創新中心主任、浙(zhe)江(jiang)大(da)學(xue)教(jiao)授(shou)熊(xiong)蓉(rong)認(ren)為(wei),以(yi)計(ji)算(suan)控(kong)製(zhi)器(qi)來(lai)看(kan),小(xiao)體(ti)積(ji)下(xia)大(da)算(suan)力(li)的(de)能(neng)力(li)差(cha)距(ju)顯(xian)著(zhu),體(ti)現(xian)為(wei)國(guo)產(chan)芯(xin)片(pian)的(de)算(suan)力(li)和(he)集(ji)成(cheng)度(du)與(yu)國(guo)際(ji)先(xian)進(jin)水(shui)平(ping)還(hai)有(you)差(cha)距(ju)。雙(shuang)足(zu)仿(fang)人(ren)機(ji)器(qi)人(ren)關(guan)節(jie)運(yun)動(dong)特(te)點(dian)和(he)人(ren)類(lei)類(lei)似(si),如(ru)運(yun)動(dong)速(su)度(du)快(kuai)、機動性能好、步幅和步頻變化快等,這些運動特點都要求驅動器具有高功率密度、高響應性、高能量利用效率和耐衝擊性等特性。目前國內替代廠家處於初創期,還沒有大電流的產品,產品質量有待驗證。“我們也在跟企業提更高的要求,希望下一步能夠國產替代。”

具身感知使用的高端傳感器性能與國外存在差距。

目前一些企業已研發推出可量產的人形機器人用激光雷達傳感器、超寬光譜相機等,且表現出較為優異的性能,“但整體來說,在傳感器精度和耐久性上,與國際先進產品比,還有一定差距”,熊蓉說。

整體看,傳感器麵臨核心技術缺乏、產業規模小等問題,國產傳感器性能指標穩定性、可靠性距離國外競品仍存在1~2個數量級差距。

其次,我國整機創新活躍,但缺乏“從0到1”創新。張躍明認為,國內研發熱情非常高,進步也很快,但是在原創技術上,產業往往善於做“從1到100”的開發,而難以“從0到1”創新。

國家地方共建人形機器人創新中心首席科學家江磊將挑戰總結為“一高五難”,即硬件門檻高、軟件算法難、軟硬解耦難、知識積累難、人才聚集難與安全應用難。“雖然人形機器人是非常熱的話題,但行業仍需要‘冷思考’。”他說。

合力破解複雜工業難題

ruhepojiefuzagongyenanti,tuidongrenxingjiqirenchanyegaozhiliangfazhan?muqian,woguoduodimijifali,congjianlichuangxinzhongxinzhenghechanyelian,daodajiankaiyuanpingtaigongxiangchengguo,zaidaojizhonggongguandicengjishu,duogehuanjiejiasufali,peiyuxingchengxinzhishengchanli。

——國家和地方共建創新中心,整合行業資源。

我國多地加快構建人形機器人技術研發力量,北京、上海、廣東等地陸續布局了人形機器人創新中心,加快相關核心技術突破。“這是破解人形機器人發展難題的良方。”江磊認為。

北京具身智能機器人創新中心聚焦具身智能機器人關鍵共性技術研發和生態建設,圍繞“天工”和“開物”兩大核心任務開展攻堅,並致力於成為具身智能領域的行業資源組織者、產業發展培育者、落地應用推動者。

“創新中心獲得了優必選等股東單位600yuxiangzhishichanquanshouquan,jiangzhengheshangxiayouziyuan,miaozhunjujiaoyurenxingjiqirenhexinjishuyanfaheshengtaijianshe,lianhexingyeliliangjizhonggongguan,jiangchengguozaifunengzhenggexingye。”熊友軍說,創新中心將發揮創新攻堅牽引作用,形成快速響應企業需求的樣機研發、檢驗測試、精密加工、批量製造等服務能力。

xiongrongjieshao,zhejiangrenxingjiqirenchuangxinzhongxinzhuanzhuyanfazhengjihedaxiaonao,tongguozhengjidaidongshangyouxingchenggongyingliantixi,yidaxiaonaodenenglifunengxiayou,zaipeihekaifaruanjian、工具鏈等推動下遊的應用。

——搭建開源平台,讓企業唱戲。

“相比國外,目前我國人形機器人企業體量較小,這樣的行業格局雖然有利於百花齊放、百家爭鳴,但也容易造成重複競爭。”熊友軍說,借助創新中心等平台,將共性的突破性成果開放開源給行業,搭台唱戲,有利於行業整體快速發展。

江jiang磊lei認ren為wei,在zai人ren形xing機ji器qi人ren領ling域yu,開kai源yuan能neng夠gou加jia速su技ji術shu的de發fa展zhan和he應ying用yong,通tong過guo集ji結jie全quan球qiu的de智zhi慧hui和he資zi源yuan,快kuai速su迭die代dai和he優you化hua機ji器qi人ren的de設she計ji和he功gong能neng,有you助zhu於yu解jie決jue技ji術shu難nan題ti,推tui動dong人ren形xing機ji器qi人ren在zai性xing能neng、智能和適應性上突破。

——多鏈條融合,加強底層技術攻關。

zaibeijingjingjijishukaifaqu,renxingjiqirenyijingchengweizhongdianfazhandeweilaichanyezhiyi。beijingjingjijishukaifaqujiqirenhezhinengzhizaochanyejufujuchangmaningbiaoshi,jiangyituoyizhuangjiqirenchanyeyuan,zhenghexinchuangruanyingronghe、自駕監管沙盒、多元產業複合優勢,推進先進本體、運動控製、具身智能數據集、垂直大模型、算力底座、軟件係統等集群融合發展。

——培養細分市場隱形冠軍,搭建本土產業鏈零部件供應體係。

北京具身智能機器人創新中心聚焦控製係統、伺服電機、減速機等核心零部件領域,支持企業從一個關節、一個減速機入手精耕細作,培育一批細分市場隱形冠軍、專精特新“小巨人”、製造業“單項冠軍”、“獨角獸”企業,強力做好本土產業鏈零部件供應體係。中心與清華、北大、北航、哈工大等知名高校合作,聯合開展共性關鍵技術、關鍵零部件、係統集成等方麵協同攻關,組建高質量專利池,形成聯合防禦、風險分擔、開放共享的知識產權協同運用機製。

中國人形機器人站在傳統工業機器人產業的肩膀上,也正在反哺傳統機器人產業不斷進步。控製器、傳感器等硬件降本明顯並應用於傳統機器人,大語言模型、圖像擴散模型等人工智能模型技術也開始在國產工業機器人上出現。“隨著不斷積累、迭代和優化,我們有信心和全球人形機器人產業一起加速奔跑,實現超越。”焦繼超說。

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