人形机器人的昨天、今天与明天

人形机器人——这个赛博朋克式的人类*幻想，正从实验室中走出，并且逐步走向市场。能自主思考、决策、行动的具身智能机器人，被认为是大模型的*落地场景，人形机器人为企业解决劳动力短缺的问题似乎也变得可行。为什么人们如此热衷人形机器人？有研究人员认为，一方面是来自于文化的驱动，另一方面是技术的牵引。

今天就让我们一起来看看人形机器人的故事。

人形机器人发展简史

回看人形机器人的发展过程，公元前四世纪，古希腊哲学家亚里士多德曾想象过机器人的用处；三国鼎立时期，诸葛亮成功创造出“木牛流马”，用来运送军用物资，这都为机器人的发展埋下了伏笔。

在接下来的几百年里，机器人逐渐拟人化、具象化，如同达尔文的物种起源，人形机器人也逐渐进化。

文艺复兴时期

意大利画家、科学家达·芬奇在手稿中绘制了西方文明世界的*款人形机器人，并赋予机器人木头、皮革和金属的外壳，通过驱动装置，机器人可以挥舞胳膊、可以坐或者站立。

1920年

捷克作家卡雷尔·凯佩克（Karel Capek）在科幻剧本《罗萨姆的*机器人》中，将捷克语“Robota”写成了“Robot”，被当作“机器人”一词的起源。

1927年

美国西屋公司工程师温兹利制造了*个机器人“Televox”，装有无线电发报机，但这款机器人不能走动。

1963年

NASA耗资17.5万美金，造出两个“机动多关节假人（Power Driven Articulated Dummy，PDAD）”的机器人，能模拟出35种基本的人类动作，以便帮助工程师改良宇航服。

1967年

在“仿人机器人之父”加藤一郎的带领下，早稻田大学启动了人形机器人项目，并于1972年研发出世界上*款全尺寸人形智能机器人WABOT-1，能够执行搬运物体等任务，如同一岁半的婴儿。

1986年

本田开发出双足机器人EO, 随后相继推出双足机器人E系列、仿真机器人P系列。

2000年

仿真机器人P4——也被称为ASIMO（阿西莫夫）——问世。

站不直的人形机器人

2021年，特斯拉在AI Day的一段“机械舞”，成功引起了人们对Tesla Bot（特斯拉人形双足机器人）的关注。马斯克发文称：“我们已经制造了带轮子的机器人（特斯拉汽车），所以现在我们几乎拥有所有制造人形机器人所需的零件。”

Tesla Bot的提出，导致国内人形机器人市场掀起了一场“龙卷风”。因为汽车与人形机器人存在一些相通的地方，譬如二者都带有摄像头，汽车通过采集到的数据用于人工智能训练，再赋能于汽车，同样人形机器人通过采集生活中的数据，再反作用于人形机器人的发展。因此汽车企业首先成为人形机器人的主力军。例如小米在2022年发布了CyberOne（铁大），小鹏汽车2023年发布了*人形机器人——PX5。

另外也有越来越多的科技企业涌入人形机器人这一赛道。为何要做人形机器人？

宇树科技联合创始人陈立表示，是顺势而为。一方面，人形机器人和四足机器人的底层技术架构、知识储备相似度非常高，宇树在四足机器狗领域一直处于全球*的*梯队，从四足做到人形机器人难度会小很多；另一方面是底层的驱动，去年通用人工智能和大模型快速发展，这对未来科技的推动具有里程碑的意义，由于PC及智能终端市场逐步趋于饱和，通用人形机器人将成为未来通用人工智能*的落地载体。

陈立对此进行了进一步解释，在AI大模型时代，模仿学习和强化学习加持下人形机器人会比传统协作机器人更加具备通用性。“人形机器人可以匹配人类世界对通用机器人的需求。”

因此，在技术齿轮的转动下，人形机器人变成新突破口、新载体。

人形机器人在各个发展时期，都致力于在“仿人特征”上有一些突破。尽管有的人形机器人穿上衣服可以达到“以假乱真”的程度，但仔细观察就不难发现，几乎所有的人形机器人，其膝盖都呈现弯曲状态。

机器人腿部并不是不可以伸直，但伸直后会不可避免地出现两种情况：一是脚踝只能以腿长为半径的圆弧移动，关节可达空间变小；二是膝伸直后垂直腿方向受载性能极差，但沿腿方向受载能力倍增。通俗一点，就是我们常说的“膝盖不会打弯”，这种姿势出现在人身上或许有些滑稽，但在机器人身上却是非常棘手的问题。

从机器人的运动控制角度来看，采用弯膝行走方式相较于直膝行走能够提供更好的运动控制能力。在面对起伏不平的路面时，采用弯膝行走方式的机器人腿部仍然具备伸直的余量，从而确保行走过程中的稳定性和平衡性。此外，采用弯膝行走方式的机器人重心更低、更稳，这进一步增强了其平衡控制能力。

因此，膝盖弯曲的设计能够确保机器人的姿态非奇异，从而优化其控制性能。在行走过程中，这种设计也有助于机器人保持更加稳定的步伐，提高其运动表现。

目前比较热门的人形机器人有宇树科技的Unitree H1，是国内*台能跑的全尺寸通用人形机器人，拥有稳定的步态和高度灵活的动作能力，能在复杂地形和环境中自主行走和奔跑，还能后空翻以及跳“科目三”；麻省理工学院研发的人形机器人能执行跳跃、后空翻等复杂动作。

人形机器人能走多久？

2024年会成为人形机器人的元年吗？

对此，陈立坦言称：“如果以无论是创业公司，还是大公司参与到人形机器人赛道去定义，2024年作为元年是没有问题的。如果以人形机器人应用为标准，2024年作为元年还是有待商榷的，因为人形机器人应用还没有那么快。”

据国际机器人协会预测，2021年至2030年，全球人形机器人市场规模年复合增长率将高达71%。中国电子学会数据显示，到2030年，我国人形机器人市场规模有望达到8700亿元。

但能否实现既定目标，还需要人形机器人找到“买单者”。除此之外，人形机器人作为高门槛行业，还亟需解决核心技术、降低成本和阶段性人才短缺的问题。

面对接下来或将出现的一波入局热，陈立说，“所有的产品都会经历在时机成熟时，涌入很多企业，形成百花齐放百家争鸣的阶段。人形机器人也不例外，但这是一件好事情，可以形成充分竞争，更好地推动产品研发、产品定义、产品推广和销售。”

随着产业的持续火爆，近期人形机器人交流会议密集召开，人形机器人正处在从实验室走向市场的关键窗口期。国内外产业巨头纷纷加码布局，技术水平不断突破，应用场景持续拓展。我们有理由相信，展望未来，人形机器人将深刻改变人类生活和生产方式，推动社会生产力跃升到新台阶。

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