人形机器人何必困于“人形”，场景决定形态
2024年5月29日 来源：工控网 浏览 48 次 评论（0）
从年初到现在，人形机器人经常霸榜热点头条，成为科技圈内热议的话题之一。
5月13日，宇树科技发布Unitree G1人形智能体，售价9.9万元起，并于京东店铺上架。相较于其他人形机器人动辄数十万元或上百万元的售价，有网友称Unitree G1把人形机器人的高价“打”下来了。5月初，特斯拉发布了其二代擎天柱人形机器在自家工厂“打工”的视频，展示了擎天柱机器人在电池工厂分装电池的场景。4月底，北京人形机器人创新中心发布全球首个纯电驱拟人奔跑的全尺寸人行机器人“天工”，它能够以6公里/小时的速度稳定奔跑。此前，我们在“大学生不爱进的工厂，‘他们’居然去‘打工’了”一文中，也对人形机器人在工业制造领域的应用场景进行探索。其中，国内人形机器人Walker S在新能源汽车工厂流水线上协助人类完成汽车装配及质量检查作业的视频，引发关注。除此之外，达闼XR—4、小鹏PX5、智元远征A1、傅利叶GR—1、星动纪元“小星”、逐际动力CL—1、小米CyberOne……国内玩家推出各种人形机器人接踵而至。
当下，人形机器人正处于从实验室迈向产业化的关键节点，无论是技术革新还是投融资层面，人形机器人相关赛道的热度不减，2024年有望成为人形机器人量产元年。今年4月，首届中国人形机器人产业大会发布《人形机器人产业研究报告》预测，2024年，中国人形机器人市场规模约27.6亿元；2026年达104.71亿元；到2029年，将达750亿元，占世界总量的32.7％；而到2035年，市场规模更有望达3000亿元。业界对人形机器人的前景有着更加乐观的预期，特别是政策方面，亦显示出更加积极的信号。例如，2023年10月，工业和信息化部发布的《人形机器人创新发展指导意见》中，中国政府提出了到2025年初步建立人形机器人创新体系并实现批量生产的目标。到2027年，期望人形机器人的技术创新能力得到显著提升，产业规模化发展加速，应用场景更加多样化。
人形机器人大火，我们该关注
“人形”造型，还是机器人自身功能？
人形机器人，指的是外观和运动方式与人相似的智能机器人，他们通常具有与人类相似的身体结构，包括头、躯干、四肢，能够使用双足行走，能够用手执行多种操作，且具备一定的认知和决策能力。从今年多个厂家公布的人形机器人使用场景来看，智能制造，尤其是汽车制造领域有望是是人形机器人率先落地的领域。它们可被用于装配和组装、搬运和物流、协作生产、质量检测、设备维护和巡检等。那么问题来了，如果人形机器人的作用是替代重复性高、危险或脏乱的工作任务，那么为什么一定要研发出“人形”的机器人呢？那么多的自动化设备，例如AGV小车加上机械臂也能胜任，可协助人类工作的同时也能完成移动的需求。并且，不同于普通的工业机器人，人形机器人在结构设计、硬件构成、控制算法、核心性能要求以及零部件选择、成本控制等多个方面存在很大的差异。在技术层面，人形机器人需要集成复杂的感知能力，如视觉、听觉、触觉等，以模拟人类的感知系统；同时对AI算法需求更高，需要具备高级的决策能力和学习能力，以实现人类般的智能行为；此外，对控制算法更加复杂，需要实现复杂的动作控制算法，如平衡、步行、手部精细动作等。其次，在行动方面，人形机器人需要在各种环境中自如移动和执行任务，如何保证人形机器人长时间地续航能力，又要保证人形机器人的轻便性和灵活性，这对内置的电池系统提出一大挑战。最后，在造价方面也存很大差距。由于人形机器人的复杂设计和高端硬件需求，制造成本相对较高，需要更多的投入在研发和制造上。普通工业机器人通常更注重成本效益，需要在保证性能的前提下控制制造成本，以提高生产效率和竞争力。复杂精密，造价成本又高，如果机器人的价值在于帮助人类完成各种难以完成的复杂或繁琐的工作任务，像不像人，实际上并非重要的事情，实用就行。
业界专家分析，将机器人做成人的形态主要有两个原因：1，物理世界中大多数工作环境、设施与工具都是针对人类的体型设计的。设计成人类体型的机器人具备最好的通用性，可快速适用于各种场景。2.在研发基于人形机器人的AGI（通用人工智能）时，可以使用人类的视频数据用于训练，提高训练效率。
当前，人形机器人的发展仍属于“身体”领先“大脑”的阶段。“身体”指的是人形机器人的硬件设备，“大脑”指的是机器人的软件算法。人形机器人发展多年仍难以商业化的主要原因就在于缺少通用智能以支持其在跨场景下的应用，发挥人形态的优势。人形机器人最终的目标是成为通用型机器人，可以适应不同环境、执行不同任务，且不需要单独为其搭建场地和工具，适用的场景更多，但这也需要人工智能、高端制造、新材料等技术的共同进步才能实现。尽管人工智能时代，AI技术的发展使得人形机器人获得质的飞跃。庞大的研发成本和商业化落地等难题使得不少机器人企业也曾陷入困境。例如，Pepper、ASIMO、Atlas等作为行业先驱，或告别市场，或找不到合适的应用场景。由此看来，对于人形机器人是否一定要人形化，最终还是要回归到具体的使用场景中去。首先，智能制造的关键在于提高生产效率和质量，而不是模仿人类外形。在工业生产线上，机器人的任务通常是执行重复性、精准度高的动作，如装配、焊接等，这些任务并不要求机器人具备人类外形。相反，根据具体任务的需求设计出更为紧凑、高效的机器人结构可能更有利于提高生产效率和降低成本。其次，智能制造中的机器人设计应该以安全性和操作效率为优先考虑。在工业生产环境中，机器人需要与各种设备和工具配合，而人形设计可能并不总是最适合这些工作场景。通过设计更为符合工作需求的机器人外形和结构，可以提高机器人在工业生产线上的安全性和操作效率，减少潜在的风险和故障发生。另外，智能制造中的机器人设计也可以借鉴自然界的形态，创造出更为高效和适应性强的机器人。例如，仿生学中的蜘蛛型机器人可以模拟蜘蛛的运动方式，在狭窄空间中展现出更好的灵活性和适应性，从而提高生产线上的操作效率和灵活性。总的来说，在工业智能制造场景中，机器人的设计应该以功能性和效率为重点，而非一味追求人形化。灵活的设计理念可以为工业智能制造带来更多创新和优势，提高生产效率和质量，降低成本和风险。因此，智能制造场景中的人形机器人并不必须坚持“人形”设计，而应根据具体的生产需求选择最适合的机器人外形和结构，以实现更高效的智能制造。
