摘要：人形机器人是当今世界科技领域最具潜力和前景的产业之一。随着科技的不断进步和人工智能技术的快速发展，人形机器人作为未来产业的新赛道和经济增长的新引擎，将深刻变革人类生产生活方式，重塑全球产业发展格局。
人形机器人是当今世界科技领域最具潜力和前景的产业之一。随着科技的不断进步和人工智能技术的快速发展，人形机器人作为未来产业的新赛道和经济增长的新引擎，将深刻变革人类生产生活方式，重塑全球产业发展格局。
01人形机器人的“L0~L5”
人形机器人是外观和人类相似的智能机器人。按照智能化程度，人形机器人有L0~L5 六个层级。目前，人形机器人正从L3 向L4 过渡。
➢ L0：机器人只能依靠人类指令实现结构驱动，没有任何的智能化设计；
➢ L1：机器人可以驱动关节实现拖拽、录制、回放等功能；
➢ L2：在算法的驱动下规划运动轨迹和路径，完成特定动作；
➢ L3：具备感知能力，利用传感器获取环境信息，能够自主识别、理解和反馈预设动作；
➢ L4：具备一定认知，能够通过观察、测量、预设等方式自主推理，完成任务，不需要人的频繁干预；
➢ L5：完全具备人类的思维和创造力，能够自主判断，做出决策并执行复杂的任务。
02人形机器人发展主要里程碑
1. 1920年代后期，美国通用电器制造商西屋电气公司发明的“Televox”、英国W.H.理查兹和飞机工程师艾伦·雷菲尔发明的“埃里克”以及日本生物学家西村真琴发明的“学天则”成为世界上首批人形机器人。
2. 1960年，Miomir Vukobratović提出了零矩点（ZMP）稳定性理论，为人形机器人发展奠定了重要基础，日本早稻田大学的加藤一郎（Ichiro Kato）大约在同一时间开发了第一个人形静态机器人和后来的动态平衡机器人WABOT-1。
3. 1980年代,本田公司研制了一系列人形机器人,包括E0-E6系列；1990年代后期,日本研制了更高级的人形机器人P2、P3和ASIMO等。
4. 21世纪以来，人形机器人技术不断突破,机器人QRIO、Partner、HRP等相继问世；近年来，Boston Dynamics公司推出Atlas、Petman等高性能人形机器人。
5. 2000年，中国国防科技大学发布国内首个人形机器人“先行者”；2018年起，优必选、特斯拉、小米、Sanctuary AI、星动纪元、宇树科技、智元机器人、科大讯飞等企业均推出了自己的人形机器人产品。
6. 2016年，Neurorobotics Robot Designer平台建立，旨在创建有大脑的机器人。
7. 2023年，GPT等AI大模型的出现有望作为人类与机器人沟通桥梁，提升“具身人工智能”最佳载体的人形机器人自主规划、决策、行动能力。
8. 2023年，谷歌和柏林工业大学推出的史上最大的视觉-语言模型：PaLM-E，可理解图像和语言、执行各种复杂的机器人指令而无需重新训练；同年，微软研究团队展示了多个ChatGPT解决机器人难题的示例。
随着21世纪的到来，人形机器人经历了技术上的飞跃，出现了更多高度复杂、功能多样的模型。人形机器人以拟人机器人形态出现，是综合工业机器人、物流机器人、手术机器人、搬运机器人等等各类机器人功能实现和外观的终极形态。
03人形机器人研究现状
人形机器人的主要研究方向可以分为两个主要方向：
1.外部仿人化方向：这一方向旨在复制人类的外观和功能：
通过吸收人类行为的见解，机器人获得了以类似人类的方式执行任务的能力。利用复杂的传感器和高级控制程序来实现这一目标。代表性成果包括本田的ASIMO机器人、北京理工大学的BHR机器人、意大利技术研究所的iCub机器人和波士顿动力的Atlas机器人。这些机器人整合了人工智能算法，用于初始自学习和适应性。研究者通过控制器设计来创造具有人类般灵巧性的人形机器人，尽管这仍然是一个挑战。提出了各种数学算法来控制具有高度冗余执行器的人形机器人，如：零力矩点（ZMP）算法，捕获点（Capture Point）算法，中心模式生成器（Central Pattern Generator）算法，用于实现稳定的双足运动，无模型强化学习算法，基于示范的模仿学习算法，用于多样化操作这些方法虽然仍处于研究早期阶段，但在扩展人形机器人的应用范围方面显示出潜力。2.内部仿生方向：这一方向致力于在内部模拟人类核心机制，产生具有人类内部特征的智能机器人：
模拟人类特征，如视觉认知、决策制定、运动控制和肌肉骨骼系统。旨在与人类伙伴建立共情和深度合作。全球研究团队，包括美国、欧盟、日本、韩国、加拿大、澳大利亚和中国，在人形机制、类脑算法、神经形态芯片和肌肉骨骼系统方面取得了显著进展。这两种方向反映了不同的研究视角，并以不同方式塑造了该领域：
外部仿人化方向更注重实现可见的、功能性的相似性，使机器人能够在人类环境中有效运作和交互。内部仿生方向则更深入地探索人类内部机制，试图从根本上复制人类的认知和行为模式。这两种方法并不互斥，而是互补的。许多研究项目结合了这两种方法的元素，以创造既在外观上类似人类，又在内部机制上模仿人类的机器人。
总的来说，这些研究方向都旨在创造更加先进、适应性更强、更能与人类自然互动的人形机器人。随着技术的进步，这两种方法可能会越来越融合，产生更加复杂和类人的机器人系统。
来源：阳华科技圈
