摘要：2023 年，人形机器人频繁亮相，成为科技领域的焦点。在世界机器人大会上，十余款人形机器人集中亮相，包括能与观众互动的 “李白”“杜甫”，参加过世界大学生夏季运动会的 “优悠” 等。这些机器人关节灵活度升级，面部表情丰富，人工智能技术让它们对情绪的感知和表达能

2023 年，人形机器人频繁亮相，成为科技领域的焦点。在世界机器人大会上，十余款人形机器人集中亮相，包括能与观众互动的 “李白”“杜甫”，参加过世界大学生夏季运动会的 “优悠” 等。这些机器人关节灵活度升级，面部表情丰富，人工智能技术让它们对情绪的感知和表达能力更强，与人的交流更顺畅。

同时，在 2024 世界人工智能大会展览区，“人形机器人先锋阵列” 令人眼前一亮。展出的人形机器人有的可实现人形与外骨骼双模式工作，如傲鲨智能发布的人形外骨骼复合机器人；有的是全尺寸通用人形机器人开源公版机，如 “青龙”，其开源特性有助于机器人研发团队更快入门。

工信部印发的《人形机器人创新发展指导意见》指出，人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品。到 2025 年，人形机器人创新体系初步建立，整机产品达到国际先进水平，并实现批量生产；到 2027 年，人形机器人技术创新能力显著提升，形成安全可靠的产业链供应链体系，综合实力达到世界先进水平。

人形机器人的崛起，不仅是科技竞争的新高地，也是未来产业的新赛道和经济发展的新引擎。它将深刻变革人类生产生活方式，重塑全球产业发展格局。

人形机器人在各个领域展现出了巨大的潜力。在工厂中，它们可以精准地搬东西、装配零件，提高生产效率，减少人力成本和人为错误。在农村，人形机器人能够协助农民进行播种、施肥、收割等农活，减轻农民的劳动强度。在家里，人形机器人可以做家务，如扫地、擦窗、做饭等，为人们创造更加舒适的生活环境。

在医疗领域，人形机器人可以作为护理助手，协助医护人员照料病人，提供基础护理和陪伴服务。例如，它们可以帮助病人翻身、喂药、测量生命体征等。在教育领域，人形机器人可以作为教育助手，帮助教师进行教学辅助和个性化指导。它们可以根据学生的需求提供个性化的学习内容和互动交流，提高学习效果。在娱乐领域，人形机器人可以作为表演嘉宾、游戏角色等参与各种娱乐活动。它们可以展示自己的舞蹈、歌唱、对话等技能，吸引观众的眼球。

人形机器人是否必须有双腿一直是一个备受争议的话题。半身人形机器人可以在一些特定的场景中发挥作用，比如在工厂的生产线上，它们可以固定在一个位置上进行操作，不需要移动。下半身是轮上半身是人形的机器人则可以在需要快速移动的场景中发挥优势，比如在物流仓库中，它们可以快速地搬运货物。

然而，双腿对于人形机器人来说也有其重要性。双腿可以让人形机器人更好地适应各种地形，比如楼梯、斜坡等。此外，双腿还可以让人形机器人更加灵活地进行各种动作，比如踢、跳、跑等。因此，人形机器人的形态设计需要根据具体的应用场景来进行选择。

目前，半身人形机器人和下半身是轮上半身是人形的机器人已经有了一些实际的应用案例，并且在技术上也相对成熟。这些形态的机器人可以快速落地，满足市场的需求。而全尺寸人形机器人则需要更多的技术突破和研发投入，才能实现大规模的应用。

人形机器人具备良好的互动性，能够与人自主交互、学习和执行任务。它们拥有精确的感知模块，可以通过视觉、听觉、触觉等多种方式感知人类的行为和需求。例如，人形机器人可以通过聊天、倒饮料、猜拳等动作展示其与人的互动能力。在聊天过程中，人形机器人可以理解人类的语言，回答问题，提供建议。在倒饮料和猜拳等动作中，人形机器人可以通过视觉和触觉感知人类的动作，做出相应的反应。

人形机器人步态的平滑切换方法是通过脚印轨迹的规划方法实现的。机器人的主要动态特性是通过调整脚的运动轨迹确定的。这种方法可以实现从行走到转弯动作的切换，保证了机器人运动的连续性和平滑性。

基于关节控制的平滑处理方法是通过对关键帧三维坐标的插值处理和平滑算法优化来保证动作的平滑过度。首先，获取所要执行动作的两个以上关键帧的三维坐标。然后，对这些坐标进行插值处理，以当前帧动作与下一帧动作作为一组输入数据，设置二分化的深度，利用二分法对这一组数据进行插值优化处理。最后，利用平滑算法对插值处理的结果进行进一步处理，如 sg 平滑算法、kernel 平滑算法、pvt 算法或者曲线拟合算法。通过这些方法，人形机器人可以实现动作的平滑过度，避免了因动作变化大导致的机器人硬件的损坏，使之能执行更多的动作且发挥完美。

马斯克的人形机器人 Optimus 身高与人类相近，约为 171 厘米，体重 56.6 公斤，和普通成年人的体型参数较为接近。其售价目标控制在 2 万美元至 3 万美元之间，相当于部分地区工人一年的工资水平。Optimus 具备良好的互动性，能够进行聊天、倒饮料、猜拳、比心、跳舞、唱歌等多组动作，与人的交流自然流畅。在动作平滑度方面，Optimus 通过先进的技术实现了从行走到转弯等动作的平滑切换，保证了运动的连续性和平滑性，还能避免因动作变化大导致的硬件损坏，从而执行更多复杂动作。

特斯拉在 2021 年 AI DAY 上发布通用机器人计划，提出人形机器人概念机 Tesla Bot，正式宣布进军机器人领域。2022 年 10 月，第一代 Optimus 原型机发布，2023 年 12 月，第二代原型机 Optimus Gen 2 亮相，体重减少了 10kg，步行速度提升了 30%，手部关节进一步升级，搭载触觉传感器，活动更加自然，可精准抓握鸡蛋等细小物品。2024 年 10 月，在 “We, Robot” 发布会上，Optimus 再次展示出在灵活性、轻量化、智能化等方面的进一步提升，能顺利识别障碍物，帮他人拿物品，动作丝滑连贯，在自主导航、物体识别、人机交互方面取得较大进展。

马斯克认为人形机器人将会是特斯拉未来主要的长期价值来源，这一观点吸引了众多企业纷纷布局人形机器人领域。如机器人企业专注于核心技术研发和生产，积累了机械设计、运动控制、传感器等技术，近 5 年来发力人形机器人赛道；汽车企业凭借视觉感知、传感器融合等技术以及成熟的制造经验和供应链管理能力，探索新方向，与人形机器人产生协同效应；互联网科技企业利用资金实力和软件优势，布局人形机器人并提供增值服务。

根据高盛预测，人形机器人市场规模在 2035 年将达到 378 亿美元。2023 年，工信部印发的《人形机器人创新发展指导意见》为推动国内人形机器人产业发展提供了政策支持。2024 年 1 - 9 月，国内人形机器人的融资事件已有 32 起，合计融资金额超 36 亿元，展现出一定的头部效应。例如，智元机器人自 2023 年共获得 6 轮融资，已披露融资金额累计超过 17 亿元，估值已超 70 亿元。这些都表明人形机器人市场规模潜力巨大，政策利好也促进了人形机器人的发展，推动产业化加速。

人形机器人被马斯克认为可能成为有史以来最伟大的作品之一。他预言未来人形机器人和人的数量比例是 2:1，人们对人形机器人的需求量有望达 100 亿至 200 亿台，远超电动汽车的数量。人形机器人的发展将对机器人行业产生颠覆性影响，首先在应用场景方面，未来人形机器人可以遛狗、修剪草坪、买东西、照顾孩子等，成为人们的老师、朋友，从工业场景拓展到家庭服务、医疗辅助、教育娱乐等领域。其次在技术创新方面，人形机器人集成了人工智能、高端制造、新材料等先进技术，推动了感知、思考、决策等能力的发展，成为人工智能落地物理世界的优质载体。最后在产业生态方面，人形机器人的发展促进了产业链的完善，吸引了多方入局，全球人形机器人产业竞争按下加速键。

人形机器人作为具有颠覆性的产品，其未来发展前景广阔，将在多个方面深刻变革人类的生产生活方式，重塑全球产业发展格局。

随着技术的不断进步，人形机器人有望成为家庭的标准配置，与我们的日常生活密不可分。就如同计算机和智能手机已经成为我们生活中不可或缺的一部分一样，人形机器人也将演变成为一个广泛使用的终端消费产品。

目前，人形机器人在家庭助手方面已经展现出了巨大的潜力。例如，在家务劳动中，人形机器人可以承担清洁、做饭、洗衣等任务，减轻家庭成员的负担。在老人和儿童照护方面，机器人可以辅助照顾老人和儿童，提供陪伴、提醒吃药、监测健康状况等服务。在日常事务管理方面，机器人可以帮助管理日程、处理邮件、安排事务等，提升家庭的运行效率。

此外，人形机器人在教育与娱乐方面也有着广阔的应用前景。在教育辅助方面，机器人可以辅助孩子的学习，提供个性化的教育内容和互动式教学方法。在娱乐陪伴方面，机器人可以参与家庭娱乐活动，如游戏、聊天、播放音乐和电影等，丰富家庭生活。在安全与监控方面，机器人可以对家庭环境进行监控，识别火灾、漏水、入侵等风险，并及时报警。通过远程控制，用户还可以在外出时通过机器人监控家庭情况，确保家人的安全。

在商业领域，计算机、智能手机和新能源汽车的发展，分别催生了各自行业内的领军公司，塑造了各个时代的商业巨擘。同样，人形机器人产业也即将见证其领军企业的兴起。

工信部印发的《人形机器人创新发展指导意见》的目标是培育出 “2 - 3 家有全球影响力的生态型企业以及一批专精特新的中小企业”，这将引领整个人形机器人产业的发展和创新。目前，国内已经涌现出了一批人形机器人初创厂商和上市公司，如宇树科技、乐聚机器人、智元机器人、开普勒机器人、博实股份、天奇股份、新兴装备等。这些企业在人形机器人领域积极布局，不断加大研发投入，提升技术水平，有望在未来成为人形机器人产业的领军企业。

人形机器人也预示着跨行业整合的新时代。颠覆性产品不仅在其原始领域内发挥作用，而且能够促进不同行业之间的融合和创新。比如，计算机和智能手机促进了信息技术与传统行业的融合，新能源汽车推动了汽车产业与环保、能源产业的结合。同样，人形机器人也将成为人工智能、机器学习、传感技术、通信技术等各种先进技术的汇集点。

人形机器人具备将机械工程、人工智能、生物科技、健康护理等众多领域融合的潜力，这不仅能提高各行业的技术水平，还有可能促进全新产业和服务模式的诞生。例如，人形机器人在医疗领域的应用，将促进人工智能、生物科技和健康护理等领域的融合，推动医疗服务的智能化和个性化。在教育领域，人形机器人可以与人工智能、教育技术相结合，提供更加高效、个性化的教育服务。

要加速实现人形机器人的发展目标，技术突破无疑是核心。正如《意见》所指出的，以大模型等先进人工智能技术为引领，我们需要在人形机器人的 “大脑”、“小脑”、“肢体” 等关键技术和技术创新体系上取得突破。

人形机器人的 “大脑”，依托于大模型技术，将极大增强机器人的环境感知、行为控制和人机交互能力。在技术可行性方面，硬件技术的进步为机器人的发展奠定了基础。传感器与感知系统的不断升级，使得人形机器人能够更加精确地感知环境，进行复杂的任务。动力与机械系统的创新，让机器人能够模拟人类的运动，完成精细的操作。电池与能源管理的提升，为机器人提供了更长的续航时间和更高的能量效率。

软件与 AI 技术的提升也至关重要。自然语言处理技术使得人形机器人能够理解并生成自然语言，进行流畅的对话和互动。计算机视觉技术让机器人可以识别和理解环境中的物体和人，更好地执行任务。自主学习与适应能力的提升，使机器人能够通过经验不断改进自身的行为，适应不同的家庭环境和用户需求。

然而，人形机器人的发展也面临着一些挑战。在技术挑战方面，可靠性与安全性是一个重要问题，需要确保机器人在复杂家庭环境中的可靠性和安全性。人机交互也需要不断改进，提升机器人与人类之间的互动体验，使其更加自然和人性化。在伦理与法律问题方面，隐私保护和责任归属需要明确的法律框架来规范。在社会接受度方面，不同文化背景下人们对机器人的接受度不同，需要在推广过程中考虑文化因素，建立用户信任。

尽管目前还有许多挑战需要克服，但随着技术的不断进步和社会环境的变化，人形机器人成为家庭标配、催生领军企业、促进跨行业整合的可能性正在逐渐增大。未来，我们需要从技术、社会、市场等多个维度进行准备和适应，以迎接人形机器人带来的变革。

来源：日常琐碎集