日前举行的2024上海全球投资促进大会上，市经信委、宝山区政府联手举办“智领未来·机器人及智能制造分享会”。这款由宇树科技开发的国产人形机器人惊艳亮相。据相关负责人透露，这款名为H1的全尺寸人形机器人已更新至第三代，达到3.3m/s，这一速度刷新了世界纪录。如今，其灵活的身手不仅能实现全身协调搬运，应用于工厂、物流等行业；更能快速稳定上下楼梯，跨越大于、等于16厘米的单个台阶。



人形机器人+工业制造



人形机器人的出色性能，让与会者看到了其在工业制造领域的广阔前景。



如何让机器人的手如同人类一样灵活？深耕工业机器人领域多年的大界机器人企业发展部负责人高兴宇解释，其期待通过提升软件端的控制能力，加快解决工业机器人硬件方面的柔性不足问题。譬如，以传统金属制造企业为例，针对钢筋弯折这一市场需求开发柔性控制的软件后，企业所需产线可能从两三条缩至一条，大大实现降本增效。



在他看来，人形机器人要打开市场，首先要克服稳定、成本等难题。“人形机器人的电机要稳定，维护成本要低，系统稳定性、精度要高。”唯有满足上述种种条件，人形机器人才具备了规模化的可能。



在生产线“实训”



多家企业的人形机器人量产计划接踵而至。



日前，优必选董事会主席兼行政总裁周剑在2023年业绩说明会上表示，计划今年底前实现Walker S人形机器人量产，于明年进行小批量交付。



今年2月，优必选人形机器人Walker S进入蔚来第二先进制造基地总装车间进行实地“培训”，实现全球首例人形机器人在汽车工厂流水线与人类协作完成汽车装配及质量检查作业。据了解，Walker S搭载41个高性能伺服关节以及多维力觉、多目立体视觉、全向听觉和惯性、测距等全方位感知系统，拥有全面升级的视觉定位导航、手眼协调操作、步态控制、多模态路径规划垂域模型等技术。机器人的自主运动及决策能力大幅提高，可在工厂流水线实现精准安全作业。



优必选副总裁、研究院执行院长焦继超在大会上接受中国证券报记者采访时表示，在Walker S进入蔚来工厂“实训”的过程中，公司团队根据产线实际情况，开展软硬件的优化迭代，以及数据采集处理等工作。公司已经和数十家国内头部新能源汽车企业接触，推进人形机器人需求对接。



“实训是优必选在新能源汽车工厂应用落地的重要一步，我们在为年底小批量量产做准备，进而推进交付。交付后，会帮助客户运维一段时间，目标是实现人形机器人在实际产线真正落地。”焦继超称。



伟景机器人CEO董霄剑在大会期间宣布，公司将在今年推出双足人形机器人。具体来看，2024年8月将推出自主操作机器人，2024年12月开始小批量量产。“我们强调人形机器人能够实现自主工作，只在实验室跑跳，或只会在众人面前表演跳舞，这不行，要能帮助人干活。”董霄剑说。



规模化进厂仍需时日



然而，值得注意的是，虽然进入人形机器人赛道的“玩家”不断增多，而且人形机器人已经开始进厂“打工”，但是在制造业工厂的商业化落地和应用上，当前仍还处于探索验证阶段。



据介绍，优必选将工业版人形机器人Walk S送入蔚来工厂“实训”，并不是订单交付，因此还不属于正式落地应用。而人形机器人Figure 01在宝马斯巴坦堡工厂的“打工”生涯将从“少量工作”开始。随着时间推移，这些由AI驱动的人形机器人才会加入到更多的制造工作，包括箱子搬运、拾取和放置任务、托盘装载等工作。考核期结束后，未来12-24个月的时间，Figure 01集成到宝马的制造流程中，包括车身车间、钣金和仓库等工区。



这表明，人形机器人虽然已经展现了在制造业工厂的巨大应用空间和潜力，但离规模化进厂还为时尚早。实际上，短期内人形机器人大规模产业化的条件还并不成熟。高昂的成本以及技术上的瓶颈，是当前人形机器人企业需要着力解决的问题。



目前，人形机器人的造价都不菲，这取决于其高昂的硬件成本。有数据显示，波士顿动力的Atlas人形机器人,其预估成本就超过了20万美元。而高昂的造价实际上也是导致波士顿动力商业化落地缓慢，进而公司被屡经转卖的主要原因之一。在“远征 A1”智元具身智能机器人产品发布会上，稚晖君曾表示其长远目标是硬件成本控制在20万元以内。而据中泰证券研报数据，人形机器人BOM（物料）成本以远期20万元单价测算，单台人形机器人的核心零部件总价值量就达约10万元，其中力、视觉等传感器单机总价值量为2.3万元，滚动、滑动轴承对应单机总价值量分别为4200-9600元、750-1500元，无框电机为4.2万元，滚珠丝杠为2.1万元。



但即使硬件成本控制在20万元以内，以目前能实现的应用来看，人形机器人也并不具备价格优势。以目前制造业工厂正在越来越多应用的协作机器人为例，在市场高度“内卷”的情况下，如今协作机器人的价格最低已下探至万元以内。协作机器人同样能完成目前人形机器人在制造业工厂所能完成的作业任务，如物品配送与转运、物品拣选与分类，拾取与放置、操作机械、质量检测等；装上移动底盘，协作机器人化身移动复合机器人，还能满足更多复杂应用及细分场景需求。此外，自ChatGPT横空出世后，包括节卡、越疆科技等协作机器人企业以及微软、谷歌、阿里巴巴等科技企业也在积极探索AI大模型与协作机器人的融合应用，以实现更加智能化的应用。



技术上的瓶颈，也是制约人形机器人在制造工厂批量化应用的“拦路虎”。



双脚站立要比四足行走难得多。双足人形机器人需要解决平衡性问题，要能够实现稳定的步态控制，具备良好的避障能力。从目前的各形机器人产品发布会或演示视频可以看出，跑步、跳跃、后空翻、爬坡、爬楼梯、跳舞也是其展示的重点，同时也有部分企业推出了轮式人形机器人产品，这表明人形机器人的平衡性问题正在逐步被攻克。但是，人形机器人所面临的技术瓶颈也不限于此，也还包括运动协调性、感知、决策智能以及续航等问题。而且，人形机器人的安全性标准和操作规范等也需要建立和完善，以确保人机共存环境下的安全。



此外，人形机器人在AI大模型融合应用以及人机交互能力上，也仍有提升空间。虽然在Figure AI最新上传的视频中，在OpenAI的视觉语言模型（VLM）的多模态能力赋能之下，Figure 01人形机器人可以与人类对话，理解人类的意图，以及根据人的自然语言指令执行任务，并解释自己为什么这么做，在智能化方面取得了重大突破，但在人机交互流畅性和体验上仍有提升空间。而且，人形机器人需要理解复杂的人类语言和非语言交流信号，并做出适当的反应，才能更加胜任制造工厂的场景应用。



不过，正所谓“关关难过关关过，事事难成事事成”。如今，人形机器人已成为各方竞逐未来产业的新赛道，以及“人工智能+”发展的热点领域。2023年11月，工信部出台的《人形机器人创新发展指导意见》明确提出要以大模型等人工智能技术突破为引领；构建完善人形机器人制造业技术创新体系；聚焦3C、汽车等制造业重点领域，提升人形机器人工具操作与任务执行能力，打造人形机器人示范产线和工厂，在典型制造场景实现深度应用。



由于人形机器人模仿的是人的能力，因此理论上目前制造工人所能执行的工作和任务，未来人形机器人也能胜任。虽然目前人形机器人规模化进厂还为时尚早，但是相信在产业政策支持以及产业链多方共同努力之下，却也并不会太遥远。



应用需求释放



人形机器人商业化有哪些应用方向？



目前，业内普遍认为，人形机器人最早突破的场景在工业场景，服务家庭、服务业应用等场景，仍然有一段路要走。



优必选副总裁、研究院执行院长焦继超表示，相比服务市场和家庭消费市场，工业场景对成本的敏感度更低，但可控性要求更高，有利于人形机器人快速应用落地，并开展规模复制。除了汽车制造领域，3C制造、服装制造等行业也需要人形机器人参与柔性化生产。



焦继超表示，当前，汽车产业自动化水平整体较高，装配线上不少流程环节已经由工业机械臂完成，但仍有不少需要人工完成的任务。例如，总装线上重要的检测环节，需要人工进行辨别。弯腰进车内检查安全带、打开部件等工作对运动控制、临场操作能力要求很高，而非机械臂能够胜任，这时候就需要人形机器人来做这些工作。另外，人力成本上升，也为人形机器人“上岗”创造了需求。



据了解，小米人形机器人“铁大”，已经开始筹备应用到小米自己的智能制造工厂中。小米方面曾对媒体表示，未来的智能制造体系中，70%的工作由自动化设备来完成；20%应当由仿真机器人来完成，核心目的是实现柔性制造与跨系统的协同，主要覆盖度、复杂度高，柔性场景的需求的场景；剩下的10%需要人来完成。



中国科学院院士丁汉表示，人形机器人在更多场景有“重大需求”的可能，更适合低负载、高柔性、高协作和多复杂任务的场景，除了在搬运码垛、流水线生产等工业领域有望落地，未来在空间站服务、保健护理等方向颇具发展潜力。例如，在航空领域，C919已经进入交付阶段，人形机器人的应用，在未来就存在很大空间；航海领域，大型船体的应用，人形机器人也可以突破产能瓶颈；轨道交通领域，人形机器人也可以解决质量不稳定、健康风险大、招工难等问题。