一、小規模量產的崛起之勢
在 2024 年世界機器人大會上，人形機器人無疑是最耀眼的明星。27 款人形機器人集中亮相，創歷屆之最。它們展示出了令人驚嘆的能力，不僅能夠行走自如，還能完成各種復雜的動作，如跳舞、寫字、踢足球等。其中，北京具身智慧機器人創新中心研發的 「天工 1.2 MAX」 憑借其 42 個自由度的靈活性，成功吸引了眾人的目光。它可以像人類一樣端起一杯水遞給他人，整個過程穩定且精準。
如今，多家企業已經邁入了小規模量產階段。優必選的 Walker S 系列人形機器人在工業場景中展現出強大的智慧搬運、分揀和質檢能力，並已進入多家車廠實訓，獲得超過 500 台的意向訂單。宇樹科技今年 5 月推出的 G1 人形機器人定價 9.9 萬元起，在 2024 世界機器人大會上更是帶來了符合量產要求的升級版本。智元機器人預估今年雙足人形機器人發貨量約 200 台，輪式人形機器人 100 台左右。EX 機器人公司已實作量產並盈利，預計明年出貨量將提升。特斯拉也計劃從明年開始小批次生產人形機器人，預計在工廠部署超過 1000 台協助人類工作。這些企業的積極探索和實踐，標誌著人形機器人小規模量產時代的正式到來。
二、技術突破與創新
（一）演算法的挑戰與突破
人形機器人在演算法方面面臨著諸多挑戰。在物體辨識方面，由於現實世界中物體的多樣性和復雜性，機器人需要能夠準確辨識各種形狀、材質和大小的物體，這對演算法的泛化能力提出了極高要求。在場景理解上，不同的環境光照、背景幹擾以及動態變化的元素，都增加了機器人準確判斷場景的難度。運動軌跡泛化也是一個關鍵問題，機器人需要能夠根據不同的任務和環境條件，規劃出最優且安全的運動路徑。
然而，隨著技術的不斷發展，一些可能的突破方向也逐漸顯現。例如，透過結合深度學習和強化學習的方法，利用大量的數據進行訓練，提高機器人對物體和場景的感知能力。同時，利用多模態數據融合，如結合視覺、觸覺和聲音等資訊，能夠為機器人提供更全面的感知輸入，從而增強其演算法的魯棒性和泛化能力。
（二）硬體的瓶頸與進展
在硬體方面，靈巧手是實作人形機器人復雜操作的關鍵部件，但目前仍存在一些效能提升的需求。例如，靈巧手的觸覺反饋精度和力度控制還需要進一步最佳化，以實作更精細和穩定的操作。電機的功率密度和效率有待提高，以滿足人形機器人長時間執行和高效動作的需求。減速器的精度、承載能力和傳動效率也需要不斷改進。
當前，在研發方面已經取得了一定的進展。例如，一些企業在靈巧手的研發中，采用了更先進的傳感器和控制演算法，提高了觸覺感知的靈敏度和準確性。在電機領域，新型的空心杯電機和無刷電機的出現，提升了電機的效能。減速器方面，諧波減速器和 RV 減速器的技術不斷創新，精度和承載能力有所提升。同時，國內企業也在積極探索和研發，努力打破國外技術壟斷，推動人形機器人硬體的國產化行程。
三、套用場景的拓展
（一）工業領域的深度融合
人形機器人在工業領域，尤其是汽車制造中展現出了強大的套用潛力。例如，在汽車生產線上，人形機器人能夠承擔起復雜的裝配任務，其靈活的手臂和精準的操作可以替代人工完成諸如發動機安裝、零部件焊接等高難度工作。不僅如此，人形機器人還能在危險的環境中進行作業，如在噴漆車間中，避免了工人長期暴露在有害瓦斯環境下。此外，人形機器人可以實作 24 小時不間斷工作，極大地提高了生產效率。這種深度融合帶來的生產方式變革，使得汽車制造業能夠更快地響應市場需求，實作生產線的智慧化和高效化。
（二）服務領域的新興機遇
在醫療領域，人形機器人具有廣闊的套用前景。它們可以作為康復助手，輔助患者進行康復訓練，根據患者的身體狀況制定個人化的訓練方案。在家政服務中，人形機器人能夠承擔清潔、烹飪、照顧老人和兒童等任務，為家庭提供便捷和貼心的服務。例如，人形機器人可以透過語音指令完成掃地、拖地等清潔工作，還能根據設定的食譜準備飯菜。在照顧老人方面，能夠即時監測老人的身體狀況，並在緊急情況下及時發出警報。隨著技術的不斷進步，人形機器人在服務領域的功能將越來越強大，為人們的生活帶來更多的便利。
四、市場前景與挑戰
（一）規模增長的預測
根據多個預測報告，全球人形機器人市場規模呈現出快速增長的態勢。預計到 2035 年，全球人形機器人市場規模有望達到 1540 億美元。高盛的預測更為樂觀，認為這一數位可能更高。在中國市場，人形機器人的增長潛力同樣不容小覷。預計到 2030 年，中國人形機器人市場規模將達到近 380 億元，銷量將從 0.40 萬台左右增長至 27.12 萬台。從 2024 年到 2030 年，復合增長率將超過 56%。
（二）面臨的主要難題
商業化難題
：人形機器人要實作大規模商業化套用仍面臨諸多挑戰。目前，其套用場景相對有限，主要集中在工業制造等特定領域，在家庭服務、服務業等領域的套用仍處於探索階段。
成本控制難題
：成本是人形機器人落地的關鍵因素之一。生產規模、技術優勢、套用場景等均會影響成本。例如，人形機器人的關節造價較高，一個關節通常由電機、驅動器、減速器、編碼器、力傳感器等組成，約占整體成本的 2/3。降低硬體成本，提高效能與成本的價效比，是未來發展的重要方向。
倫理法規難題
：隨著人形機器人的發展，倫理和法規問題逐漸凸顯。例如，人形機器人的法律身份模糊不清，一旦涉及損害賠償或法律責任，界定誰是最終責任人變得復雜。此外，人形機器人與人類相似的外觀和行為可能引發 「恐怖谷效應」，導致人類產生不適感。還有人形機器人是否應該被賦予情感與道德判斷力，以及在社會中的定位等問題，都需要深入探討並制定相應的法律法規。
五、未來發展的展望
（一）社會影響
人形機器人的未來發展有望為社會帶來多方面的深刻影響。在就業領域，雖然短期內可能會導致部份傳統崗位的減少，但同時也會催生新的職業，如機器人維護工程師、演算法最佳化師等，促進就業結構的調整和升級。在教育方面，將推動教育內容和方式的變革，編程、人工智慧等相關知識將成為必備課程，培養學生適應未來人機協作的工作環境。在醫療領域，人形機器人能夠提供更精準的手術輔助、更高效的康復治療，改善醫療服務的品質和效率。
在生活中，人形機器人能夠成為人們的貼心夥伴，為老年人和殘障人士提供日常照料和陪伴，減輕家庭和社會的負擔。同時，它們也可以在緊急救援、消防救災等危險場景中發揮重要作用，降低人員傷亡的風險。
（二）和諧共生
實作人形機器人與人類的和諧共生，需要多方面的努力。在技術層面，不斷最佳化演算法和提升硬體效能，確保機器人的行為安全可靠，減少意外事故的發生。同時，加強機器人的情感辨識和交流能力，使其能夠更好地理解人類的情感和需求。
在政策法規方面，政府應制定完善的法律法規，明確機器人的權利和責任，規範其研發、生產和使用。建立健全監管機制，保障機器人的發展符合人類的利益和價值觀。
在社會層面，加強公眾對人形機器人的認知和理解，消除對其的恐懼和誤解。促進人機之間的信任和合作，共同創造一個更美好的未來。
總之，人形機器人的未來充滿了無限可能，只要我們以積極的態度、科學的方法去引導和規範其發展，就能夠實作人與機器人的和諧共處，共同推動社會的進步和發展。
