人形机器人

       直到最近，人型机器人的概念还主要停留在科学幻想领域，常见于电影、电视、漫画、小说等。机器人学方面的进展已经可以设计出功能化拟真化的人形机器人（humanoid robot）。

       仿生人拟真的程度有很多，有些可以从外观上识别，也没有真人的思想和感情。反过来说亦有开发外观不似人，但能够有似真人行为的机器人，如2001年美国麻省理工学院研发了号称世界上第一个有类似人类感情的机器人。

       2023年12月，入选2023年十大科技热词。 

构成

　　现代的人形机器人一种智能化机器人，例如 ROBOT·X人形机器人，在机器的各活动关节配置有多达17个伺服器，具有17个自由度，特显灵活，更能完成诸如手臂后摆90度的高难度动作。它还配以设计优良的控制系统，通过自身智能编程软件便能自动地完成整套动作。

特点

　　人形机器人随音乐起舞、行走、起卧、武术表演、翻跟斗等杂技以及各种奥运竞赛动作，。ROBOT·X人形机器人采用世界著名的日本FUTABA伺服器，具有高扭力、高转速、高稳定 、反应灵敏、无抖动、转动角度大等优点，超快速高精度金属齿轮，耐冲击。

发展

　　人形机器人集机、电、材料、计算机、传感器、控制技术等多门学科于一体，是一个国家高科技实力和发展水平的重要标志，因此，世界发达国家都不惜投入巨资进行开发研究。日、美英等国都在研制仿人形机器人方面做了大量的工作，并已取得突破性的进展。

　　人形机器人的发展历史可以追溯到古代，但具体的现代科技应用则起始于近现代。

　　公元前4世纪：古希腊科学家亚里士多德提出了“机器人”的设想，这是关于人形机器人最早的记载。

　　500多年前：意大利画家、科学家达·芬奇绘制了西方文明世界的第一款人形机器人。这款机器人以风能和水力为驱动力，能够挥舞胳膊，进行坐或站立的简单动作。

　　19世纪：瑞士的钟表匠发明了会写字的机器人，展示了机器人技术的初步应用。

　　1927年：美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“Televox”，装有无线电发报机，但该机器人不能行走。

　　1928年：

　　W. H. Richards发明出第一个人形机器人，内置了马达装置，能够进行远程控制及声频控制。

　　日本生物学家Makoto Nishimura研发出了本土的第一个机器人Gakutensoku。

　　1972年：早稻田大学在加藤一郎的带领下研发出了WABOT-1，这是世界上第一款全尺寸人形智能机器人。它能够执行搬运物体等任务，智力水平相当于一岁半的婴儿。

　　1986年至2010年：人形机器人进入系统高度集成发展阶段。日本公司如本田和软银开始研发和推出人形机器人，如本田的ASIMO和软银的NAO。这些机器人的应用场景较为简单，主要用于展览和娱乐。

　　日本本田公司于1997年10月推出了仿人形机器人P3，美国麻省理工学院研制出了仿人形机器人科戈（COG），德国和澳洲共同研制出了装有52个汽缸，身高2米、体重150公斤的大型机器人。本田公司最新开发的新型机器人“阿西莫”，身高120厘米，体重43公斤，它的走路方式更加接近人。

　　美国麻省理工学院研制出了一种有着像人一样眼睛的新型机器人，它能与人类进行交流，能对周围的环境做出回应，并能协助人类完成许多工作。我国也在这方面作了很多工作，国防科技大学、哈尔滨工业大学研制出了双足步行机器人，北京航空航天大学、北京科技大学研制出了多指灵巧手等。

　　2010年6月16日日本东京大学和大阪大学组成的科研小组向公众展示了一款仿真婴儿机器人，它就是一款最新的人形机器人。 这个名叫“野尾”的婴儿娃娃身高71厘米，在柔软的仿真皮肤下面共有600个传感器，可以做出伸手、转头等动作。当被拥抱时，忽闪着大眼睛好奇地看着世界，十分可爱。

　　2015年4月28日，在北京国家会议中心，全球移动互联网大会（GMIC）进行中，日本大阪大学智能机器人研究所教授石黑浩展示了以真人为原型的人形安卓机器人“阳扬”，该机器人原型也一同亮相。该机器人具有高度仿真的外形，在讲话过程中，会带有动作和表情。

　　2023年11月，据工信部网站消息，工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》。其中提出，到2025年，人形机器人创新体系初步建立，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破，确保核心部组件安全有效供给。整机产品达到国际先进水平，并实现批量生产，在特种、制造、民生服务等场景得到示范应用，探索形成有效的治理机制和手段。培育2-3家有全球影响力的生态型企业和一批专精特新中小企业，打造2-3个产业发展集聚区，孕育开拓一批新业务、新模式、新业态。 

　　2023年11月17日，深开鸿与乐聚宣布，首款基于开源鸿蒙系统的专业级人形机器人正式发布。 

　　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，构建具有国际竞争力的产业生态，综合实力达到世界先进水平。产业加速实现规模化发展，应用场景更加丰富，相关产品深度融入实体经济，成为重要的经济增长新引擎。 

　　当地时间2023年12月12日，特斯拉CEO马斯克发布人形机器人Optimus的最新视频，视频中披露，Optimus第二代机器人（Gen 2）将于2023年12月发布，步行速度提升30%，平衡感和身体控制能力有所改善。

　　2024年1月，2024年美国拉斯维加斯消费电子展（CES）上，开普勒研发的先行者系列通用人形机器人、傲鲨智能自研BES-HV腰部外骨骼机器人等形态各异的人形机器人亮相。

　　2024年1月，工业和信息化部、教育部、科技部、交通运输部、文化和旅游部、国务院国资委、中国科学院等七部门联合印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，提出面向国家重大战略需求和人民美好生活需要，加快实施重大技术装备攻关工程，突破人形机器人等高端装备产品，以整机带动新技术产业化落地，打造全球领先的高端装备体系。 

　　2024年4月27日，北京人形机器人创新中心在北京亦庄举行“天工发布会”，发布全球首个纯电驱拟人奔跑的全尺寸人形机器人“天工”，能以6公里/小时的速度稳定奔跑，人形机器人发展史再迎里程碑时刻。

语源

　　Android一词，源自希腊语词根andro-（人、男性）和后缀-oid（形似的）两者组合而来。鉴于“andro-”具有男性的意味，一些作品中将女性android称为Gynoid以示区别。

　　牛津英语词典中将这个词的最早使用追溯到1728年Ephraim Chambers所编撰的《百科全书》（这本书是以英文编撰的最早的百科全书之一），是关于一种据称是艾尔伯图斯·麦格努斯（约1200年－1280年）制作的自动机。

　　Android这个术语早在1863年就出现在美国专利文献中，指代小型的人形玩具自动机。Android这个术语更具现代意义的用法出现在法国作家维利耶·德·利尔-阿达姆的小说《未来夏娃》（1886年），小说描述了一种人造的女性机器人。 自杰克·威廉森的《The Cometeers》（1936年）开始，android这个术语很大程度上影响了英文科幻杂志《pulp杂志》。而机械感的机器人（robot）和肉感的人型机器人（android）之间的差异则由Edmond Hamilton的《未来舰长》（1940–1944年）普及开来。

应用场景

　　人形机器人的应用场景非常广泛，可以渗透到各个行业和领域。以下是人形机器人的一些主要应用场景：

服务行业：

　　酒店、餐厅、商场等场所的客户服务，如接待客人、提供信息、引导方向等。人形机器人可以24小时不间断地工作，提高服务效率和质量。

教育领域：

　　教育机器人可以通过语音交互和动作演示来帮助学生更好地理解和掌握知识，特别是在语言、数学、科学等学科的教学中。它们还可以作为互动学习工具，吸引学生参与课堂互动，从而提升学习效果。

医疗保健：

　　人形机器人在医疗领域可以发挥重要作用，如协助医生进行手术、照顾病人、提供康复训练等。它们能够减轻医护人员的工作负担，同时为患者提供更精确、个性化的医疗服务。

工业制造：

　　在工业制造领域，人形机器人可以协助完成生产任务，如装配、搬运、焊接等。这不仅能提高生产效率，减少人力成本，还可以避免工人在危险环境中工作，增加工作安全性。

家庭服务：

　　人形机器人还可以用于家庭服务，如照顾老人、儿童，以及执行一些简单的家务任务，如打扫卫生、做饭等。它们能够为家庭成员提供更多的便利和支持。

　　此外，人形机器人还可以在灾难救援、空间探索、娱乐和社交等领域发挥作用。随着技术的不断进步和完善，人形机器人的应用场景将会更加广阔和多样化。

　　总的来说，人形机器人凭借其独特的仿人形态和智能化功能，正在逐渐渗透到我们生活的方方面面，为人们的生活带来便利和革新。

发展前景

　　人形机器人作为一种集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的智能化装备，其发展前景被广泛看好。以下是对人形机器人发展前景的详细分析：

一、产业规模与增长预测

　　市场规模扩大：赛迪研究院预测，在政府引导和投资驱动下，2024年和2025年人形机器人产业将持续高速增长，预计2026年我国人形机器人产业规模将突破200亿元。另有市场研究报告预测，到2029年，中国人形机器人市场规模将达到约750亿元，占全球总量的32.7%。

　　全球出货量增长：Omdia的最新研究《机器人硬件市场预测》表明，到2027年全球人形机器人出货量预计将超过10000台，到2030年将达到38000台，期间的复合年增长率为83%。

二、技术创新与突破

　　硬件系统升级：未来的人形机器人将配备高爆发电机、高算力芯片、精密减速器、高精度传感器和长续航电池，构建起更加稳定、高性能的硬件系统。

　　AI技术融合：利用神经网络、图语法、进化算法等AI技术，根据场景和任务需求自动构建人形机器人的腿足、手臂、躯干等模块，实现形态和控制的协同优化。

　　多模态信息融合：融合语音、图像、文本、传感信号、3D点云等多模态信息，提升人形机器人在复杂场景任务中的泛化能力。

　　“软补硬”技术：在硬件性能不足时，通过软件系统弥补硬件不足，实现高水准任务执行。

三、应用领域拓展

　　工业制造：人形机器人可以替代人类完成繁重、危险或重复性高的工作，提高生产效率和质量。特别是在汽车、电气设备生产和零部件加工等领域，人形机器人正成为提升生产效率和质量的重要工具。

　　医疗健康：作为辅助医疗设备，为患者提供康复训练和日常护理等服务。随着人口老龄化和劳动力短缺问题的加剧，人形机器人在家庭护理、医疗辅助等领域的需求也将持续增长。

　　服务业：用于接待、导览、送餐等场景，提升服务质量和客户满意度。此外，人形机器人还可以应用于商超、酒店引导与迎宾场景，以及养老社区的下棋、伴舞等娱乐场景。

四、政策支持与产业环境

　　政策扶持：各地政府高度重视人形机器人产业的发展，纷纷出台相关政策和规划，加大扶持力度。例如，设立专项扶持资金、搭建产学研用合作平台等。

　　产业集聚：北京、上海、深圳等地方政府积极跟进，相继推出了人形机器人发展相关政策，以推动人形机器人产业创新发展，实现产业聚集。这些地区已形成了较为完整的产业链和生态圈，为人形机器人的发展提供了有力支撑。

　　资本市场关注：多家投资机构表示，人形机器人产业具有巨大的市场潜力和成长空间，是未来的投资热点之一。随着政策的持续支持和技术的不断进步，人形机器人产业将迎来更加广阔的发展空间。

五、国际合作与竞争

　　全球竞争格局：从产业布局及发展情况来看，中日美三国在人形机器人领域的发展较为领先，三者有着共同的优势，包括强大的科研实力、充足的资金支持以及广阔的应用市场。此外，法国、德国、意大利等欧洲国家也拥有较强的技术创新优势。

　　国际合作：人形机器人技术的研发和应用需要全球范围内的合作与交流。未来，随着人形机器人产业的不断发展，国际合作将成为推动产业进步的重要力量。

　　综上所述，人形机器人发展前景广阔，将在工业制造、医疗健康、服务业等多个领域发挥重要作用。随着技术的不断突破和应用场景的拓展，人形机器人将成为推动经济高质量发展的新引擎。

产业链

　　人形机器人产业链涵盖了从上游的零部件和系统，到中游的研发和生产，再到下游的广泛应用。以下是对人形机器人产业链的详细梳理：

一、上游产业链

　　上游主要是零部件和软件系统供应商，包括核心零部件和系统软件，这些是人形机器人的“筋骨”和“大脑”。

　　核心零部件：

　　电机：如伺服电机、无框力矩电机等，为机器人提供动力。

　　减速器：如谐波减速器、行星滚柱丝杠等，确保机器人运动的精确性和平稳性。

　　传感器：如激光雷达、3D视觉传感器、触觉传感器等，用于环境感知和数据采集。

　　控制器：负责处理感知数据并控制机器人的动作，实现自主导航、运动控制等功能。

　　AI芯片：随着AI技术的发展，AI芯片在人形机器人中的应用越来越广泛，成为实现具身智能的关键。

　　系统软件：

　　操作系统：为机器人提供底层支持，管理硬件资源，运行各种应用程序。

　　算法软件：包括环境感知算法、运动控制算法、人机交互算法等，使机器人具备自主导航、避障、语音识别、图像识别等能力。

　　上游零部件和软件系统的质量和技术水平直接影响到机器人的性能和稳定性。目前，这一环节的技术壁垒较高，是机器人产业需要重点突破的领域。同时，随着国产机器人硬件的不断迭代升级和量产化，国产替代的趋势尤为明显。

二、中游产业链

　　中游是人形机器人本体的制造商，负责将各个零部件组装成完整的机器人产品，并进行测试和质检。

　　主要活动包括：

　　本体设计：根据使用场景和功能需求，设计机器人的外观、结构和运动方式。

　　系统集成：将机械、电子和软件模块进行集成，确保各个部分能够协调工作。

　　测试与优化：对机器人进行全面的功能测试和性能调优，确保机器人的性能稳定、可靠。

　　批量生产制造：根据设计和测试结果，进行机器人的批量生产制造，确保机器人的一致性和可靠性。

　　中游环节汇聚了众多企业的智慧和力量，是机器人产业技术创新和产业升级的关键环节。目前，国内已经涌现出一批有竞争力的中游企业，逐步在机器人整机制造环节形成了有梯队有竞争力的公司。

三、下游产业链

　　下游是人形机器人的终端应用市场，包括医疗、教育、救灾救援、公共安全、生产制造、家庭陪护等多个领域。

　　主要应用领域包括：

　　工业制造：如汽车生产线上的操作、维护和检测等，提高生产效率，降低人力成本。

　　医疗健康：如协助医生进行手术操作，提供康复护理等，为医疗行业带来革命性的变化。

　　服务领域：如酒店、餐厅等场所的服务机器人，提供简单交流、送餐、扫地等服务，提升服务质量和效率。

　　家庭陪护：如陪伴老人、儿童，提供日常辅助、健康监测和情感陪伴等，随着人口老龄化的加剧，家庭陪护机器人市场潜力巨大。

　　特种作业：如灾害救援、危险作业、深海探测等，机器人可以在恶劣环境下工作，保障人员安全。

　　下游产业链的发展受到政策、技术、市场等多方因素的推动。随着应用场景的不断拓展和普及，人形机器人市场有望迎来爆发式增长。

四、发展趋势

　　1、规模化生产导致成本下降：随着人形机器人技术的成熟和量产化，生产成本将逐步降低，推动人形机器人进入更广泛的应用领域。

　　2、零部件国产替代加速：在传感器、无框力矩电机、滚柱丝杠、谐波减速器等成本占比较高的零部件领域，国产替代的潜力巨大。国产厂商正凭借成本优势和技术进步，在人形机器人产业链中崭露头角。

　　3、AI赋能加速产业化：AI技术的进步为人形机器人注入了强大的“大脑”，使机器人具备更强的自主学习和决策能力，推动人形机器人从实验室走向商业化应用。

　　4、应用场景不断拓展：从工业制造到家庭服务，从医疗健康到特种作业，人形机器人的应用场景将更加广泛，为人类的生活和生产带来更多的便利和惊喜。

五、重点企业布局

　　国际企业：

　　特斯拉：凭借其在电动汽车领域的成功经验，强势入局人形机器人市场。其Optimus机器人已经具备了自主行走、自动充电、物品搬运等多项能力，并计划在2025年小批量生产。

　　波士顿动力：以Atlas机器人为代表，展示了人形机器人在复杂环境下的运动能力和平衡能力，为行业树立了标杆。

　　国内企业：

　　华为：全球具身智能产业创新中心的正式运营，标志着华为在人形机器人领域的全面入局。华为计划整合各部门的具身智能相关能力，为合作伙伴提供智能化技术支持。

　　小米：凭借其在智能终端领域的深厚积累，推出了首款全尺寸人形仿生机器人CyberOne，并不断加大在人形机器人领域的投入。

　　优必选：国内领先的人形机器人企业，其Walker S1机器人已经进入奥迪、比亚迪工厂承担质检与搬运任务。

　　宇树科技：发布了低价人形机器人Unitree G1，凭借其亲民价格和强大的性能，有望推动人形机器人进入千家万户。

　　智元机器人：接连发布全国首个通用具身智能基座大模型——智元启元大模型GO-1，以及能骑自行车的双足人形机器人灵犀X2，展现了在具身智能领域的强大实力。

六、政策支持

　　各国政府纷纷出台政策支持人形机器人产业的发展。例如，我国工业和信息化部发布了《人形机器人创新发展指导意见》，明确到2025年人形机器人创新体系初步建立，培育2-3家有全球影响力的生态型企业和一批专精特新中小企业。同时，各地政府也积极布局人形机器人赛道，出台相应举措支持产业发展。

　　综上所述，人形机器人产业链涵盖了从上游的零部件和系统，到中游的研发和生产，再到下游的广泛应用。随着技术的不断进步和应用场景的不断扩大，人形机器人产业将迎来爆发式增长，成为未来科技领域的重要方向。