——科技越是進化，就越接近生命的形態(tài)

　　2023年，人形仿生機器人迎來了高光時刻，而在這大潮中，汽車制造商是一支不可忽視的力量，先有新能源汽車翹楚特斯拉的馬斯克，再有投身汽車的小米雷軍，更有造車新勢力之一的小鵬。

　　這些汽車行業(yè)的領(lǐng)軍人物，之所以會做人形機器人，其實也是看到了人形機器人關(guān)鍵技術(shù)進步，諸如算力提升、核心元器件性能提升、人工智能技術(shù)進步等與汽車制造、特別是自動駕駛有著千絲萬縷的聯(lián)系。

　　一、汽車制造，鐘愛仿生機器人

　　人型仿生機器人是技術(shù)、制造、服務(wù)三個核心能力的交匯點，也是軟硬件跟AI技術(shù)融合的制高點，是智能制造皇冠上的明珠。人型機器人儼然成為眾多科技公司、產(chǎn)業(yè)大鱷展現(xiàn)自己綜合研發(fā)實力最好的產(chǎn)品，汽車制造商就是其中的重要代表。

　　2022年9月，在股東大會上，特斯拉推出了人形機器人擎天柱（Optimus）首秀，能自由行走、靈活抓取放下物體；在2023年特斯拉股東大會上，擎天柱進化了不少，腳步更加順暢，動作更加熟練，可以自主地對物體進行分類；馬斯克表示，未來擎天柱業(yè)務(wù)線比汽車更重要、更值錢。

　　小米是在2018年成立了機器人實驗室，并在2021年對外發(fā)布了第一代四足機器人CyberDog；而小米全尺寸人形仿生機器人CyberOne，名為“鐵大”，搶在馬斯克前，于2022年8月正式對外發(fā)布。

　　馬斯克與雷軍一個是世界新能源汽車翹楚，一個是國內(nèi)智能手機的領(lǐng)軍人物、智能汽車的后來居上者，同時跨界進入了人型仿生機器人領(lǐng)域。

　　如果說特斯拉與小米，是先行者，那么，造車新勢力的小鵬則是跟隨者，于今年10月24日，發(fā)布了其首款人形機器人，代號為PX5，具有類人般的平衡能力，十分靈活的雙臂。

　　何小鵬希望，在明年的這個時點到來時，雙足機器人已經(jīng)在小鵬自己的體系里使用，但就目前來說，小鵬的人形機器人項目仍處于初級階段。

　　小米人形機器人選擇了從智能制造領(lǐng)域切入，從零部件到硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、運控、感知等各個維度全覆蓋，已完成了一代雙足機器人的原型機研發(fā)以及兩代四足機器人的研發(fā)。

　　伴隨著智能制造的推進，小米對仿生機器人理解逐步加深，逐步形成了對未來工廠和機器人的認(rèn)知。小米仿人機器人正扎根小米智能生產(chǎn)線上一個場景，在多個功能上做產(chǎn)品技術(shù)的驗證，以實現(xiàn)仿人機器人在制造場景當(dāng)中的數(shù)據(jù)積累和模型迭代。

　　在人形機器人研發(fā)上，小米堅持開源開放，為超過116家科研院所、高校、機構(gòu)提供全套的開源平臺。

　　人形仿生機器人，既然強調(diào)”人形“，其產(chǎn)品方向就要有類人的人體，能夠?qū)崿F(xiàn)空間的運動可達，既包括上肢操作需要觸達的空間，又包括移動所需要的運動空間；進一步需要有類人的感知，能夠快速適應(yīng)各種變化的環(huán)境，調(diào)動器官做出多維度的環(huán)境信息抽??；再進一步，有類人的人腦，通過小腦做出動作，通過大腦進行決策，實現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境當(dāng)中操作多種機器設(shè)備的通用性。

　　汽車制造流程的總裝環(huán)節(jié)當(dāng)中，仍然是重人力的環(huán)節(jié)，95%是人工，現(xiàn)行的機械臂難以完成，需要人形機器人來替代，這也許是汽車制造商嵌入人形機器人開發(fā)的另一個原因。

　　實際情況是，人形機器人作為模仿人類的擬態(tài)物，相比機械臂等傳統(tǒng)機器人，能無縫在眾多場景替代人類工作，特斯拉的超級工廠不下10個，如果能打造一個人形機器人來代替工廠中重復(fù)勞動的員工，將顯著降低生產(chǎn)成本。

　　二、技術(shù)遷移，拓展產(chǎn)品邊界

　　為什么汽車制造商樂于人形機器人的開發(fā)？最直接的回答是自動駕駛技術(shù)，可以遷移到仿生機器人的制造上，因為自動駕駛技術(shù)與仿人機器人一脈相承。

　　自動駕駛技術(shù)從其汽車轉(zhuǎn)移到人型機器人，并經(jīng)過調(diào)整以適應(yīng)機器人的身體和不同的工作環(huán)境。自動駕駛為機器人搭建技術(shù)框架，機器人的反饋機制本質(zhì)上是與自動駕駛相同的架構(gòu)，即感知層-決策層-執(zhí)行層。

　　比如，特斯拉二代人形機器人擎天柱，亮點是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完全端到端訓(xùn)練：輸入視頻，輸出控制；這類似于特斯拉自動駕駛FSD V12開發(fā)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練 —— 處理所有輸入信號，輸出駕駛決策。

　　再比如，特拉斯仿人機器人可直接復(fù)用其電動車成熟的視覺系統(tǒng)，F(xiàn)SD是特斯拉的自動駕駛解決方案，也是特斯拉人形機器人的“大腦”。

　　特斯拉研發(fā)人形機器人的初衷便是最大程度上利用特斯拉在造車和自動駕駛方面的優(yōu)勢，特別是自動駕駛研發(fā)過程中積累的算法經(jīng)驗、數(shù)據(jù)驅(qū)動能力、AI芯片能力、模型訓(xùn)練能力等，而電控系統(tǒng)、控制算法可以借鑒和利用汽車智能技術(shù)。

　　特斯拉已經(jīng)打通了FSD軟件（完全自動駕駛）和機器人的底層模塊，在自動駕駛上的積累將使得人形機器人全面受益。特斯拉FSD系統(tǒng)已有海量數(shù)據(jù)儲備，開發(fā)人形機器人可節(jié)省大量前期費用，比如，特斯拉的人形機器人可以較好地利用起FSD中的Occupancy Network的語義感知能力，從而與周圍環(huán)境互動。

　　對于人形機器人，特斯拉采用車域控制器的控制方式并復(fù)用自動駕駛系統(tǒng)，通過閉環(huán)數(shù)據(jù)引擎，不斷升級的感知、規(guī)劃控制算法以及高算力、模型訓(xùn)練效率，打通“感知-認(rèn)知-決策”鏈路，使人形機器人擁有了智能屬性。

　　智能駕駛是小鵬汽車顯著標(biāo)簽，小鵬汽車雙足機器人將融合小鵬在智能駕駛和智能座艙上的新技術(shù)，何小鵬覺得造人形機器人和做汽車自動駕駛是異曲同工，AI汽車和機器人在非常多的技術(shù)能力上是一致的。

　　小鵬的機器人將集合XNGP、XEEA電子電氣架構(gòu)、XPower、XGPT靈犀大模型、XOS等智能汽車同源技術(shù)。

　　小米的智能電動汽車賽道，與人形機器人技術(shù)復(fù)用和遷移，小米的仿人機器人CyberOne更多的采用了以高性能、小型化電機為主的干系統(tǒng)，迎合了新能源時代下智能汽車從濕系統(tǒng)逐步替換成干系統(tǒng)的大趨勢。

　　Agility Robotics 與福特汽車公司宣布建立合作伙伴關(guān)系，開發(fā)結(jié)合了福特的自動駕駛汽車技術(shù)和Digit機器人的“最后一英里”無人物流解決方案。

　　當(dāng)然，自動駕駛?cè)匀皇窃诘缆方煌ㄓ邢迗鼍跋碌穆窂揭?guī)劃技術(shù)，而人形機器人則是全場景的路徑規(guī)劃，面對的情況更加豐富，因此，所有的人形仿生機器人都一樣，都是處在持續(xù)演進過程中。

　　其實，人形機器人是自動駕駛技術(shù)的終極形態(tài)，自動駕駛的本質(zhì)就是有輪子的機器人，人形機器人與自動駕駛互相成就。人形機器人上驗證成熟的技術(shù)也有機會支援造車，機器人的感知層和決策層還可直接復(fù)用自動駕駛技術(shù)上。比如SLAM是仿生機器人上的比較大的一個攻克技術(shù)點，如果視覺SLAM做好的話，自動駕駛的避障等問題也就迎刃而解了。

　　同時，汽車制造商可以在內(nèi)部協(xié)同智能制造部門、人工智能部門、自動駕駛部門和機器人部門來搭建通用的平臺，通過復(fù)用自動駕駛方案，實現(xiàn)軟硬件一體化發(fā)展。

　　另外，汽車工業(yè)可以在自有制造體系當(dāng)中不斷地研發(fā)和迭代機器人的產(chǎn)品，因為他們可以在汽車制造生產(chǎn)線真實的生產(chǎn)環(huán)境當(dāng)中，不斷積累實時的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過感知、學(xué)習(xí)執(zhí)行迭代閉環(huán)，不斷優(yōu)化升級仿人機器人。

　　總之，人形機器人是汽車“科技生態(tài)”自然進化而來的產(chǎn)物，貫穿其中的是一套不斷融合進化的技術(shù)體系。融合進化，是指看似已成熟的技術(shù)用在新的領(lǐng)域就會暴露出新的問題，然后才有機會做出改進。而通過融合創(chuàng)新和改進的技術(shù)還可以在科技生態(tài)內(nèi)的各個場景里相互遷移。

　　三、示范未來，迎來行業(yè)高光

　　不論是雷軍，還是馬斯克、間或何小鵬，其首款人形機器人是「商業(yè)操作」還是「技術(shù)延伸」，他們作為汽車行業(yè)的領(lǐng)軍人物，其意義在于它們這樣的頭部科技企業(yè)、產(chǎn)業(yè)資源為市場樹立了人形機器人制造的標(biāo)桿作用，起到帶動作用。

　　一個產(chǎn)品真正要從實驗室里走出來，需要產(chǎn)業(yè)界給予很多關(guān)注，馬斯克，作為產(chǎn)業(yè)界比較有影響力的人，代表汽車制造產(chǎn)業(yè)力量進到這個領(lǐng)域，則會更容易將人形機器人推向量產(chǎn)，甚至商用，改變了一臺人形機器人要幾百萬、上千萬，離商用遙遙無期的狀況。

　　可以這樣說，從人形機器人的發(fā)展史來說，本田ASIMO、波士頓動力Atlas代表的技術(shù)驗證期，而以特斯拉Optimus為代表汽車制造商機器人產(chǎn)業(yè)，則是商業(yè)試水期，一個新的機器人時代正在開啟。

　　相比于學(xué)院派，初創(chuàng)公司，產(chǎn)業(yè)資本為代表汽車工業(yè)致力于仿人機器人，必將利用其產(chǎn)業(yè)資源，使仿人機器人技術(shù)取得飛躍。

　　人形機器人的核心技術(shù)，是高性能的關(guān)節(jié)電機驅(qū)動技術(shù)，一個人型機器人至少得搭載20個以上的關(guān)節(jié)電機，占其成本三分之一以上，并且控制實時性要求非常的高，這對于投入新興科研領(lǐng)域巨大的汽車工業(yè)，有其制造優(yōu)勢。

　　例如小米仿人機器人CyberOne上肢關(guān)節(jié)電機，是小米自研了一枚重量僅為500g，額定輸出扭矩高達30N·m的高效電機，保證了上肢靈活性；髖關(guān)節(jié)主要電機瞬時峰值扭矩可達300N·m，配合自研的人形雙足控制算法，行走姿態(tài)更加平穩(wěn)。

　　汽車制造商接二連三地推出仿人機器人，必將帶動仿人機器人研發(fā)和廣泛應(yīng)用，拓展仿人機器人在汽車制造場景之外，更多場景中的應(yīng)用和價值的實現(xiàn)。

　　全尺寸人形仿生機器人，是解決綜合問題最高效的形態(tài)之一，是機器人領(lǐng)域公認(rèn)的終極方向，同時也是技術(shù)難度最大、需要投入最多的。人類雙足直立行走、雙手操作工具都是歷經(jīng)上百萬年進化而來，靠人為設(shè)計去模仿逼近，工程難度可見一斑。

　　特斯拉擎天柱Optimus問世前，人形機器人存在成本高、不智能、控制水平差的缺陷，無法實現(xiàn)量產(chǎn)。特斯拉等汽車工業(yè)的入場突破了不智能、難控制的缺陷，兼具性能與性價比。

　　小米仿人機器人CyberOne搭載自研Mi-Sense深度視覺模組，做到對環(huán)境的全面理解，多模態(tài)結(jié)合的推理和交互，擁有完整的三維空間感知能力。

　　越來越多人形機器人產(chǎn)品涌現(xiàn)出來，必然將反向推動人形機器人核心零部件迎來一波迭代升級，促進了行業(yè)的發(fā)展。有人預(yù)測，人形機器人25年起步，30年開始爆發(fā)。

　　從整個行業(yè)角度來說，打造人形機器人產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈至關(guān)重要，不僅有強大的研發(fā)能力，還要有強大的制造能力，從而推動產(chǎn)業(yè)快速迭代。

　　歸根結(jié)底，人形機器人是由人類打造、為人類服務(wù)的機器人。細分來看，各企業(yè)研發(fā)方向又有不同：特拉斯的仿人機器人，明言主打“智能制造”，定位為解放勞動力，可替代 4 億崗位；馬斯克的構(gòu)想落地場景是工業(yè)領(lǐng)域，尤其是工廠，在工業(yè)場景，會有很大的增量市場空間。

　　目前，特斯拉的人形機器人實際上已經(jīng)在流水線工廠中進行實際場景驗證，擎天柱已經(jīng)在特斯拉弗里蒙特工廠試驗簡單工作，如移動零件或用扳手將螺栓固定在汽車上。

　　而小米，則強調(diào)仿生機器人的服務(wù)功能，依托人形更好的研究人感知、認(rèn)知、決策、執(zhí)行過程從而更好服務(wù)于人。

　　但對于人形機器人在未來工廠的應(yīng)用，小米有一個721黃金法則，即在未來的智造體系里，自動化設(shè)備、仿人機器人、人將以7比2比1黃金法則來組成，打出高效的配合戰(zhàn)，也就是說，20%工作量由仿人機器人來完成。

　　在后人工智能時代，仿生機器人將取代人類進行勞動，仿生機器人在制造系統(tǒng)的落地可分階段進行，發(fā)展路徑為從單點到多點，然后融入到智能制造系統(tǒng)當(dāng)中進行規(guī)?；膽?yīng)用，最后發(fā)展為生態(tài)。

　　仿生機器人的終極目標(biāo)是，覆蓋高復(fù)雜度、高柔性需求的場景，實現(xiàn)柔性制造與跨系統(tǒng)的協(xié)同。機器學(xué)習(xí)、大模型等人工智能技術(shù)的發(fā)展，以及芯片處理能力的提升，讓人形機器人有了更好的技術(shù)基礎(chǔ)，為機器人能力泛化帶來了強大的引擎和更多可能，推動人形機器人向著智能化再進一步。

　　目前，國內(nèi)的人形機器人普遍是趨于單體控制，考慮到多機器人協(xié)同性以及任務(wù)規(guī)劃性，發(fā)展方向肯定會趨于一個集群控制，協(xié)同作業(yè)。

　　人形機器人投入成本高、回報周期長，商業(yè)化進展上這幾年也經(jīng)歷了一番波折，邁過技術(shù)驗證階段之后，想要把機器人打造成一款產(chǎn)品推向市場還有很長的路要走。

　　我們知道，隨著仿人機器人產(chǎn)業(yè)的成長，相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)體系的同步搭建也需要不斷完善，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和成熟僅靠一兩家企業(yè)是不夠的，需要一起推動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　我們相信，科技資源與產(chǎn)業(yè)資源共同推動機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，深耕底層技術(shù)，長期的持續(xù)投入，軟硬件的深度融合和AI的全面賦能，一個由智能機器、仿人機器人和人類專家共同組成的人機一體化時代，一定會加速到來。

　　結(jié)語：通過逐級的開發(fā)、不斷的進化，實踐，沉淀，挖掘了人類自身獨特的運動機制，并突破性地轉(zhuǎn)化，仿人機器人將具有比人優(yōu)秀的特質(zhì)。我們相信，未來的仿人機器人有龐大的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，產(chǎn)生多元的應(yīng)用價值，最終形成豐富的應(yīng)用場景生態(tài)。