集成人工智能ღღღ★、高端制造ღღღ★、新材料等先进技术ღღღ★，有望成为继计算机ღღღ★、智能手机ღღღ★、新能源汽车后的颠覆性产品ღღღ★，”这是2023 年工信部发布的《

　　高盛最新预测人形机器人市场规模在2035年将达到378亿美元ღღღ★，相较2022年60亿美元的预测值提升了6倍多ღღღ★。对此ღღღ★，高盛指出ღღღ★，技术进步是推动市场增长的关键因素ღღღ★，同时高规格机器人物料成本在一年内下降40%左右ღღღ★。因此高盛预计人形机器人将可更快实现盈利ღღღ★，对人形机器人出货量的测算相较2022 年增加了4倍ღღღ★，达140万台ღღღ★。在落地时间方面ღღღ★，制造业领域的应用时间在2024年就将开始ღღღ★，消费者端的应用时间也将提早到2028年ღღღ★。

　　关于未来ღღღ★，按照特斯拉CEO 马斯克的乐观预测ღღღ★，假设人形机器人与人口比例为2:1ღღღ★，人形机器人需求量有望达到100~200亿台ღღღ★，人类对人形机器人的需求甚至会远远超过汽车ღღღ★。

　　那么ღღღ★，目前各行各业已有了越来越多的机器人ღღღ★，为何要造人形机器人？人形机器人的应用和技术特点是什么？纵观发展历史ღღღ★，目前的人形机器人处于什么阶段？

　　首先ღღღ★，相比四足机器人ღღღ★、机械臂等传统机器人设备ღღღ★，具有更强的通用性ღღღ★。一台人形机器人可以替代多种单一功能设备ღღღ★，也可以应用在多种生产生活场景中ღღღ★。

　　其次ღღღ★，作为一种模仿人类外观ღღღ★、形态和行为能力的智能机器人ღღღ★，人形机器人可以无缝使用人类所有基础设施和工具ღღღ★，融入人类社会ღღღ★。

　　再有ღღღ★，通过AI尤其是生成式AI赋能ღღღ★，给机器人带来了“大脑”ღღღ★，可实现自然的语言交互与行为动作ღღღ★，使其形态ღღღ★、交流ღღღ★、工作能力更像人ღღღ★。

　　因此在特种环境应用ღღღ★、智能制造ღღღ★、医疗ღღღ★、教育ღღღ★、家政等领域有广泛的应用前景ღღღ★，有望颠覆一些领域现有的发展格局ღღღ★。

　　答案是智能制造领域ღღღ★。人形机器人正进入工厂ღღღ★，可代替部分重复性岗位ღღღ★，特别是当前工业机器人无法胜任的长尾工种ღღღ★。业界普遍预期ღღღ★，汽车生产线是人形机器人首个落地场景ღღღ★。因为ღღღ★：①汽车业劳动力短缺和成本上涨ღღღ★，促使车企加快拥抱生产自动化k8·凯发(国际)ღღღ★。②相较于汽车ღღღ★，其他行业（例如3C 制造和医疗等领域）的零部件更为精细ღღღ★，对于机器人执行能力的精准性要求更高ღღღ★，更为复杂ღღღ★。

　　在汽车制造中ღღღ★，目前在总装环节的自动化程度相对较低ღღღ★，是人形机器人可以发挥作用的机会点ღღღ★，其余制造环节已有工业机器人的成熟部署ღღღ★。例如汽车总装部分的安装汽车内饰ღღღ★、贴车标ღღღ★、玻璃窗打胶等ღღღ★，工业机器人还没能替代人类ღღღ★。这是因为车的结构完全是按照人体的活动特点进行设计的ღღღ★，普通工业机器人无法像人一样自由弯腰ღღღ★、下蹲来执行一些装配工作ღღღ★；相对而言ღღღ★，人形机器人拥有更灵活的移动能力ღღღ★，可以将现在仍由人类操作的岗位进一步自动化ღღღ★。

　　在商业化落地方面ღღღ★，车企已开始为机器人的场景化应用与训练提供平台ღღღ★，例如ღღღ★，今年1 月ღღღ★，美国Figure AI同宝马签署了一项合作协议ღღღ★，计划在宝马位于美国南卡罗来纳州的汽车制造车间部署人形机器人ღღღ★。今年2 月下旬和父母换着玩ღღღ★，优必选首次公开最新版人形机器人Walker S在蔚来合肥汽车第二先进制造基地总装车间“实习”的画面（图1）ღღღ★，视频展示了Walker S 完成车门锁质检ღღღ★、安全带检测ღღღ★、车灯盖板质检ღღღ★、贴车标等任务ღღღ★，人形机器人展现出精巧的身体控制能力ღღღ★。3 月15 日ღღღ★，梅赛德斯- 奔驰宣布将Apptronik公司研发的Apollo人形机器人引入生产线和父母换着玩ღღღ★，以应对低技能ღღღ★、重复性工作岗位的劳动力短缺ღღღ★。

　　在其他领域方面ღღღ★，有专家认为人形机器人会首先替代某些专用领域的工作ღღღ★，例如焊接机器人ღღღ★，然后功能再不断向外拓展ღღღ★，实现多功能化ღღღ★。因此ღღღ★，当前的一大挑战是开拓人形机器人的应用场景ღღღ★。

　　工信部《人形机器人创新发展指导意见》提出ღღღ★，到2025年ღღღ★，人形机器人创新体系初步建立ღღღ★，“大脑”“小脑”“肢体”等一批关键技术取得突破ღღღ★。

　　其中ღღღ★，“大脑”主要应对环境感知ღღღ★、行为控制和人机交互ღღღ★，“小脑”主要对应“运动控制”ღღღ★。“肢体”关键技术是执行技术群的核心ღღღ★，主要由高紧凑机器人四肢结构ღღღ★、灵巧手与骨架身体结构组成ღღღ★，技术包括仿生传动ღღღ★、拓扑优化k8·凯发(国际)ღღღ★、新材料ღღღ★、增材制造ღღღ★、一体化设计等ღღღ★。《意见》强调了轻量化和父母换着玩ღღღ★、高强度ღღღ★、高动态ღღღ★、高爆发ღღღ★、高精度ღღღ★、长续航等人形机器人需求的特点ღღღ★。

　　在人形机器人的产业链中ღღღ★，从长期看最具价值的部分在于软件ღღღ★，即能够自研或拥有AI 算法等核心技术者ღღღ★，将掌控人形机器人的发展方向ღღღ★。从目前看ღღღ★，价值占比高ღღღ★、增量空间大ღღღ★、利润可观的部分有减速器k8·凯发(国际)ღღღ★、滚柱丝杠ღღღ★、伺服电机ღღღ★、传感器等ღღღ★。

　　●关节多而精密ღღღ★。普通工业机器人的关节数量一般在2~6个左右ღღღ★，而人形机器人关节数量在40个以上ღღღ★。通常人形机器人的每个关节需要1台伺服电机ღღღ★，部分与行走平衡相关的关节对电机的高爆发力矩响应和稳定力矩输出提出了极高的要求ღღღ★。

　　●高性能ღღღ★、低成本ღღღ★。据中科院自动化所的专家介绍ღღღ★，如何让具有40 多个自由度ღღღ★、平均体积与人相当的复杂人形机器人系统精准完成各类任务ღღღ★，同时将整机成本控制在25 万元以内ღღღ★，是一个重要挑战ღღღ★。目前ღღღ★，减速器ღღღ★、伺服电机ღღღ★、控制器等核心零部件占机器人整机成本的七成以上ღღღ★。

　　●需要轻量化骨骼ღღღ★、高强度本体结构ღღღ★、高精度传感ღღღ★、全身协调运动控制和手臂动态抓取灵巧作业等技术ღღღ★。

　　●工业制造领域对机器人工作的精准度和效率要求非常苛刻ღღღ★，人形机器人在此有较大提升空间ღღღ★。业内专家认为ღღღ★，人形机器人和目前已经成熟的工业机器人是两类机器人ღღღ★，是互补关系ღღღ★，而不是竞争关系ღღღ★。工业机器人在精准高效上有非常大的优势ღღღ★，人形机器人在通用性上较有优势ღღღ★。

　　●与人类一样k8·凯发(国际)k8·凯发(国际)ღღღ★，人形机器人也有“大脑”和“小脑”ღღღ★。“小脑”的挑战包括复杂地形通过ღღღ★、全身协同精细作业等任务需求ღღღ★；“大脑”包括增强人形机器人的环境感知ღღღ★、行为控制ღღღ★、人机交互能力等ღღღ★。

　　●在系统集成方面ღღღ★，如何将感知ღღღ★、认知ღღღ★、决策ღღღ★、控制等软件算法与传感ღღღ★、机械ღღღ★、材料等硬件系统有机融合ღღღ★，形成整体性能高于单元器件性能的软硬件一体化综合系统ღღღ★，也是国内外人形机器人相关研究人员面临的共同挑战ღღღ★。

　　人形机器人技术突破背后ღღღ★，资本正大力输血ღღღ★。资本乐意输血的主要原因ღღღ★，首先与马斯克的Optimus（擎天柱）的概念诞生有很大关系ღღღ★，2021 年特斯拉AI Day上ღღღ★，Optimus完成了第一次图片亮相ღღღ★，2023年马斯克放出豪言ღღღ★，人形机器人的市场规模终有一天将超过汽车ღღღ★。其次ღღღ★，以GPT大模型为代表的生成式AI 的推出ღღღ★，将AI产业带到了一个新高度ღღღ★，“大模型+ 机器人”的具身智能兴起ღღღ★，使人形机器人不仅初具智能“大脑”ღღღ★，且“大脑”“小脑”的研发迭代速度加快ღღღ★。

　　在国际市场ღღღ★，融资不断加大ღღღ★。2024 年年初ღღღ★，挪威人形机器人公司1X Technologies收获1亿美元融资ღღღ★。更引发关注的是美国人形机器人赛道新星Figure AIღღღ★，在2月下旬完成6.75亿美元B轮融资ღღღ★，微软ღღღ★、英伟达等科技巨头投资者提供资金和技术支持ღღღ★。1X Technologies和Figure AI还有个共同的背景——得到OpenAI的加持ღღღ★。有了大模型ღღღ★，人形机器人就有了“大脑”ღღღ★，具身智能体才有望步入现实ღღღ★。

　　在国内ღღღ★，据中国机器人网统计ღღღ★，2023年国内共有9家人形机器人企业获得累计超过19亿元的融资ღღღ★，其中3家企业单轮融资金额超亿元ღღღ★。在资本一级市场上ღღღ★，2024年初的近3个多月以来ღღღ★，已有多个上亿人民币或美元的融资案例ღღღ★。例如2024 年春节前ღღღ★，杭州宇树完成了B2 轮融资ღღღ★，金额近10亿元人民币ღღღ★。二级市场上ღღღ★，人形机器人的市值也在大幅增长ღღღ★。例如优必选的市值从港股上市初（2023 年12 月29 日）的380 亿港元ღღღ★，翻番至当前（2024年4月2日）的925亿港元左右ღღღ★。

　　●传统机器人及其零部件厂商ღღღ★。例如国内的达闼和父母换着玩ღღღ★、傅里叶等ღღღ★，特点是有多年机器人及零部件的技术积累ღღღ★。

　　●智能电动车企ღღღ★。像特斯拉一样ღღღ★，小鹏也入局研发人形机器人ღღღ★，比亚迪2023 年投资押注智元机器人公司ღღღ★。马斯克曾说ღღღ★，自动驾驶的本质就是机器人ღღღ★。这种“机械+电子”的模式也是人形机器人的要素ღღღ★。车企的入局ღღღ★，一方面是自用的需要——可以在自己的汽车制造工厂落地应用ღღღ★，另一方面也可以向其他应用领域延伸发展ღღღ★。

　　●独角兽ღღღ★、初创公司ღღღ★。例如智元机器人等ღღღ★。智元2023年2月公司成立ღღღ★，其创始人之一曾是华为“天才少年”ღღღ★、坐拥250 万粉丝的B站up主——稚晖君彭志辉ღღღ★，他的搭档是上海交大教授闫维新ღღღ★。自2023年2月成立以来ღღღ★，智元机器人已马不停蹄拿下6轮融资ღღღ★，堪称VC圈最火爆项目之一ღღღ★。同年8 月发布了第一代通用型人形双足机器人“远征A1”ღღღ★。

　　2021 年特斯拉AI Dayღღღ★，所有商业化人形机器人的原型——Optimus（擎天柱）完成了第一次图片亮相ღღღ★。一年之后ღღღ★，2022 特斯拉AI Dayღღღ★，“四肢健全”的Optimus在数个成年男子的“搀扶下”正式上台与全球观众打招呼ღღღ★。2023 年和父母换着玩ღღღ★，马斯克放出豪言ღღღ★，人形机器人的市场规模终有一天将超越汽车ღღღ★，达到100亿台ღღღ★。然而ღღღ★，有人在2023年二季度时询问马斯克过去几年制造了多少台Optimusღღღ★，得到了仅“5~6”台的答案ღღღ★。巧合的是ღღღ★，这个数字与国内“人形机器人”第一股优必选在过去几年卖出的用于科研教育的人形机器人数量相当k8·凯发(国际)ღღღ★。

　　到了2023年7月ღღღ★，Optimus人形机器人在上海世界人工智能大会WAIC中完成了中国首秀ღღღ★。身高1.72mღღღ★，体重56.6kgღღღ★，拥有正常人身材的Optimusღღღ★，静态地被封存在展会的透明柜中ღღღ★。

　　2023年12月13日和父母换着玩ღღღ★，马斯克释出了Optimus第二代机器人（Gen 2）介绍视频（如图2）ღღღ★。与第一代相比k8·凯发(国际)ღღღ★，Optimus Gen 2采用了特斯拉自研的执行器和传感器ღღღ★，并在行走速度ღღღ★、平衡感和身体控制和父母换着玩ღღღ★、手部精细操作等方面有明显性能提升ღღღ★。零部件方面ღღღ★，Optimus Gen 2搭载了由特斯拉自研的执行器和传感器ღღღ★、2自由度驱动颈部ღღღ★、11自由度灵巧手ღღღ★、触觉传感器（十指）ღღღ★、执行器集成电子和线束ღღღ★、足部力/ 扭矩传感器ღღღ★、铰接式脚趾等ღღღ★。整体性能方面ღღღ★，Optimus Gen 2行走速度提高了30%ღღღ★，全身重量减轻10kgღღღ★，同时平衡力及全身控制均得到提高ღღღ★。

　　2024年1月ღღღ★，人形机器人初创公司Figure AI突然放出了公司旗下机器人Figure 01进入宝马工厂“实习”的相关资料ღღღ★，引发全球媒体关注ღღღ★。据悉ღღღ★，该公司的Figure 01机器人推出于2023年10月ღღღ★，身高1.67mღღღ★，重约60kgღღღ★，主要负责替代宝马工厂中一些原先必须由自然人承担的有一定危险系数的工作ღღღ★。Figure 01也成为了首个正式投入实际场景的人形机器人ღღღ★。

　　同期ღღღ★，Figure AI还曝出与OpenAI就具身智能开展合作ღღღ★，两者将依托语言与视频动态捕捉ღღღ★，利用机器人神经网络的分析与理解ღღღ★，希望从真正意义上实现机器人的人智ღღღ★。

　　3月中旬ღღღ★，Figure AI放出了一段基于OpenAI大模型加持的演示视频（图3）ღღღ★，demo 机器人在只有独立神经网络的支持下ღღღ★，完成了从接收人类指令ღღღ★，到执行向人类传递并放置物品的动作ღღღ★。

　　在这段视频的背后ღღღ★，demo机器人并没有任何的人为远程指令操作ღღღ★，而是依靠“端到端”神经网络与大模型的加持ღღღ★，真正实现自主运动ღღღ★。

　　Walker S身高1.70mღღღ★，外观比例更接近人类ღღღ★，搭载了41个高性能伺服关节ღღღ★，以及多维力觉ღღღ★、多目立体视觉ღღღ★、全向听觉和惯性ღღღ★、测距等全方位的感知系统ღღღ★，拥有全面升级的视觉定位导航ღღღ★、手眼协调操作ღღღ★、步态控制ღღღ★、多模态路径规划垂域模型等技术ღღღ★，机器人的自主运动及决策能力大幅提高ღღღ★，可在工厂流水线实现精准安全同步的作业ღღღ★。

　　新能源车企小鹏从2016年开始进行四足机器人研发ღღღ★，并于2023 年10 月小鹏汽车科技日上ღღღ★，带来了首款自研人形态智能机器人——小鹏PX5ღღღ★，是继特斯拉后ღღღ★，第二家车企发布自研人形机器人ღღღ★。据悉ღღღ★，该机器人仅用时5个月就打造完成ღღღ★，有双足ღღღ★，其腿部ღღღ★、膝部和脚踝区域采用高性能关节ღღღ★，具有越障能力ღღღ★，可完成 2小时以上的室内外行走和越障ღღღ★。同时ღღღ★，它还有仿生手臂ღღღ★，采用坚固且超轻量材质打造ღღღ★，仅5kgღღღ★，具备7自由度ღღღ★，重复定

　　位精度0.05mmღღღ★，单臂最大负载3kgღღღ★，负载自重比超0.6ღღღ★，最大末端线m/sღღღ★。核心的手掌部分ღღღ★，也采用超轻且坚固耐用材质ღღღ★，仅重430gღღღ★，支持11个自由度调节ღღღ★，双指保持力1kgღღღ★，采用刚柔混合驱动方案ღღღ★。值得一提的是ღღღ★，手具备末端触觉感知能力ღღღ★，可以提供对不同形状物体的抓取包覆姿态ღღღ★。

　　官方没有公布小鹏PX5智能机器人什么时候投入市场ღღღ★，以及价格ღღღ★，这并不是最终成型产品ღღღ★，还会继续打磨优化ღღღ★。

　　2023年2月公司成立ღღღ★，同年8月发布了第一代通用型人形双足机器人“远征A1”（图4）ღღღ★。远征A1身高1.75mღღღ★，重量53kgღღღ★，最高步速可达7km/hღღღ★，全身49个自由度ღღღ★，整机承重80kgღღღ★，单臂最大负载5kgღღღ★。不仅在形态上与人类相似ღღღ★，远征A1 更在双足行走ღღღ★、智能任务ღღღ★、人机互动等领域展现出业界领先的能力ღღღ★。

　　发布会现场ღღღ★，远征A1演示了一个人形机器人应有的“超能力”ღღღ★：步态平稳ღღღ★、进行3C 产品的组装装配ღღღ★、物料搬运ღღღ★，甚至于在烹饪场景中磕鸡蛋ღღღ★，帮助老人吃药ღღღ★。

　　智元自研的PowerFlow使用准直驱关节方案ღღღ★，实现了低齿槽转矩设计ღღღ★，搭配10速比以内的高力矩透明度行星减速器ღღღ★、共轭同轴双编码器ღღღ★、一体液冷循环散热系统ღღღ★，以及自研的矢量控制驱动器ღღღ★，峰值扭矩超过350N·mღღღ★，而重量仅为1.6kgღღღ★。

　　能拿起药片ღღღ★、拧开瓶盖ღღღ★，那双机械手必须足够灵巧ღღღ★，智元发布了面向下一代机器人的高自由度灵巧手SkillHandღღღ★。这款灵巧手将拥有12个主动自由度和5个被动自由度ღღღ★，所有驱动内置ღღღ★，并集成了基于视觉的指尖传感器ღღღ★，专门面向精密操作ღღღ★。

　　除了传统意义上的软硬件能力ღღღ★，远征A1发布会更惹人关注的点是ღღღ★，AI大模型来加持ღღღ★。据介绍ღღღ★，结合LLM（大语言模型）和VLM（视觉语言模型）等AI技术带来的重大突破ღღღ★，智元使机器人自主感知环境ღღღ★、理解任务ღღღ★、编排动作成为可能ღღღ★，实现了从ChatGPT到WorkGPT的扩展ღღღ★。与传统AI 技术不同ღღღ★， 智元的WorkGPT充分应用了语言和图像大模型庞大的先验知识库和强大的通识理解能力ღღღ★，并实现复杂的语义多级推理能力ღღღ★，也就是所谓的“思维链”ღღღ★。

　　远征A1 将在2024 年快速进入商业化落地ღღღ★。将首先应用于工业智造领域ღღღ★，随后逐步走向家庭ღღღ★，协助工人ღღღ★、科研人员和家庭成员完成各种任务ღღღ★。

　　人形机器人的发展史可追溯到15 世纪的达·芬奇时代ღღღ★，现代意义上的类人机器人研制源自20 世纪上半叶的美国ღღღ★，但线 年代ღღღ★。从那时至今ღღღ★，人形机器人的发展可分为四个阶段ღღღ★：

　　1.全尺寸机初步行走阶段ღღღ★。日本早稻田大学打造的WABOT-1为代表的机器人ღღღ★，诞生于1967年ღღღ★，行动能力相当于1岁的婴儿ღღღ★。有26个关节ღღღ★，胸部装有两个摄像头ღღღ★，手部有触觉传感器ღღღ★。其主要创造者加藤一郎被誉为“世界仿人机器人之父”ღღღ★。

　　2.能力破冰时期ღღღ★。代表产品是本田人形机器人阿西莫（ASIMO）(1986 年研发ღღღ★，2000 年推出) 等为代表的系统高度集成的机器人ღღღ★。可以实现最高6 km/h 的行走速度ღღღ★，可实时预测下一个动作并提前改变重心ღღღ★，还能握手ღღღ★、挥手ღღღ★、随音乐跳舞等ღღღ★。但是2022 年3 月ღღღ★，ASIMO正式宣告退役ღღღ★，以专注于该技术的更多实际应用ღღღ★。

　　3.以强复合运动能力为特征的技术突破发展阶段ღღღ★。突出代表为波士顿动力Atlasღღღ★，2009 年问世ღღღ★，2013 年7月公开发布ღღღ★。在28个液压驱动器的驱动下可在复杂障碍环境内做跳跃ღღღ★、翻滚ღღღ★、小跑ღღღ★、三级跳等高难度动作ღღღ★。但是Atlas追求的是技术上的极致ღღღ★，成本动辄上百万美元ღღღ★，较难商业化ღღღ★。

　　4.产业化落地阶段ღღღ★。以特斯拉Optimus 机器人为代表ღღღ★，该阶段尚处于发展前期ღღღ★。Optimus 出现的意义不仅在于其具备精准把控动作力度ღღღ★、看路记路ღღღ★、根据人类动作范例进行端到端动作操控等惊人能力ღღღ★，更在于其遍布全球道路ღღღ★、拥有大量数据和实践经验的特斯拉汽车共享神经网络（NN）ღღღ★，且二者都安装了相同的无人驾驶系统ღღღ★。特斯拉基于汽车的技术ღღღ★、品牌和市场积累ღღღ★，将同一能力尤其是在顶层数据和技术开发上的突破向机器人迁移ღღღ★，长期看有助于人形机器人成本的下降ღღღ★。凯发一触即发k8·凯发(中国)天生赢家·一触即发ღღღ★，天生赢家ღღღ★，