人形機器人,進廠“實習”

小花襖、紅手絹,央視蛇年春晚上,「賽博秧歌」驚艷亮相。機器人頗為奇特的跳舞畫風,誕生了不少表情包,也讓背後的公司——宇樹科技,再度出圈。

去年末今年初,以宇樹科技、深度求索(DeepSeek)為代表被合稱為“杭州六小龍”的6家“科技新貴”引起海內外關注,被稱為“神秘的東方力量”。今年春節前後,它們的熱度持續升溫。

“近幾個月語言大模型、推理大模型正在高速發展,給具身智能機器人行業不斷注入動力和信心。”

從做產品,到“真正去工廠、餐飲商超施工”,董瑾怡在人形機器人領域深耕已久。她告訴澎湃新聞記者,理想中的具身智慧機器人,在收集大量場景動作數據之後,透過深度學習實現泛化,識別和執行長鏈任務,擁有自主完成任務的能力。

“但目前的技術尚無法完全取代人類,所以需要小步快跑、拆分得到合理的任務序列。”

從技術上來看,過去的一年,雙臂和雙足都有發展,但也都面臨挑戰。 「雙足難點在於續航力和穩定性,上肢難點在於複雜動作的精細化控制。由人工智慧判斷並分割任務,減少傳統規則控制的介入,形成適用隨機化物理參數的通用上肢模型。」董瑾怡說。

大模型、「具身智能」已成為近年來科技界的新熱點。如果將大模型視為“靈魂”,“具身智能”賦能的人形機器人則有了“皮囊”。透過賦予AI“身體”,能夠與現實產生交互,讓AI從僅存於數位世界的軟體演算法走向真實的物理世界。在具身智能的脈絡中,「泛化」往往是指機器人或人工智慧系統在不同環境和任務中所表現出的適應性和靈活性。

人形機器人成為具身智慧最佳載體,整合了人工智慧、高端製造、新材料等先進技術,是科技競爭的新高地。大模型技術為人形機器人研發帶來了創新浪潮,近期國內外多款人形機器人爭相進入製造工廠「實習」。

優必選工業人形機器人Walker S1與Wali瓦力無人堆高機F1200S協作完成汽車零件入庫。圖片來自優必選科技

同時,以機械手臂為代表的工業機器人的應用也不斷普及。作為人形機器人的“前輩”,工業機器人伴隨著自動化製造的需求,自上世紀五六十年代進入產線應用以來,技術和產品不斷成熟,承擔諸如搬運、裝配、焊接、噴塗等重複且繁重的任務。作為補充,人形機器人在工業場景的應用,與工業機器人相呼應,共同打造智慧製造創新應用。

自2024年以來,澎湃新聞追蹤採訪了一批機器人研製企業,跟進他們的新進展,了解產業新動態。觀察機器人產業,如何柔性作業,以及怎樣擁有更好的複雜場景理解、泛化能力。


從核心部件到解決方案

「傳統的控制是0,具身是1的話,我們正在從0逐漸走向1。”

從零件起家,以研發生產諧波減速器和關節模組為核心,無錫巨蟹智慧驅動科技有限公司成為無錫第一家「延鏈」發展整機的企業,也是國內人形機器人的核心零件生產企業。巨蟹智慧創辦人趙偉告訴澎湃新聞記者,從推出第一代手臂到現在,已經迭代到第4代,目前已出貨上百條機器人手臂。此外,其自主發展的“小蟹”,也成為首個“無錫造”人形機器人。

巨蟹智慧自主發展的“小蟹”,成為首個“無錫造”人形機器人。圖片來自「無錫經開發布」微信公號

具有人類外形、模仿人類功能和智慧的機器人,在人類的工作和生活環境中具有更強的通用性和適應性。國外有波士頓動力、特斯拉等巨頭,國內也有優必選、宇樹科技、傅利葉、銀河通用、智元機器人等眾多人形機器人企業。

2025年1月6日,智元機器人量產的第1,000台通用具身機器人正式下線。圖片來自「智元機器人」微信公號

作為中國最早佈局人形機器人的企業之一,優必選於2018年推出人形機器人Walker系列,並於2024年發布新一代工業人形機器人Walker S1,重點突破工業場景應用。優必選已與多家車企達成合作,探索人形機器人在製造、物流等領域的落地潛力。

此前,傅利葉的人形機器人也已進入上汽通用汽車金橋豪華車工廠和奧特能超級工廠“實習”,開展帶電高壓零件安裝、高精度操作等工作。

近日,國際投行摩根士丹利發布《人形機器人100:繪製人形機器人產業鏈價值圖譜》研究報告,羅列了全球人形機器人百大股票名單,其認為這些公司預計將在人形機器人生態系統中發揮重要作用。

其中有52%已有公開報導參與了人形機器人產業鏈,其餘48%暫未有明確報導,但大摩認為,這些公司「最終參與其中的可能性很高」。而在這些已確切參與的公司中,有73%來自亞洲,且過半來自中國;同時,有77%的整合商來自亞洲,而中國公司同樣佔據半壁江山。

大摩表示,“我們的研究表明,中國在人形機器人領域的進展仍然最令人矚目,新創公司將受益於成熟的供應鏈、本地應用機會和政策的大力支持。”

「人形機器人從全球知識領域來看,海外做演算法更有優勢,生產製造方面中國有優勢。」趙偉說。

早年,趙偉讀研究所時,跟著導師到工廠做自動化項目,發現當時的環境非常惡劣。當時人工智慧也處於早期階段,趙偉決定專注於機器人事業領域,致力於讓人類生產生活更安全舒適。

從2006年開始創業,已累積近20年的產業經驗。 「之前做機器人整機,後來發現如果零件不能自己做的話,會受到很大的約束,所以開始轉型做零件。」從面向高校的科研型機器人到減速機、驅動器等關鍵零部件,巨蟹智能形成了以諧波減速機為核心的工業場景解決方案。

「推出雙臂後,為客戶解決了許多困擾。康養層面,顧客對雙臂的需求比較大。」趙偉表示,雙臂的推出,主要用於養老、家庭服務、醫療領域和科研。 “去年營收,出口的比例有所增加,大概佔三到四成。”

中美兩國在機器人研發上各自優勢不同,巨蟹智能和美國矽谷企業分工合作不同環節。 “適用於沙漠地帶的太陽能安裝和搬運的機器人,我們和美國客戶已經做到第二代產品,預期今年能夠批量生產。”

巨蟹智慧做了許多創新的設計,例如輕量化小型化,在醫療、太陽能、軍事工業、衛星通訊等領域國內外都有典型客戶。 「創新才是企業發展的原動力。精密製造,從原料、工業母機到控制,是系統工程。我們有大量創新,有很多應用場景,產品研發就有很多機會。」工業領域大載重搬運、商用領域送餐收納等典型場景,以及高溫高危險生化醫療等特種產業,都可能應用雙臂加視覺的協作。

目前,減速機、伺服馬達、控制器等核心零件佔機器人整機成本的約70%。從減速機、關節模組到雙臂,都還是冷冰冰的產品,要走向具身智能,還需要視覺、運動控制、資料收集等,打通之後進行學習訓練,應用到各領域。

這個過程,需要攻關輕量化骨骼、高強度本體結構、高精度感測、全身協調運動控制和手臂動態抓取靈巧作業等技術,將感知、認知、決策、控制等軟體演算法與感測、機械、材料等硬體系統融合。

「目前還在關注本體設計和製造,未來將更多關注現場各種場景的資料收集,透過控制平台,做大模型訓練和學習,不斷迭代優化,最終走向應用。」趙偉表示,相較於過去,當前場景更多。客戶逐漸理解具身智能,對人形機器人的包容度更高,能夠為機器人到現場訓練提供許多機會。


工業機器人,柔性製造

人形機器人進廠前,中國工廠的自動化生產線上已經排佈了眾多的工業機器人。

而工業機器人在中國的廣泛應用,也預示著人形機器人的市場潛力。目前工業機器人依應用領域劃分主要包括搬運、焊接、組裝、噴塗、加工、潔淨等,幾乎涵蓋了製造業主要環節。對於工業機器人尚未能勝任的類人靈活操作、非流程化任務,就成為人形機器人的潛在應用空間。

在工業場景裡,人形機器人與工業機器人可能形成互補關係。

過去很長一段時間中,「四大家族」(瑞士的ABB、德國的庫卡以及日本的發那科和安川馬達)牢牢佔據中國工業機器人市場50%以上的份額。近年來,國內自主品牌競爭力有明顯提升,市佔率也不斷提高。

位於寧波餘姚的偉立機器人科技股份有限公司,就是一家國內領先的機器人自動化設備生產企業。

“從訂單表現和方案對接數量看,去年下半年整體形勢比上半年好,大家對今年的市場更樂觀一點。”

偉立常務副總呂政權告訴澎湃新聞記者,作為新質生產力的實踐者,透過這幾年的不斷參展,偉立逐漸將業務拓展到國外。 「前年到了德國,去年9月到芝加哥參展,這是自動化領域中國首次有代表到主流的展出平台參展。去年11月去往日本,今年計劃到德國參展,展會上可以集中和設備廠家進行互動。”

偉立涉及注塑加工自動化、機械加工自動化兩大業務類股。呂政權表示,注塑領域,目前偉立大量以自主品牌出口歐美日等國,機械加工領域,很多場地需要定制,國內同行出口還較少。偉立正積極探索佈局海外市場,透過參與全球頂尖展會,展示新技術、新解決方案,尋找代理商及意向合作夥伴,集中進行深度交流。

除了市場層面的開拓,偉立在技術層面也有新的進展。

「最近在硬體上,我們推出了幾款面向行業的顛覆性結構。作為解決方案中的核心部件,完成了開發,在客戶的專案中進行驗證。軟硬體都有很大突破,尤其軟體層面,將運動學的演算法模型應用到了結構裡,運行的狀態效率明顯提升。”

江浙製造業發達,機械加工、金屬加工產業土壤肥沃。偉立創辦人裘洪立原先是注塑業務的區域代表,從貿易到實業,響應客戶需求的契機下開始嘗試製造機器人。

2003年,偉立成立。作為國內最早從事工業機器人生產的企業之一,自創立之初,偉立就專注於智慧裝備的研發、製造,打破多項國外技術壟斷,研發出許多國內「首台套」。

當下,「客製化、多樣化、小批量」的彈性製造市場需求日漸旺盛。汽車業已實現大規模批量加工,航空航太、軍工、模具、醫療等領域則多為典型的多品種、小批量場景。

早在2018年,偉立就著手研發彈性製造系統。

「我們早期主要做線性機械手成套設備,後開發的DFMS數位化彈性製造系統依托軟硬體協作,能夠讓工業機器人適應不同的應用場景和管理要求。」呂政權表示,依托這套系統,公司去年訂單量較前一年提高30%。

在CAEE2023中國航空製造設備博覽會,寧波偉立機器人科技股份有限公司展示了DFMS數位化彈性製造系統。圖片來自「偉立機器人」微信公號

「不同場景設計不同結構,需要成熟的結構設計理論模型及大量標準件庫的組合,透過模擬模擬,實現定制化要求。核心是工程能力、系統集成能力,柔性控制系統這個大腦很重要。」呂政權說,柔性製造是機械、電氣、軟體的綜合學科,需要長期的技術積累,人才與生態的儲備,同時對客戶的管理

“越來越多企業投新產能時,會選擇智能化程度更高的方案,考慮更前沿更長遠,讓舊設備煥發新的製造能力,應對市場變化。”

呂政權表示,「國外廠家起步早,項目做得多,成熟度和品牌力比較好。國內品牌在性價比、迭代效率和響應速度方面更具有明顯優勢。項目如果願意交給國內廠商去嘗試,相信都會有很大的收穫,甚至某些層面已經比國外的產品更先進,且更符合國內的使用習慣。」


具身智能,還有多遠

“供應鏈方面,人形機器人可以和工業機器人、新能源汽車等產業共享。例如電池、晶片、感測器、控制器等,可以實現供應鏈的協同遷移。”

寧波市經信局相關負責人告訴澎湃新聞記者,從工業經濟來看,寧波的機器人產業成長較快。 2024年1-10月,寧波機器人產業產值成長24.8%。

「寧波的汽車零件產業優勢明顯,這個領域的不少企業,例如震裕科技、拓普、均普智能等,已經在佈局人形機器人賽道。這兩個產業領域在技術、製造能力、產業化能力上,有相通性,量產後都需要實現高精度高可靠性。所以汽車零部件企業也瞄準人形機器人領域,嗅覺很靈敏。」

不只是市場玩家,寧波政府對人形機器人也非常重視。在本地汽車和零件產業強勢的基礎上,正在製訂人形機器人創新發展行動計劃,鼓勵項目招引、本地企業培育、應用推廣等,助力寧波的汽車零部件企業轉型。 “專項政策會涉及高精度感測器、演算法、動力電池這些和人形機器人關聯的產業鏈。”

而人形機器人最大的瓶頸,就是具身智能究竟能泛化到什麼程度。

趙偉正在探索「泛化的程度」。

簡單可量化的場景,可以透過傳統自動化的方案解決,背後由一條條碼累積而成。隨著工廠的柔性產線、家庭泛化場景等個人化應用越來越廣泛,已經難以用傳統的工業控制方法解決問題。

「因為產品的變化是無窮無盡、不可枚舉的,不可能全部透過程式碼覆蓋掉。」這就需要讓機器人像人一樣去思考,而非只依靠程式碼和接收指令。

趙偉說,目前來看,這領域體量還相對較小。 「未來幾年應該是指數級上升。人形機器人是具身智能最好的產物和載體。工業、商用、家庭等場景,未來可能會有更多應用落地。特別靈活精細的操作,目前技術水平還達不到,但一定的柔性,已經可以做到。”

不同階段,市場需求和科學研究重點方向不同。硬體作為載體,穩定性、精確度等指標始終是重要的,發展較早成熟度更高。而軟體和數據,還沒有形成非常成熟的方案。

董瑾怡表示,依托硬件,發展軟體。 「中國的零件製造能力強,減速機、馬達等各種項目,在政府的鼓勵下,像訓練場一樣,摸索出了比較好的方案。對於未解決的核心難題,軟硬體往往是協同互補的。為了彌補具身軟體現階段的能力局限,像負載、續航指標、彈性等硬體,依舊方向是今年的科研重點方向是今年的科研重點方向。」

她認為,人形機器人會先進入工業場景,然後走進消費場景。 「工業場景的空間仍然很大,對機器人的接受度更高。和商超餐飲康養機構相比,工廠在科技方面的工程化能力是最強的。尤其對於sku特別多的工廠,泛化性要求依然很強。”

真正的困難在於經驗的傳遞。 「相關專業人士可以搭建數據系統,收集產生更高品質的數據,發揮自己的專業價值。對具身智能的認知,也可以再提升。從教育和就業上,提前進行規劃。」董瑾怡表示,「科研端到產業端,雙向奔赴的過程還有點漫長,中間的路徑需要設計,任務的拆除

而商用、家庭場景,則是在「關注對人的價值的定義」。董瑾怡說,闡釋科技如何被使用也很重要,“產品是對技術的使用和包裝。對人的工作、時間完成自我滿足,促進了人自身的發展,才能往上游推。”

近兩年,北京、上海、深圳、山東、安徽等省市推出相關產業政策,多地已成立機器人創新中心。

「很多企業看好這個賽道,隨著入局企業的增多,研製成本降低,人形機器人的售價逐漸下降。未來實現每個家庭一台機器人,相信不會太遠。」寧波市經信局上述負責人表示,最重要的是場景的拓展。 「就需要政府能夠搭建協同創新平台。比如,浙江省機器人創新中心在協同創新方面,把科研院所和企業組織起來,成立產業技術聯盟。場景拓展之後,企業有銷售收入,產品佈局多,演算法也可以不停迭代。”

趙偉認為,業界下一步的目標是「先讓大眾能夠消費得起」。他建議,產業落地在政策上,還可以進一步導引。例如,支持首台(套)、鼓勵用戶使用等方面推出專門的補貼政策。另外,最好能夠分工,不做重複建設。 “資源有限,希望部分類股做一些統籌及分工,聯合起來做強做大。”(澎湃新聞)