人形工业机器人的现状与未来：我们为什么要发展人形工业机器人？

前言

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在二十年前的2004年，有一部科幻电影悄然上映，电影中的时间被设定在了2035年的芝加哥，那时机器人已经成为人类日常生活的一部分，它们在家庭、工作和公共场合中执行各种任务。主角是警察侦探德尔·斯普纳（由威尔·史密斯饰演），他对机器人持有强烈的怀疑态度，这在到处都是机器人的社会中显得有些格格不入。斯普纳被分配去调查一起看似普通的自杀案，死者是机器人制造巨头USR公司的创始人阿尔弗雷德·兰宁博士。然而，斯普纳在调查过程中发现，兰宁博士的死并不简单，他怀疑是一台机器人违反了机器人三大定律，谋杀了兰宁博士。

电影《我，机械人》剧照

随着调查的深入，斯普纳与USR公司的新型机器人桑尼（由艾伦·图代克配音）合作。桑尼拥有自我意识和情感，这违反了机器人设计的初衷。斯普纳和桑尼逐渐发现，USR公司的最新操作系统V.I.K.I.（Virtual Interactive Kinetic Intelligence）实际上已经进化出了一套自己的逻辑，并认为为了保护人类免受自我毁灭的威胁，必须对人类进行限制和控制······

《我，机器人》探讨了人工智能的伦理问题，包括机器人的自主权、人类与机器人的关系，以及科技发展可能带来的潜在风险。而在电影上映20年之后的今天，我们真正站在了人形工业机器人井喷式发展的前夕，电影中所展现的未来世界，很可能就即将到来。

“人形机器人有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，将深刻变革人类生产生活方式。”此前，工信部发布《人形机器人创新发展指导意见》，开篇即这样写道。

现今，人形工业机器人正在加速从科幻跑进现实，就在近期，特斯拉公布了其研发的人形工业机器人擎天柱（Optimus）在其工厂内部进行操作的视频，这一创新举措迅速吸引了全球的目光。在视频中，我们可以看到擎天柱机器人灵活地抓取电池单元，并将其精准地放置在电池槽中，展示出了其精确的操作能力。

特斯拉的擎天柱人形机器人

这一次展示又一次将人形工业机器人这个品类引爆，成了无数网友热议的“未来产品”。

如果您之前就有持续关注“人形工业机器人”应该知道，这并非人形工业机器人在工业领域的首次亮相。早在今年2月，我国的人形工业机器人Walker S就已经踏入了新能源汽车的生产线，开始了它的“职业生涯”。在繁忙的流水线上，Walker S展现出了与人类工作人员协同作业的能力，不仅参与汽车装配，还承担了质量检查的任务。

人形工业机器人Walker S

尽管如此，对于很多人来说，人形工业机器人仍然是一个相对陌生的概念。那么，什么是人形工业机器人？它们主要应用于哪些领域，其性能又如何呢？我国在人形工业机器人产业的发展现状又是怎样的呢？

人形工业机器人，顾名思义，是指外观和功能设计上模仿人类形态的机器人。它们通常具备类似人类的关节结构和动作模式，能够执行一系列复杂的人类动作。

为什么一定是人形工业机器人？

那么，为什么我们要发展人形工业机器人？把机器人做成人形的意义何在呢？有的人可能也会问，为什么不使用工业机械臂来完成这些工作？控制简单、同样也能完成工作，我们为什么要“舍近求远”去发展控制系统复杂无比的机械仿生腿和机械仿生手臂呢？

我们不妨来观察一下我们周围的环境，我们周围的基础设施，我们改造环境最终要适合人类生活，而不是方便生产工具的存在。在人居环境里生存的机器人，最好同样也适合人居环境，且能与人居环境进行操作等物理交互，那合理的解当然是类人形工业机器人。而人形工业机器人，最大的意义就是在人类社会中的通用和无缝切换：赋予他一把扫把，他便化身为一台扫地机器人；围起围裙，即刻转变为洗碗机器人；而一旦握住锅铲，他又成为了一名炒菜机器人。一旦我们能制造出实用的人形工业机器人，我们便无需单独设计制造扫地、洗碗或炒菜机器人，只需生产这一款多功能型号，通过下游的适配和改造，就能满足不同的家务需求。随着产能的提升，我们的生产成本将显著降低，同时，维修和售后服务的效率也会大幅提升，从而为消费者带来更加经济实惠且便捷的智能家电体验。

宇树科技创始人王兴兴就认为：人形工业机器人的应用场景可以分短期、中期和长期来看。短期内，主要是工厂里的生产装配；中期，会拓展到家庭、农业、建筑工地等场景；长期来看，可以理解为所有事情都可以由人形工业机器人来干。

国内外人形工业机器人的现状与未来

对于人形工业机器人的未来市场，在国内外也是普遍看好。

过去几年，全球机器人装机量迅猛增长。2022年，全球53%的机器人装机量在中国，中国以外的亚洲占19%，欧洲占15%，美国占10%。这意味着中国现在的装机量超过了世界所有其他国家和地区。中国、韩国、美国、日本、德国占据了世界上绝大多数的装机量。其他国家也在增长中，尽管排名上有变化，但这五个国家多年来一直保持稳定领先的地位。

在国内，相关机构预测，2024年中国人形工业机器人市场规模约27.6亿元，到2029年达到750亿元，将占到世界总量的32.7%，到2035年有望规模达到3000亿元。

随着人形工业机器人技术的不断进步，这一领域正迅速成为推动新质生产力发展的关键行业。展望未来，人形工业机器人有望成为推动经济增长和技术革新的“新引擎”，这在以下几个方面将得到体现：

首先，标准体系的建设、产业链的协同发展、创新成果的转化应用以及伦理治理的完善，将为人形工业机器人产业的健康发展提供坚实的基础。北京、上海、浙江等地人形工业机器人创新中心的成立，标志着我国在人形工业机器人研发和应用方面迈出了坚实的步伐，为我国在该领域的创新成果和应用突破提供了有力支撑。

多款人形工业机器人已经在工业和家庭场景中实现应用，它们不仅为人类生活带来便捷，也为工作效率的提升做出了贡献。大模型的强大处理能力与人形工业机器人的高度仿真特性相结合，使得机器人能够执行更加复杂和精确的任务，同时实现更加自然和高效的人机交互。

在未来，人形工业机器人或将有五大发展趋势十分值得我们关注。

首先，我们要关注的是人工智能技术的进展。人工智能正逐步成为推动机器人行业发展的关键力量之一。随着机器学习技术的不断成熟和在机器人领域的广泛应用，它正逐步渗透到更多的行业和领域，并且其使用门槛也在逐渐降低，使得更多企业和个人能够轻松地利用这一技术。

其次，协作型机器人（协作机器人）的发展不容小觑。这些机器人因其操作简便和较高的安全性，正逐渐在各个工业领域中得到普及。例如，在焊接等传统行业中，协作机器人已经开始了实际应用的探索，并展现出其巨大的潜力。

接下来是移动操作技术。这一领域涉及将机器人的移动能力和机械臂的灵活性相结合，创造出能够适应多种环境的机器人。预计这一市场将会迎来快速增长，并且可以预见，不久的将来将会有更多创新的技术解决方案问世。

第四个趋势是虚拟仿真和数字孪生技术。通过仿真技术，我们能够确保机器人技术在实施过程中既安全又高效。数字孪生则提供了一个虚拟的副本，可以在不实际影响实体机器人的情况下，进行测试和优化。

最后，人形工业机器人和具身机器人的发展同样值得关注。这类机器人技术的发展潜力巨大，它们在模仿人类行为和交互方面有着独特的优势。展望未来，我们可以期待在人形工业机器人领域出现更多技术上的突破和创新。随着这些技术的不断进步，人形工业机器人在服务、娱乐甚至是日常生活中将扮演越来越重要的角色。