宇宙盡頭是人形機器人?

上半年，吉利收購魅族，華為交付“問界”……我還在感慨，車企紛紛入局手機的野心時，又驚奇地發現，宇宙的盡頭可能是人形機器人。科技巨頭們已經忍不住發力，要搶先站在下個風口了：小米在新品釋出會上，推出了首款全尺寸人形仿生機器人cyberone；甚至小鵬、蔚來一眾車企也來湊熱鬧，積極進軍機器人行業。早先，馬斯克在特斯拉股東大會就放出話來，稱特斯拉機器人徹底改變經濟。姍姍來遲的“擎天柱”，也即將在9月30日揭開神秘面紗。人形機器人再次成為聚焦的中心，並不意外。在科幻電影作品中，機器人代表著未來的科技感，儼然是不可或缺的靈魂“人物”。雖然迄今為止，人們並未造出電影《終結者》裡的T-800，但恐怖谷效應顯然也沒能阻擋人們的探索腳步。近期，在北京舉辦的2022世界機器人大會上，我們看到了重返舞臺的“鄧麗君”，有了人工智慧、5G和新材料的加持，機器人在各個領域大展宏圖，甚至攤煎餅、咽拭子取樣等都不在話下。同時，資本市場也進一步賦予了機器人這張大餅無限活力。最近，國產

協作機器人

企業

節卡

完成了D輪融資交割，無獨有偶，亞馬遜宣稱將以17億美元的估值收購掃地機器人鼻祖iRobot。一時間風頭無兩，人形機器人真的要來了嗎？是值得狂歡還是一時的自我陶醉？下文，我們將走近人形機器人行業，扒一扒人形機器人的過去歷史與未來發展。

無線木偶到跑酷大佬

機器人被譽為“製造業皇冠頂端的明珠”，但人們對於它的研發、製造歷史由來已久。機器人的設計雛形，可以追溯到1495年達芬奇的設計書稿，雖然並沒有實物，但依舊向大眾透露出最本質的設計願景，要仿人，而且要靈活，能夠坐直身子、揮動手臂以及移動頭部和下巴。現代意義上對人形機器人的探索，開始於上個世紀。主要得益於，工業革命以後，製造工藝的不斷提高，以及大規模生產需求反哺自動化技術的發展。

說到人形機器人，肯定不能繞過兩個明星產品。一是，2000年橫空出世的

ASIMO（阿西莫）

。可惜的是，最近阿西莫也官宣退役，終究還是沒看到商業化落地的那天；二是，三易其主的

波士頓動力

。下面，一起來看看波士頓動力的迭代背後的技術和訴求。2013年，初級版本的Atlas原型機誕生，這時候的機器人只是單純模仿人的外形。實際上，不管是行走還是其它動作，都需要利用預裝的程式進行控制操作，也就是說，這個時候它更多的是，模仿動作的”無線“木偶。只能機械地靠控制去執行任務，就像行走與環境中的毫無感情的機器，不能感知外界環境的變化，並與之產生互動。2016年，Atlas在平衡和越障能力上把各位前輩遠遠甩在身後，被期待代替人去完成各種危險任務。而去年的亮相中，以前走路磕磕絆絆的Atlas已經可以絲滑地完成跑酷任務。而且，這一代的Atlas，已經擺脫了傀儡的身份，並不需要事先人為程式設計完成整條路線，可以透過各種感測器感知作業環境，獲取資訊為自己導航，從而自主規劃整個行動。

在我看來，升級版本的Atlas在跑酷過程玩的是自導自演。首先，利用頭部的深度感測器，幫助它構建跑酷地圖，攝像頭則有助於獲取更全面的環境資訊，計算好每一步的落腳點，在跑酷中做到胸有成竹。另外，它的行為庫中儲存了一系列模板動作，但這次可以透過模型預測控制器，實時抽取，完成調整發力姿勢，還能自動建立兩個行為之間的過渡狀態，使得一整套動作變得行雲流水。

人形機器人最大的瓶頸是自主行走的能力，想要做到動作靈活，如魚得水，並不容易。

這不僅涉及複雜的運動控制和智慧識別系統，背後也需要算力提升，以及電池的支撐、電機的發展等。波士頓動力能夠自由奔跑，有很大原因在於

液壓驅動控制

，這樣的技術路徑，不同於本田Asimo使用的傳統電控，能夠實現仿人機器人運動的極致。事實上，除了這兩種技術路徑外，還有第三種路線的Cassie。採用細膝關節和踝關節、上半身較大，重心上移的方式可以減少能耗。雖然它也能實現野外散步，但對比Atlas，它實在看起來更像鳥，而不是人。人形機器人，等於人形的機器人嗎，這是個問題。最近，波士頓動力又被賣了，七年間估值縮水三分之二，一心低頭走路的Atlas命運坎坷，不斷重新整理我們的認知和想象，不知道下一次見面，它又會帶著什麼驚喜來到人們面前。那就蹲一波吧~

是千億藍海還是畫餅的概念？

在我們的想象之中，人型機器人的形態，必然是有著與人類相仿的外觀和行為，並能實現與人類的溝通互動。毫無疑問，才剛剛學會走路的人形機器人，還是個乳臭未乾的孩童，遠遠沒有滿足我們的終極需求。經過30餘年的發展，工業機器人產業已經逐漸形成了一條完整的產業鏈，而人形機器人顯然還是一片待開墾的荒地。相比與熙熙攘攘的紅海產業，人形機器人這片靜海，看起來像是還沒有蜂擁而至的藍海。

為何這片已經研究了五十餘年的產業，到現在人們還是進展龜速，只能靠跑酷過把癮？我把它歸結為三方面：

一是畫餅的成本太高，二是不知道畫餅給誰吃，三是這餅吃著吃著可能會噎人。

·這大餅，有點貴

人形機器人的終端售價自然與成本息息相關，與工業機器人、服務機器人相比，它的機械複雜度更高，同時自主行走能力要求機身需要更高的靈活與自由度，這就導致在結構設計、硬體構成、控制演算法、核心效能要求以及零部件選擇上，要求更高。有資料表明，

普通工業機器人的關節一般在2-10個之間，而人形機器人關節細分來看至少有上百個關節。而這些高要求自然要高成本才能滿足。

據悉，小米推出的CyberOne，研發涉及包含仿生感知認知技術、生機電融合技術、人工智慧技術、大資料雲計算技術、視覺導航技術等各領域的尖端技術，成本每臺大概六七十萬元。跟波士頓動力一樣，小米的鐵大成本造價高，僅停留在實驗室階段。而之前，馬斯克透露要在今年的AI大會上，推出擎天柱，並且預計量產後，其成本比汽車還要低，售價約為2。5萬美元。據馬斯克透露，擎天柱高約172釐米、體重約56公斤，接近正常人類一般男性的身體指數。硬體上，解決了身體材料的輕量化問題，頭部螢幕用來掃描外界資訊，雙手功能媲美人類水平。在軟體方面，該機器人採用特斯拉Dojo（道場） 機器學習培訓系統，借力特斯拉的自動駕駛軟體系統（FSD）以及攝像頭系統。但至於能否實現快速量產，顯然還是個等待揭幕的羅生門。最後，咱們來算一筆賬：

特斯拉披露量產後的人形機器人售價，估算是18萬。

這筆費用均攤到每月，意味著可以找一個月薪1。5萬的保姆，去解決家庭場景中的各種問題。不用擔心溝通問題，夠自主，也夠智慧，走路也夠“絲滑”。再添上維修保養費用，沒準兒保姆還能換成家庭教師。

·拿著錘子，再去找釘子？

明星機器人阿西莫，曾經在紐約證券交易所敲鐘，也曾踏過電影首映式上紅毯。指揮過底特律交響樂團，還曾去過核洩漏後的福島現場。但顯然，這些離普通人的生活場景都太遠。對未來機器人的想象中，我們期待的是這樣的角色：能任勞任怨，完全代替自己去做麻煩事，還能彼此陪伴。我想這也是人們孜孜不倦地研究人形機器人的動力所在。但在家庭場景中，掃地下廚這些瑣事，工業機器人已然能夠滿足。日常剛需場景中，工業機器人顯然技術和價格上都佔據優勢。如今超百億的市場規模，也證明了前景渺茫的人形機器人現在想代替掃地機器人，好像顯得有點笨拙和多餘，這使得它的落地場景看起來更遙遠了。看好的人認為，人形機器人最終會成為像手機一樣普及的終端。全新的終端，不僅意味著新的商業入口的誕生，更意味著機器人充當的角色也更多元，除了幹雜活，還能聊天，說不定更懂經營。持懷疑態度的人則擔心，工業機器人已成規模，尚未成熟的人形機器人想要追趕，顯然晚矣。在工作環境中，工業機器人已然一馬當先，而類人的人形機器人想要在家庭環境中充當夥伴的角色，自主性與靈活度的門檻又太高。是要人形還是要智慧？現在看來，兩者還不能兼得。

因為落地商業化不足，

人形機器人更適合ToB還是ToC的問題無法落實，找不到切入的剛需場景，難免陷入“拿著錘子找釘子”的怪圈，最後就是這餅也不知道該畫給誰吃。

·有限自主，智慧只是傳說

在今年的機器人大會上，我們看到，在很多領域的工業機器人，操作技術的精準度和效率甚至都超越人類。而人形機器人，則更多被深寄自主互動的希望，希望它們有智慧，有能力自主決策，更有甚者能夠自主學習。在各種情形下，人形機器人要能夠感知外界的變化，形成自己的反饋與決定，這聽起來是不是有點像自動駕駛技術？原因是，這些背後都需要人工智慧技術支撐。但就目前來看，人機互動能達到的水平十分有限，機器視覺在面對真實複雜的場景下的應用仍然不足，氣候環境的極大變化，就會讓人形機器人手足無措，不知道怎麼解決；同時，人形機器人需要雙足支撐站立，且運動過程中對腿部扭矩要求較大，對減速器的剛性、驅動器的功率密度提出更高要求。這些實際應用場景中的技術問題仍未完全解決，所以

現在的人形機器人也就是個半智慧化的半成品，離實現人們的夢想的距離，可能還有50個波士頓動力的發展歷史那麼遠。

人形機器人，大號的智慧玩具

如果說，人是一支有思想的蘆葦，大腦和心臟以及軀幹的自主跳動，是最基本的證明。所以一直以來，人形機器人的軟硬體對運動的自主控制，是類人的關鍵，也是產業端的上游核心問題。在產業鏈上，它與工業機器人路徑相似。

上游是核心軟硬體：三大核心硬體是減速器、控制系統和伺服系統。軟體上主要包括：機器視覺、人機互動、機器學習、系統控制等。

核心零部件方面，硬體上主要為電池、控制器、電機、減速器等，核心關節的電機系統設計、材料輕量化是主要的難點。本土的機器人廠商多數不具備核心技術環節，自主研發的伺服電機，精度低，位置鎮定能力較差，只能夠滿足低端需求。目前市場格局上形成了“四大家族”：

日本發那科、安川電機、瑞士ABB以及德國庫卡

，依靠核心零部件的技術優勢，全球市佔率超 50%。我國的機器人產業發展仍面臨著一系列“卡脖子”難題，國產工業機器人所用減速器、伺服電機進口比例控制器進口均在80%左右，無法像巨頭一樣，從核心零部件切入佈局全產業鏈。

中游是機器人本體機座和執行機構

，包括手臂、腕部等，按照結構形式，本體可以劃分為直角座標、球座標、圓柱座標、關節座標等型別。

國外人形機器人制造商有波士頓動力、美國敏捷機器人、日本本田、特斯拉等。國內主要製造商是優必選，北京鋼鐵科技等，埃斯頓則主要發力工業機器人。相比於入局較早的國外製造商，國產的本體裝置的精度、靈活度、穩定性等方面，與國外仍存在顯著差距。甚至在很多網友看來，優必選的人形機器人更像是大號的玩具，只是滿足了人形的機器人。至於智慧還是智障，可能要看機器人當時的心情了。

下游商業應用未成熟：目前落地場景並不明確。

不同於工業機器人的商業成熟化，人形機器人產業化只是初具規模，在技術層面和落地場景上仍待突破瓶頸，如今工業機器人覆蓋汽車、電子、金屬、塑膠、食品、生化等各個領域，人形機器人的突圍看起來還沒有形成完整的戰略。2020 年美國敏捷機器人公司成功推出第一款商業化出售的雙足機器人Digit，主要用於物流、倉儲、工業等多種應用場景，無需人為干涉，自行選定搬動箱子，但售價高達25萬美元。國內廠商優必選旗下Walker，當前主要應用場景為B端的科技展館、影視綜藝、商演活動及政企展廳等，仍未進入大規模商業化落地階段。在家庭服務場景中，高度模仿人的外形，寄希望於完成按摩、擰瓶蓋、端茶倒水等家居任務。有很多網友質疑，其行走速度比起波士頓動力更像老人，靈活度也不夠，歸根結底就是不夠智慧。只能說人形有了，但想要擁有人形機器人的靈魂，優必選要走的路還很長。

擎天柱，機器人屆的鯰魚

世界的發展總是那麼奇妙，不斷在曲折迂迴間，又螺旋上升。十幾年前我們無法想象如今的生活，如今的我們也不敢想象人工智慧還會怎樣改變生活，就如同無法想象在未來機器人又會是怎樣。天馬行空的想象，也許在未來的某一天，終將會變成現實。機器人產業已經走過了那麼多年，市場也在不斷洗去泡沫，等待下個拉開大幕的週期。尤其是最近特斯拉若能如期推出Tesla Bot Optimus，我們有理由相信，Optimus也將成為人形機器人產業的一條鯰魚，為我們撥開人形機器人的落地場景迷霧，同時進一步開拓它的發展邊界，而這勢必也會倒逼國產機器人產業升級智慧化水平，不斷突破精準和靈活度的限制，尋找更可靠的商業化落地場景，從而改變整個人形機器人的和市場格局和生態。

有人說“未來已來，將至未至”，我認為這恰如其分地說明了人形機器人的現狀。東風已來，至於人形機器人能否走出PPT，就拭目以待吧。

參考資料

波士頓動力機器人如何“成精”？深扒跑酷王Atlas六年進化，智東西

機器人行業深度研究（一）：尋找人形機器人產業投資機會，東方財富

自動化裝置行業深度報告：人形機器人迎產業化機遇，東吳證券

內容作者：徐圖之