——科技越是進(jìn)化，就越接近生命的形態(tài)

　　2023年，人形仿生機(jī)器人迎來(lái)了高光時(shí)刻，而在這大潮中，汽車(chē)制造商是一支不可忽視的力量，先有新能源汽車(chē)翹楚特斯拉的馬斯克，再有投身汽車(chē)的小米雷軍，更有造車(chē)新勢(shì)力之一的小鵬。

　　這些汽車(chē)行業(yè)的領(lǐng)軍人物，之所以會(huì)做人形機(jī)器人，其實(shí)也是看到了人形機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)步，諸如算力提升、核心元器件性能提升、人工智能技術(shù)進(jìn)步等與汽車(chē)制造、特別是自動(dòng)駕駛有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。

　　一、汽車(chē)制造，鐘愛(ài)仿生機(jī)器人

　　人型仿生機(jī)器人是技術(shù)、制造、服務(wù)三個(gè)核心能力的交匯點(diǎn)，也是軟硬件跟AI技術(shù)融合的制高點(diǎn)，是智能制造皇冠上的明珠。人型機(jī)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(shí)力最好的產(chǎn)品，汽車(chē)制造商就是其中的重要代表。

　　2022年9月，在股東大會(huì)上，特斯拉推出了人形機(jī)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(huì)上，擎天柱進(jìn)化了不少，腳步更加順暢，動(dòng)作更加熟練，可以自主地對(duì)物體進(jìn)行分類(lèi)；馬斯克表示，未來(lái)擎天柱業(yè)務(wù)線比汽車(chē)更重要、更值錢(qián)。

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

　　馬斯克與雷軍一個(gè)是世界新能源汽車(chē)翹楚，一個(gè)是國(guó)內(nèi)智能手機(jī)的領(lǐng)軍人物、智能汽車(chē)的后來(lái)居上者，同時(shí)跨界進(jìn)入了人型仿生機(jī)器人領(lǐng)域。

　　如果說(shuō)特斯拉與小米，是先行者，那么，造車(chē)新勢(shì)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(jī)器人，代號(hào)為PX5，具有類(lèi)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(gè)時(shí)點(diǎn)到來(lái)時(shí)，雙足機(jī)器人已經(jīng)在小鵬自己的體系里使用，但就目前來(lái)說(shuō)，小鵬的人形機(jī)器人項(xiàng)目仍處于初級(jí)階段。

　　小米人形機(jī)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(yùn)控、感知等各個(gè)維度全覆蓋，已完成了一代雙足機(jī)器人的原型機(jī)研發(fā)以及兩代四足機(jī)器人的研發(fā)。

　　伴隨著智能制造的推進(jìn)，小米對(duì)仿生機(jī)器人理解逐步加深，逐步形成了對(duì)未來(lái)工廠和機(jī)器人的認(rèn)知。小米仿人機(jī)器人正扎根小米智能生產(chǎn)線上一個(gè)場(chǎng)景，在多個(gè)功能上做產(chǎn)品技術(shù)的驗(yàn)證，以實(shí)現(xiàn)仿人機(jī)器人在制造場(chǎng)景當(dāng)中的數(shù)據(jù)積累和模型迭代。

　　在人形機(jī)器人研發(fā)上，小米堅(jiān)持開(kāi)源開(kāi)放，為超過(guò)116家科研院所、高校、機(jī)構(gòu)提供全套的開(kāi)源平臺(tái)。

　　人形仿生機(jī)器人，既然強(qiáng)調(diào)”人形“，其產(chǎn)品方向就要有類(lèi)人的人體，能夠?qū)崿F(xiàn)空間的運(yùn)動(dòng)可達(dá)，既包括上肢操作需要觸達(dá)的空間，又包括移動(dòng)所需要的運(yùn)動(dòng)空間；進(jìn)一步需要有類(lèi)人的感知，能夠快速適應(yīng)各種變化的環(huán)境，調(diào)動(dòng)器官做出多維度的環(huán)境信息抽取；再進(jìn)一步，有類(lèi)人的人腦，通過(guò)小腦做出動(dòng)作，通過(guò)大腦進(jìn)行決策，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境當(dāng)中操作多種機(jī)器設(shè)備的通用性。

　　汽車(chē)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(jī)械臂難以完成，需要人形機(jī)器人來(lái)替代，這也許是汽車(chē)制造商嵌入人形機(jī)器人開(kāi)發(fā)的另一個(gè)原因。

　　實(shí)際情況是，人形機(jī)器人作為模仿人類(lèi)的擬態(tài)物，相比機(jī)械臂等傳統(tǒng)機(jī)器人，能無(wú)縫在眾多場(chǎng)景替代人類(lèi)工作，特斯拉的超級(jí)工廠不下10個(gè)，如果能打造一個(gè)人形機(jī)器人來(lái)代替工廠中重復(fù)勞動(dòng)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(chē)制造商樂(lè)于人形機(jī)器人的開(kāi)發(fā)？最直接的回答是自動(dòng)駕駛技術(shù)，可以遷移到仿生機(jī)器人的制造上，因?yàn)樽詣?dòng)駕駛技術(shù)與仿人機(jī)器人一脈相承。

　　自動(dòng)駕駛技術(shù)從其汽車(chē)轉(zhuǎn)移到人型機(jī)器人，并經(jīng)過(guò)調(diào)整以適應(yīng)機(jī)器人的身體和不同的工作環(huán)境。自動(dòng)駕駛為機(jī)器人搭建技術(shù)框架，機(jī)器人的反饋機(jī)制本質(zhì)上是與自動(dòng)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(jī)器人擎天柱，亮點(diǎn)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(lèi)似于特斯拉自動(dòng)駕駛FSD V12開(kāi)發(fā)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練 —— 處理所有輸入信號(hào)，輸出駕駛決策。

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

　　特斯拉研發(fā)人形機(jī)器人的初衷便是最大程度上利用特斯拉在造車(chē)和自動(dòng)駕駛方面的優(yōu)勢(shì)，特別是自動(dòng)駕駛研發(fā)過(guò)程中積累的算法經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(chē)智能技術(shù)。

　　特斯拉已經(jīng)打通了FSD軟件（完全自動(dòng)駕駛）和機(jī)器人的底層模塊，在自動(dòng)駕駛上的積累將使得人形機(jī)器人全面受益。特斯拉FSD系統(tǒng)已有海量數(shù)據(jù)儲(chǔ)備，開(kāi)發(fā)人形機(jī)器人可節(jié)省大量前期費(fèi)用，比如，特斯拉的人形機(jī)器人可以較好地利用起FSD中的Occupancy Network的語(yǔ)義感知能力，從而與周?chē)h(huán)境互動(dòng)。

　　對(duì)于人形機(jī)器人，特斯拉采用車(chē)域控制器的控制方式并復(fù)用自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，通過(guò)閉環(huán)數(shù)據(jù)引擎，不斷升級(jí)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(jī)器人擁有了智能屬性。

　　智能駕駛是小鵬汽車(chē)顯著標(biāo)簽，小鵬汽車(chē)雙足機(jī)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(jué)得造人形機(jī)器人和做汽車(chē)自動(dòng)駕駛是異曲同工，AI汽車(chē)和機(jī)器人在非常多的技術(shù)能力上是一致的。

　　小鵬的機(jī)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(chē)同源技術(shù)。

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

　　Agility Robotics 與福特汽車(chē)公司宣布建立合作伙伴關(guān)系，開(kāi)發(fā)結(jié)合了福特的自動(dòng)駕駛汽車(chē)技術(shù)和Digit機(jī)器人的“最后一英里”無(wú)人物流解決方案。

　　當(dāng)然，自動(dòng)駕駛?cè)匀皇窃诘缆方煌ㄓ邢迗?chǎng)景下的路徑規(guī)劃技術(shù)，而人形機(jī)器人則是全場(chǎng)景的路徑規(guī)劃，面對(duì)的情況更加豐富，因此，所有的人形仿生機(jī)器人都一樣，都是處在持續(xù)演進(jìn)過(guò)程中。

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

　　同時(shí)，汽車(chē)制造商可以在內(nèi)部協(xié)同智能制造部門(mén)、人工智能部門(mén)、自動(dòng)駕駛部門(mén)和機(jī)器人部門(mén)來(lái)搭建通用的平臺(tái)，通過(guò)復(fù)用自動(dòng)駕駛方案，實(shí)現(xiàn)軟硬件一體化發(fā)展。

　　另外，汽車(chē)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(jī)器人的產(chǎn)品，因?yàn)樗麄兛梢栽谄?chē)制造生產(chǎn)線真實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境當(dāng)中，不斷積累實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)感知、學(xué)習(xí)執(zhí)行迭代閉環(huán)，不斷優(yōu)化升級(jí)仿人機(jī)器人。

　　總之，人形機(jī)器人是汽車(chē)“科技生態(tài)”自然進(jìn)化而來(lái)的產(chǎn)物，貫穿其中的是一套不斷融合進(jìn)化的技術(shù)體系。融合進(jìn)化，是指看似已成熟的技術(shù)用在新的領(lǐng)域就會(huì)暴露出新的問(wèn)題，然后才有機(jī)會(huì)做出改進(jìn)。而通過(guò)融合創(chuàng)新和改進(jìn)的技術(shù)還可以在科技生態(tài)內(nèi)的各個(gè)場(chǎng)景里相互遷移。

　　三、示范未來(lái)，迎來(lái)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(jī)器人是「商業(yè)操作」還是「技術(shù)延伸」，他們作為汽車(chē)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(chǎng)樹(shù)立了人形機(jī)器人制造的標(biāo)桿作用，起到帶動(dòng)作用。

　　一個(gè)產(chǎn)品真正要從實(shí)驗(yàn)室里走出來(lái)，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(chē)制造產(chǎn)業(yè)力量進(jìn)到這個(gè)領(lǐng)域，則會(huì)更容易將人形機(jī)器人推向量產(chǎn)，甚至商用，改變了一臺(tái)人形機(jī)器人要幾百萬(wàn)、上千萬(wàn)，離商用遙遙無(wú)期的狀況。

　　可以這樣說(shuō)，從人形機(jī)器人的發(fā)展史來(lái)說(shuō)，本田ASIMO、波士頓動(dòng)力Atlas代表的技術(shù)驗(yàn)證期，而以特斯拉Optimus為代表汽車(chē)制造商機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，則是商業(yè)試水期，一個(gè)新的機(jī)器人時(shí)代正在開(kāi)啟。

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

　　人形機(jī)器人的核心技術(shù)，是高性能的關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，一個(gè)人型機(jī)器人至少得搭載20個(gè)以上的關(guān)節(jié)電機(jī)，占其成本三分之一以上，并且控制實(shí)時(shí)性要求非常的高，這對(duì)于投入新興科研領(lǐng)域巨大的汽車(chē)工業(yè)，有其制造優(yōu)勢(shì)。

　　例如小米仿人機(jī)器人CyberOne上肢關(guān)節(jié)電機(jī)，是小米自研了一枚重量?jī)H為500g，額定輸出扭矩高達(dá)30N·m的高效電機(jī)，保證了上肢靈活性；髖關(guān)節(jié)主要電機(jī)瞬時(shí)峰值扭矩可達(dá)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(chē)制造商接二連三地推出仿人機(jī)器人，必將帶動(dòng)仿人機(jī)器人研發(fā)和廣泛應(yīng)用，拓展仿人機(jī)器人在汽車(chē)制造場(chǎng)景之外，更多場(chǎng)景中的應(yīng)用和價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。

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

　　特斯拉擎天柱Optimus問(wèn)世前，人形機(jī)器人存在成本高、不智能、控制水平差的缺陷，無(wú)法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。特斯拉等汽車(chē)工業(yè)的入場(chǎng)突破了不智能、難控制的缺陷，兼具性能與性?xún)r(jià)比。

　　小米仿人機(jī)器人CyberOne搭載自研Mi-Sense深度視覺(jué)模組，做到對(duì)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(lái)越多人形機(jī)器人產(chǎn)品涌現(xiàn)出來(lái)，必然將反向推動(dòng)人形機(jī)器人核心零部件迎來(lái)一波迭代升級(jí)，促進(jìn)了行業(yè)的發(fā)展。有人預(yù)測(cè)，人形機(jī)器人25年起步，30年開(kāi)始爆發(fā)。

　　從整個(gè)行業(yè)角度來(lái)說(shuō)，打造人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈至關(guān)重要，不僅有強(qiáng)大的研發(fā)能力，還要有強(qiáng)大的制造能力，從而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)快速迭代。

　　歸根結(jié)底，人形機(jī)器人是由人類(lèi)打造、為人類(lèi)服務(wù)的機(jī)器人。細(xì)分來(lái)看，各企業(yè)研發(fā)方向又有不同：特拉斯的仿人機(jī)器人，明言主打“智能制造”，定位為解放勞動(dòng)力，可替代 4 億崗位；馬斯克的構(gòu)想落地場(chǎng)景是工業(yè)領(lǐng)域，尤其是工廠，在工業(yè)場(chǎng)景，會(huì)有很大的增量市場(chǎng)空間。

　　目前，特斯拉的人形機(jī)器人實(shí)際上已經(jīng)在流水線工廠中進(jìn)行實(shí)際場(chǎng)景驗(yàn)證，擎天柱已經(jīng)在特斯拉弗里蒙特工廠試驗(yàn)簡(jiǎn)單工作，如移動(dòng)零件或用扳手將螺栓固定在汽車(chē)上。

　　而小米，則強(qiáng)調(diào)仿生機(jī)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(guò)程從而更好服務(wù)于人。

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

　　在后人工智能時(shí)代，仿生機(jī)器人將取代人類(lèi)進(jìn)行勞動(dòng)，仿生機(jī)器人在制造系統(tǒng)的落地可分階段進(jìn)行，發(fā)展路徑為從單點(diǎn)到多點(diǎn)，然后融入到智能制造系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行規(guī)模化的應(yīng)用，最后發(fā)展為生態(tài)。

　　仿生機(jī)器人的終極目標(biāo)是，覆蓋高復(fù)雜度、高柔性需求的場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)柔性制造與跨系統(tǒng)的協(xié)同。機(jī)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(jī)器人有了更好的技術(shù)基礎(chǔ)，為機(jī)器人能力泛化帶來(lái)了強(qiáng)大的引擎和更多可能，推動(dòng)人形機(jī)器人向著智能化再進(jìn)一步。

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

　　人形機(jī)器人投入成本高、回報(bào)周期長(zhǎng)，商業(yè)化進(jìn)展上這幾年也經(jīng)歷了一番波折，邁過(guò)技術(shù)驗(yàn)證階段之后，想要把機(jī)器人打造成一款產(chǎn)品推向市場(chǎng)還有很長(zhǎng)的路要走。

　　我們知道，隨著仿人機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)，相關(guān)檢測(cè)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(dòng)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(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，深耕底層技術(shù)，長(zhǎng)期的持續(xù)投入，軟硬件的深度融合和AI的全面賦能，一個(gè)由智能機(jī)器、仿人機(jī)器人和人類(lèi)專(zhuān)家共同組成的人機(jī)一體化時(shí)代，一定會(huì)加速到來(lái)。

　　結(jié)語(yǔ)：通過(guò)逐級(jí)的開(kāi)發(fā)、不斷的進(jìn)化，實(shí)踐，沉淀，挖掘了人類(lèi)自身獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)機(jī)制，并突破性地轉(zhuǎn)化，仿人機(jī)器人將具有比人優(yōu)秀的特質(zhì)。我們相信，未來(lái)的仿人機(jī)器人有龐大的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，產(chǎn)生多元的應(yīng)用價(jià)值，最終形成豐富的應(yīng)用場(chǎng)景生態(tài)。