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清波

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唐晓园

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人形机器人产业存在一个反直觉现象：

目前人形机器人本体玩家中，竟然既不包括远近闻名的工业机器人四大家族（发那科、ABB、安川、库卡），也少见国内排名靠前的几大机器人巨头（埃斯顿、埃夫特、广数、新松、汇川、新时达、钱江）的身影。

当下人形机器人本体处于领跑位置的玩家，是汽车行业大佬，如特斯拉、本田、丰田。或是科技企业，如小米、谷歌、亚马逊。

库卡等传统工业机器人巨头反而鲜有入局。

但另一方面，当人形机器人概念股迎来井喷时，率先引爆的却还是工业机器人老三样——控制器、伺服电机、精密减速机。比如生产线性关节的拓普集团；旋转关节的三花智控；空心杯电机的鸣志电器；滑动丝杠、行星滚柱丝杠、空心杯电机的江苏雷利；伺服电机的汇川科技；谐波减速机的绿的谐波等等，均在人形机器人概念的助力下，有不俗表现。

要解答这个反直觉现象，星船知造还得从人形机器人既传统硬核（工业机器人老三样）、又酷炫前沿（人工智能）的产业链角度进行分析——

1，为什么说人形机器人是属于明天的产业，如何理解其巨大潜力？

2，人形机器人iPhone时刻还远未到来，是卡在了哪些领域？

，人形机器人产业链各环节当下情况

4，GPT技术在人形机器人中的场景应用和人形机器人终极猜想

阿西莫夫的《钢穴》里有这样一段对话，大意是：

如果你要管理一座农场，你有两个选择。一是在拖拉机、收割机、翻土机、汽车、挤奶器这些机械上都装上一部“电子脑”，让它们成为智能机械。二是让收割机、翻土机、汽车、挤奶器都维持原样，但使用一个拥有“电子脑”的机器人去操作它们。聪明人会怎么选？

我们认为上述这段文字形象的表明了人形机器人的意义和优势：

与其把所有工具全部重新设计，不如生产出能模仿人类外形和行为方式的机器人。TA完美接入人类现有生活、进入所有人类已经存在的场景、使用所有人类正在使用的工具。

一句话，我们一切的生活和生产都不需要为了这种机器人做任何多余、额外的改变。

作为一门集机、电、材料、计算机、传感器、控制技术等多门学科于一体的产业，人形机器人是国家高科技实力和发展水平的重要标志。全球发达国家都不惜投入巨资进行开发研究。

日、美、韩、英等国都在研制仿人形机器人方面进行了大量投入??

今年5月的特斯拉股东大会上，马斯克通过视频向全世界的投资者展示了Tesla人形机器人的最新进展：

Optimus（擎天柱）已经可以完成分类物品的复杂任务，如捡起物品、环境发现和记忆等。较之去年9月底的亮相，其运动控制能力持续进化，AI能力提升。马斯克认为特斯拉的未来长期价值可能都是Optimus给予的。

马斯克总财富已超越法国奢侈品巨头LVMH总裁，重新夺回世界首富头衔

日本本田公司最新开发的新型机器人ASIMO(阿西莫)，身高厘米，体重4公斤，它的走路方式更加接近于人。

韩国KAIST代表产品HUBO+身高1.7m，体重80kg，具有2个自由度。

美国波士顿动力研发的代表产品Atlas身高1.8m，体重80kg，具有28个关节，可完成原地起跳转身一周等高难度动作。

硬件结构上，Atlas拥有轻量级结构件皮肤和足部力控传感器，雷达与深度相机形成视觉感知，28个液压关节驱动完成一系列敏捷动作，本体搭载台NUC/工控机负责整体控制系统的运算。

软件方面，波士顿动力运用行为库、实时感知和模型预测控制（MPC）技术将相机、雷达等传感器接收的数据进行分析并对决策制定和动作规划提供支持。

不得不说，波士顿动力的就是酷

我国人形机器人在科研领域，有国科大研发的“先行者”机器人，可完成静态和动态步行动作；哈工大推出的“HIT-III”机器人能完成上、下斜坡等动作；清华大学开发的“THBIP-II”具有24个自由度等。

在产业领域，深圳优必选推出的“Walker”机器人能完成上、下台阶等动作；小米于年8月公布的人形机器人CyberOne（铁大），升级后的运动控制算法支配这机器人全身1个关节和21个自由度，实现双足运动姿态平衡；电机性能增强10倍，髋关节主要电机的动力扭矩峰值可达00Nm，峰值扭矩密度96Nm/kg；之江实验室展示的人形机器人能借助高精度视觉感知系统，定位琴键进行高精度手指运动。

深圳优必选“Walker”机器人

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马斯克对于机器人市场的判断并非“空穴来风”。IFR数据，年全球机器人市场规模已经达到了51亿元的高点，-年CAGR达14%。

其中工业机器人市场规模亿美元，服务机器人市场规模达亿美元，特种机器人市场规模超亿美元。到年，全球机器人市场规模有望超亿美元。

另据Marketsandmarkets预测，全球人形机器人市场规模（仅考虑单机）将从年15亿美元提升至年的17亿美元（约合人民币亿元），千亿市场的容量指日可待。

从零售端的价格来看，此前美国波士顿动力推出的四足机器人SpotMini定价约为美元，上线一年卖出了大约台，人形机器人Atlas并未上市。面对高昂的价格，马斯克曾公开表示，他的人形机器人将以低于2万美元的价格销售，并实现大规模生产。

做一个最为简单的推算：即使未来Optimus的销量只有马斯克所说亿台的1/，那么其市场规模就有2万*1亿=2万亿（美元），这是何其壮观的数字。

目前人形机器人的iPhone时刻还远未到来。

从广义范畴来看，人形机器人在本质上并没有脱离机器的束缚，即便拥有了人体的形状，但仍然是机器人的一种。只不过，在装备了感知系统、驱动系统、末端执行系统、能源供应系统，运算系统及软件这五大系统之后，在人工智能度上，人形机器人较之我们更为熟悉的工业机器人有了长足的进步。

传统工业机器人更像一台机器而并非“人”。由于其所运行的轨迹都是被事先编程好，只可以在固定区域，特定场所，做规定而重复的动作，不具备独立处置突发（非程序内）问题的能力，只能被归类为非智能机器人。

需要与环境（包括人）发生交互，做出反应，就要求人形机器人拥有相当程度的人工智能。用更为规范的学术语言描述，这样一种人工智能就叫做具身智能。

具身智能（EmbodiedIntelligence），指的是智能体通过与环境产生交互后，通过自身的学习，产生对于客观世界的理解和改造能力。

能够产生具身智能的假设前提是：智能行为可以被具有对应形态的智能体，通过适应环境的方式学习到。有鉴于此，地球上所有的生物，都可以说是具身智能。

黄仁勋在年ITF世界大会上说：“人工智能和加速计算正在共同改变技术行业。下一波人工智能浪潮将是一种被称为具身AI的新型人工智能，即能够理解、推理并与物理世界互动的智能系统，即具身智能。”

具身智能是能够提升当前“弱人工智能”认知能力的重要方式。亦是产生超级人工智能的一条可能路径。

具身智能可以理解为人工智能发展的高阶形态，也有可能成为AI的终极形态。说得更加透彻一点，人形机器人的未来，就是赋能了具身智能的真正智能机器人。

如此智能的人形机器人会是如何接受指令，完成任务的呢？

首先，机器人的感知系统把机器人的各种“内部状态信息”和“环境信息”从“信号”转变为机器人自身或者机器人之间能够理解和应用的“数据”和“信息”。也即是说，让机器人理解周围的环境。

科学家（厂家）在机器人身上安装各类传感器，包括光、声音、温度、距离、压力、定位、接触等等，让机器人能通过“五官”来接近人类，收集感知外界的信息。

各类传感器应用技术的突飞猛进，保证了人形机器人得以发展。

传感器精度和可靠性的不断提高是当前亟待解决的难题之一。举例来说，在进水，进到粉尘或者颠簸之后，相机的校准就容易失效，长期使用之后像素点就容易坏死等硬件问题都会直接导致机器识别率在准确性上的丢失。

其次，机器人的驱动系统和末端执行系统需要协同工作，各司其职，就如同人类依靠身体各部位上的78个关节来行动。

用在机器人上的每一个关节的技术门槛和成本都很高，不仅要求体积小、精度高、重量轻，还同时要求抗摔耐撞。当机器人快速运动时，驱动力输出功率很高，要保证不会因为发热问题而烧坏，同时具备缓冲能力，保护“机器人关节”不怕撞击。

末端执行系统中的“手”，是技术难度非常高的部分。在实际抓、举、拿、捏等动作的操作过程中，机器人手指柔软度与抓握力度的协同性非常重要：抓轻了东西容易掉，抓得重了则直接破碎。

举例来说，特斯拉发布的Optimus展示出了与人手非常相似的机械手：

Optimus拥有11个精细的自由度，结合控制软件，能完成像人手一样复杂的操作，承担约9公斤负重。最新的demo视频中，我们也能看到特斯拉机器人在硬件上的一定优势，包括能控制力度的抓握很多物品，并且不会打碎鸡蛋。

再次，机器人的驱动系统和能源供应系统用于保障其动作的完成。按照波士顿动力

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