工業(yè)人形機器人：新質(zhì)生產(chǎn)力背景下的制造業(yè)智能變革與未來發(fā)展

工業(yè)機器人，由伺服系統(tǒng)、控制器和減速器構(gòu)成，是制造業(yè)的璀璨明星，承載著新興技術(shù)，推動著行業(yè)變革。中國作為全球最大的工業(yè)機器人市場，其裝機量居世界首位，眾多產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)蓬勃發(fā)展，共同描繪出工業(yè)機器人智能化的壯麗畫卷。

工業(yè)機器人在汽車、新能源、電子、金屬、化學(xué)制品、食品等眾多領(lǐng)域大顯身手，搬運、碼垛、弧焊、點焊、噴涂、上下料等場景中，它們輕松替代人工，釋放出巨大的動能。這不僅標(biāo)志著新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展方向，更是制造業(yè)高端化、產(chǎn)業(yè)體系安全可控的堅實基石。

數(shù)字經(jīng)濟應(yīng)用實踐專家駱仁童博士認(rèn)為，新質(zhì)生產(chǎn)力與工業(yè)機器人行業(yè)的緊密聯(lián)系：“工業(yè)機器人新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展，主要體現(xiàn)在制造業(yè)技術(shù)改造升級工程和制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級行動兩大方面。這些作業(yè)過程已展現(xiàn)出機器人替代人工的顯著優(yōu)勢。因此，實現(xiàn)生產(chǎn)線的自動化，離不開工業(yè)機器人的鼎力相助。工業(yè)機器人的廣泛應(yīng)用和智能化水平的不斷提升，正是新質(zhì)生產(chǎn)力蓬勃發(fā)展的生動寫照。”

隨著機器人控制、智能傳感、人工智能等前沿技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是AI大模型與生成式AI技術(shù)的突破，人形機器人已成為各大企業(yè)爭相布局的新興領(lǐng)域。這些高科技的加持，不僅提升了人形機器人的技術(shù)水平，還加速了其商業(yè)化進(jìn)程。如今，人形機器人已正式踏入工廠，開始承擔(dān)起搬運、裝配等繁重的工作，開啟了智能制造的全新篇章。

近期，多家人形機器人企業(yè)紛紛宣布其產(chǎn)品已成功進(jìn)入工廠，開始“打工”。其中，Apptronik、Figure AI、優(yōu)必選、Agility Robotics等企業(yè)的人形機器人更是備受矚目。它們不僅具備高度智能化的特點，還能在復(fù)雜的工廠環(huán)境中靈活應(yīng)對各種挑戰(zhàn)。

例如，德國車企梅賽德斯-奔馳與Apptronik達(dá)成重要協(xié)議，將引進(jìn)Apollo人形機器人到其工廠，用于測試人形機器人在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用及執(zhí)行各種任務(wù)的能力。而優(yōu)必選的工業(yè)版人形機器人Walker S則已在蔚來的汽車工廠進(jìn)行“實訓(xùn)”，展現(xiàn)出了卓越的性能和潛力。

此外，均勝集團與人形機器人研究院聯(lián)合研發(fā)的賈維斯JARVIS人形機器人也在其智能工廠中發(fā)揮了重要作用。這款人形機器人不僅具備高度智能化的特點，還能在復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境中穩(wěn)定工作，為制造業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。

同時，美國人形機器人公司Figure AI與寶馬的合作也備受關(guān)注。雙方將共同探索人形機器人在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用，為未來的智能制造提供有力支持。而亞馬遜和GXO Logistics等企業(yè)也紛紛嘗試引入人形機器人，以提高倉庫內(nèi)部的操作效率和推動配送服務(wù)的加速與提升。

值得一提的是，除了上述企業(yè)外，還有多家科創(chuàng)板公司已前瞻布局人形機器人領(lǐng)域。他們通過不斷創(chuàng)新和技術(shù)升級，為人形機器人的發(fā)展提供了強大的支持和保障。

在制造業(yè)中，與傳統(tǒng)工業(yè)機器人相比，人形機器人展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。它們不再依賴預(yù)設(shè)程序來執(zhí)行任務(wù)，而是具備感知環(huán)境、學(xué)習(xí)和自主決策的能力，使其能夠適應(yīng)多樣化的場景。得益于AI大模型技術(shù)的支持，這些機器人在自主決策、柔性操作和人機交互方面表現(xiàn)出色。目前，人形機器人在制造業(yè)的應(yīng)用日益廣泛，涵蓋了物品搬運、拾取與放置、質(zhì)量檢測、貼標(biāo)、裝配、智慧巡檢以及高危作業(yè)等多個方面。

例如，在物品搬運領(lǐng)域，特斯拉CEO馬斯克在2022年AI Day上發(fā)布的人形機器人“擎天柱”原型機就展示了其在汽車工廠搬運箱子的能力。同樣地，Agility Robotics開發(fā)的Digit人形機器人在亞馬遜倉庫協(xié)助員工搬運空手提箱。此外，Apptronik公司推出的Apollo人形機器人也展現(xiàn)了其在物品搬運方面的實力。

在質(zhì)量檢測和貼標(biāo)方面，優(yōu)必選官方微信視頻號曝光的工業(yè)版人形機器人Walker S在蔚來工廠參與了門鎖質(zhì)檢、車燈蓋板檢測、安全帶檢測以及貼標(biāo)等工作。這些機器人通過搭載定制化AI質(zhì)檢管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了對汽車部件的實時圖像采集與傳輸，確保了組裝質(zhì)量。

人形機器人在裝配作業(yè)方面的應(yīng)用也日益成熟。它們憑借靈活多變的機械手臂和精細(xì)的手指運動，能夠精確完成各項裝配任務(wù)，并實時調(diào)整策略以應(yīng)對不確定因素。同時，這些機器人在智慧巡檢領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用。它們搭載多種先進(jìn)傳感器和高清攝像頭，具備高度的靈活性和自主導(dǎo)航避障能力，能夠在復(fù)雜環(huán)境中自主巡邏并進(jìn)行視覺檢查。

在高危作業(yè)方面，人形機器人展現(xiàn)出了巨大的潛力。它們能夠替代人類進(jìn)入危險或惡劣的環(huán)境執(zhí)行任務(wù)，從而有效降低人身安全風(fēng)險。業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，人形機器人在工業(yè)制造領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和空間。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的不斷拓展，人形機器人將在制造業(yè)中扮演越來越重要的角色，推動制造業(yè)的智能化和高效化發(fā)展。

自1967年日本早稻田大學(xué)啟動人形機器人WABOT研發(fā)項目以來，人形機器人研究歷經(jīng)半個世紀(jì)的沉淀與積累。如今，隨著特斯拉擎天柱（Optimus）人形機器人的驚艷亮相，以及OpenAI ChatGPT等大語言模型的橫空出世，人形機器人行業(yè)終于駛上了發(fā)展的快車道。

特斯拉擎天柱作為人形機器人領(lǐng)域的佼佼者，其強大的功能和驚艷的外觀引發(fā)了全球范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。而在國內(nèi)，優(yōu)必選、傅利葉智能等初創(chuàng)公司以及國防科技大學(xué)、清華大學(xué)等高校也在積極布局人形機器人領(lǐng)域，推動行業(yè)的快速發(fā)展。

隨著人形機器人商業(yè)化的加速推進(jìn)，越來越多的企業(yè)開始涉足這一領(lǐng)域。三星電子、VIVO等智能手機制造商也紛紛表示將加入人形機器人賽道，利用在人工智能和混合現(xiàn)實技術(shù)上的積累，推動人形機器人的創(chuàng)新與發(fā)展。

預(yù)計未來幾年，人形機器人領(lǐng)域?qū)⒚媾R更為激烈的競爭，同時市場規(guī)模亦將顯著擴大。在此背景下，諸如特斯拉擎天柱等行業(yè)先鋒通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和突破，為整個行業(yè)注入了新的活力，既帶來了豐富的發(fā)展機遇，也帶來了諸多挑戰(zhàn)。數(shù)字經(jīng)濟應(yīng)用實踐專家駱仁童博士指出，人工智能作為提升機器人智能水平的關(guān)鍵工具，其與機器人技術(shù)的融合有望攻克感知、認(rèn)知和決策等難題，從而推動機器人實現(xiàn)更高程度的自主化操作。他預(yù)測，這一變革性的場景將在不遠(yuǎn)的將來成為現(xiàn)實。

盡管人形機器人在制造業(yè)工廠中的應(yīng)用前景日益廣闊，但目前仍處于初步探索階段。例如，優(yōu)必選將工業(yè)版人形機器人Walk S送往蔚來工廠進(jìn)行測試，但這并非正式的訂單交付，而是一次實驗性質(zhì)的“實訓(xùn)”。同樣，人形機器人Figure 01在寶馬斯巴坦堡工廠的應(yīng)用也從執(zhí)行少量工作開始。隨著時間的推移，這些由AI驅(qū)動的人形機器人有望逐步承擔(dān)更多制造工作，如搬運箱子、拾取和放置物品以及托盤裝載等。預(yù)計在未來12至24個月內(nèi)，F(xiàn)igure 01將全面融入寶馬的制造流程，覆蓋車身車間、鈑金和倉庫等多個工作區(qū)域。然而，這也表明人形機器人在制造業(yè)工廠中的大規(guī)模應(yīng)用仍需時日。

實際上，短期內(nèi)人形機器人大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的條件還并不成熟。高昂的成本以及技術(shù)上的瓶頸，是當(dāng)前人形機器人企業(yè)需要著力解決的問題。

目前，人形機器人的高昂造價主要受其高昂的硬件成本影響。例如，波士頓動力的Atlas人形機器人預(yù)估成本就超過了20萬美元。這種高價不僅限制了波士頓動力的商業(yè)化進(jìn)程，也導(dǎo)致了公司的多次易手。盡管如此，有企業(yè)如稚暉君的“遠(yuǎn)征 A1”智元具身智能機器人產(chǎn)品發(fā)布時，提出了將硬件成本控制在20萬元以內(nèi)的目標(biāo)。

然而，即使硬件成本得以控制，人形機器人在市場上的競爭優(yōu)勢仍然有限。以協(xié)作機器人為例，它們已經(jīng)能夠完成人形機器人在制造業(yè)中的大部分任務(wù)，并且價格更具競爭力。此外，隨著AI大模型技術(shù)的發(fā)展，協(xié)作機器人的智能化水平也在不斷提高。

技術(shù)瓶頸是人形機器人在制造業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用的另一個挑戰(zhàn)。雙腳站立的平衡性問題、穩(wěn)定的步態(tài)控制、良好的避障能力等都是需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。盡管一些企業(yè)已經(jīng)在這些方面取得了一定進(jìn)展，但人形機器人的運動協(xié)調(diào)性、感知能力、決策智能以及續(xù)航能力等方面仍有很大的提升空間。

此外，為了確保人機共存環(huán)境的安全，還需要建立和完善人形機器人的安全性標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范。同時，在AI大模型融合應(yīng)用以及人機交互能力上，人形機器人也還有很大的發(fā)展?jié)摿Α＠纾钚碌难芯砍晒@示，通過賦予人形機器人視覺語言模型（VLM）的多模態(tài)能力，可以使其更好地理解人類的意圖并執(zhí)行任務(wù)。

盡管人形機器人的成長之路充滿荊棘，但其未來潛力依舊不可估量。全球各國及企業(yè)紛紛將其視為明日之星，競相投入巨資以推動其技術(shù)進(jìn)步和商業(yè)化落地。以中國為例，工信部已明確表示，將借助人工智能大模型等前沿技術(shù)，助力人形機器人制造業(yè)邁向新高度。我們有理由期待，不久的將來，人形機器人將以其卓越的先進(jìn)性、智能性和安全性，在各行各業(yè)大放異彩。與傳統(tǒng)工業(yè)機器人相比，人形機器人具備更高的靈活性，可輕松應(yīng)對多變復(fù)雜的任務(wù)。它融合了人工智能、高端制造、新材料等尖端科技，橫跨多個學(xué)科領(lǐng)域，彰顯了跨學(xué)科融合的巨大潛力。無論是在制造業(yè)中助力人力完成精細(xì)操作，還是在教育、娛樂等服務(wù)業(yè)中展現(xiàn)魅力，人形機器人都有望成為引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)變革的新熱點。

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