机器人特辑 | 走出实验室！ 人形机器人开启应用新纪元

从上世纪中期开始，随着计算机技术的突破，人们就对于机器人研究踏上了永不停歇的征途。1969年日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人，可以看作是最早的人形机器人雏形，而那时候人形机器人还是在实验室的“阳春白雪”。

 

让我们把时间快进到2025年的春晚，16个身着大花袄的人形机器人惊艳亮相，瞬间闯入大众视野，其背后的宇树科技也跻身“杭州六小龙”，成为科技领域的一座标杆，也拉开了人形机器人元年的序幕。4月，北京亦庄一场别开生面的半程马拉松——全球首个人形机器人半程马拉松再次将人形机器人推至全民瞩目的风口之上，北京人形机器人创新中心自研的全尺寸人形机器人“天工Ultra”用时2时40分42秒夺得全球首个人形机器人半程马拉松冠军，创造人形机器人运动性能发展的全新标杆。

在国家地方共建人形机器人创新中心首席科学家江磊看来，人形机器人市场的火爆并非偶然，而是多重因素协同作用下的必然结果。从技术层面来看，行业成功锚定了一个极具潜力的技术突破方向，为市场发展注入了强劲动力；此外，国家政策的支持为行业的蓬勃发展保驾护航；在产品端，人形机器人迎来了“ChatGPT时刻”，尽管当下技术尚处于起步阶段，但已经有了一系列极具代表性的样机让整个行业振奋；而在产业生态层面，人形机器人更是备受瞩目，汽车、3C电子、制造业、互联网以及国央企等千行百业纷纷投来关注的目光，产业链上下游生态完整且充满活力。

正是这些因素相互交织、共同发力，有力地推动了人形机器人行业的迅猛发展，使其成为当下科技领域一颗耀眼的新星。

 

那么，未来人形机器人会有哪些丰富的应用领域？还有哪些企业凭借技术积累跻身这一火热赛道？对于上游零部件企业来说挑战有哪些？本期特别报道，我们邀请到产业链上下游的专家、企业负责人共同参与讨论，看看他们凭借深厚的行业积淀与敏锐的市场洞察，为我们带来了哪些独到见解与深度剖析。

 

 

面向未来，人形机器人该如何前进？

具身智能，是一种基于物理性的、能够跟环境进行感知和交流的智能系统，并且能够自主对行为进行决策。它跟传统AI大模型为代表的人工智能有本质的区别——具身智能可以支持机器人跟物理世界的交互，是人工智能和机器人的深度融合。“具身智能最好的载体是人形机器人。”国家地方共建具身智能机器人创新中心（北京）CEO熊友军如是分享道。

一般机器人分为本体、运动控制系统（小脑）以及机器人的大脑。机器人大脑是以人工智能大模型为基础的，包括负责机器人的人机交互、机器人的环境感知，然后做人类意图的理解和识别、错误的反思等等；机器人小脑主要负责运动控制、泛化的抓取、技能的调用等工作。机器人大脑接到任务之后会做规划，做完规划之后调用机器人小脑执行这些工作，并把这个结果返回，形成一个完整的闭环。

“在人形机器人马拉松比赛中，我们对核心元器件、伺服驱动器、关节等进行测试，发现要满足机器人7×24小时工作还面临诸多挑战，在核心本体方面还有许多基础的工作要去做。国内近些年涌入了很多灵巧手公司，但自由度并不是评价一个灵巧手质量的唯一指标，其控制性能、可靠性、稳定性等都是评价其能力的重要指标。”对于国内人形机器人行业发展的现状，熊友军如是分享道。

虽然天工Ultra在人形机器人马拉松比赛中取得了好成绩，但熊友军也表示，未来其在人形机器人性能提升方面不会一味去朝着“长距离稳定地奔跑”这一方向发力，而是要走出实验室，让人形机器人在各种环境中拥有更好的适应能力和抗干扰能力，以在未来可以应用到灾害救援、室外巡检、管道巡检等诸多户外场景中去。

值得一提的是，今年3月，国家地方共建具身智能机器人创新中心（北京）发布了一款通用的具身智能平台，与硬件平台天工具身智能机器人进行结合，产生了一系列的化学反应，包括运动能力的提升、环境的适应性、泛化能力的提升等。

熊友军分享了人形机器人不同的应用场景。例如，在工业场景中已经有诸多工业机器人、自主移动机器人应用实践，但还有很多地方是传统机器人无法触及的，人形机器人可以填补空白。此外，人形机器人和人类所处的环境高度融合，不需要对场景做更多的改变，部署起来更加方便，因此除了工业场景，其在商业和服务领域的市场应用潜力也非常巨大。

“近年来，国内众多公司纷纷投身机器人领域，呈现出百花齐放的良好态势，这无疑是个积极的信号。不过我们也希望行业避免在底层机器人本体方面展开过度竞争。机器人研究范畴极为广泛，底层机器人技术中，硬件层面的关键元器件研发固然重要，但我们更期待各企业能在生态领域投入更多精力，共同构建良好的产业生态，助推这一产业朝着良性发展、理性竞争的方向迈进。”他呼吁道。

 

切入人形机器人赛道，
越疆有哪些成功实践经验？

今年3月，越疆科技推出了全球首款同时具备“灵巧操作+直膝行走”能力的具身智能人形机器人Atom，这款身高1.53米，体重62公斤的全尺寸人形机器人，拥有人体1:1仿生手臂构型，全身配置41个自由度的关节，上肢搭载7自由度工业级协作机械臂，通过自研神经驱动灵巧操作系统突破工业级±0.05mm重复定位精度。Atom拥有灵巧的双手操作能力，又能直膝行走，实现了上下肢协同的高水平运动控制，赋予其更强的工业级作业能力。

 

“选择从轻量型协作机械臂、到工业、商业应用协作机器人，拓展到全尺寸具身智能人形机器人，是越疆产品规划的水到渠成。越疆在协作机械臂领域十年的技术积累及实现全栈自研的能力，为进军具身智能人形机器人提供了坚实基础。”谈及为何选择具身智能人形机器人赛道，深圳市越疆科技股份有限公司创始人兼CEO刘培超如是分享道。

“具身智能人形机器人代表着智能机器人发展的下一座高峰。”具身智能人形机器人其实就是在机械臂“身体”上加了两条腿/轮式和更加智能的大脑——有了过去在感知、决策、执行全链条上的自主研发积累，越疆可以更快地打通从环境感知到动作执行的闭环。这种全技术链自研能力是越疆的差异化优势。

举例来说，越疆自主研制的具身智能类人双目视觉感知系统与五指灵巧手相结合，形成视觉引导下的闭环操作，通过端到端的学习训练，让机器人无需预编程也能自主完成上百种复杂任务；而基于Transformer架构的控制算法，使机器人能够以200Hz的高频率实现平滑稳定的运动控制。

目前人形机器人行业仍面临一些技术挑战，越疆正在凭借多年的技术积累逐一攻克难题。例如，针对运动平衡难题，越疆打造了全身动态平衡控制算法，让机器人在行走搬物时保持重心稳定，不易跌倒；针对非结构化环境的复杂交互，越疆开发了垂直领域的机器人操作技能模型ROM-1，结合了强大的端侧算力用于现场训练与推理，使机器人在未知场景下具备自适应和泛化能力。这些创新举措有效提升了具身智能人形机器人应对复杂现实场景的能力。

值得一提的是，Atom与传统协作机械臂在控制系统和运动模型上有诸多共通之处：例如，其上肢沿用了越疆自主研发的高性能伺服系统与控制算法，与其现有机械臂共享神经驱动灵巧操作系统（NDS）等核心技术，从而赋予机器人高达28个上肢自由度的端到端自主推理操作能力。这意味着Atom的“双手”具有媲美工业机械臂的精细作业水平，可完成电子元件焊接、精密仪器校准乃至拿取樱桃等对稳定性要求极高的任务。

然而，人形机器人也有别于传统机械臂之处，最大的差异在于运动模型的复杂性：机械臂固定在基座上，而人形机器人需要靠“双腿”自由行走平衡。为此，越疆开发了仿人直膝步态行走系统（AWS）。该系统融合了生物力学原理和模仿学习+强化学习的神经网络算法，从大量人类行走动作中学习，生成高度拟人的全身运动策略。Atom因此实现了直腿行走——与传统弯膝行走的机器人相比，直膝步态可降低42%的能耗，大幅延长持续工作时间。可以说，越疆让机器人“站得更稳、走得更远”，这在稳定性和续航上取得了显著进展。

 

（图片来源：华力创科学）

选择合适的应用场景率先突破，对于具身智能人形机器人的商业成功至关重要。工业制造场景固定且相对结构化，产线布局、作业流程更规律，在安全底线上，更易采集机器人感知与操作数据，方便后续能力持续提升，而具身智能多模态大模型驱动，能够自主拆解复杂任务并决策实施，持续收集和分析数据，并优化自身性能，不断提升智能化水平，将有效适应当下多品类、小批次的生产，快速响应生产线切换和参数调整。

越疆在具身智能率先落地的工业制造领域，恰恰有领先的客户和场景积累优势。作为中国协作机器人第一股，已成功应用到全球众多先进制造企业工厂，有着丰富的客户案例和应用场景积累，在汽车、新能源、3C电子、金属加工、家电等15大行业部署超过 80000 台，客户包括有丰田、比亚迪、保时捷、奔驰、三星、富士康、立讯精密等超过80家世界500强企业，为全球工业制造的智能化升级提供了关键支撑。但越疆的视野并不止步于工厂车间，越疆的机械臂已经在咖啡奶茶店、艾灸理疗店、食堂厨房等多个场景广泛应用。

“未来，不管是工业还是商业场景，具身智能人形机器人与具身机械臂协同部署的价值非常显著，我们的协作机械臂擅长单工位的精细装配，而人形机器人则可以在多个工位之间灵活走动、联动多台设备操作，实现‘一机多能’。两者相辅相成，将为工厂提供前所未有的柔性生产力，这样既能保持现有产线布局不变，又能大幅提升生产线自动化程度。”刘培超展望道。

 

创新技术赋能，上游零部件企业有哪些发力点？

对于人形机器人来说，其核心硬件是感知外界、执行动作的关键所在。它们作为人形机器人的物理承载，其性能的每一次跃升，都如同为机器人拓展了能力的边界，决定着人形机器人究竟能触及怎样的功能高度。同样的，人形机器人潜力无限，其迅速发展将成为相关零部件企业腾飞的强劲引擎。

例如，人形机器人需要精密的运动控制来模拟人类的动作，这包括行走、抓取、平衡等复杂动作，这与人形机器人的关节控制密切相关。派启科技提供的伺服驱动器、编码器、电机等产品，能够实现精确的速度、位置和力矩控制，满足人形机器人对动态性能和精确同步的需求。外形小、重量轻、专为空间受限的机器人关节部位设计有助于减轻人形机器人的整体重量，提高其灵活性和机动性。

上海派启科技有限公司副总经理张建林告诉我们，派启科技的伺服产品在功率密度、体积和效率方面的突破，为人形机器人的技术发展提供了强有力的支持。这些技术的进步使得人形机器人能够执行更加复杂和精细的任务。此外，派启科技能够根据客户需求提供定制化的伺服产品和解决方案，这有助于满足不同人形机器人制造商的特定需求，促进产品的多样化和创新。

 

陶世智能采用独家环面包络蜗轮蜗杆设计的减速机，适用于机器人的灵巧手关节处或者手臂关键等位置。其具有体积小、扭矩大、精度高的特点。蜗轮蜗杆天然90°传动的特点，更适用于关节传动。并且其成本更低，寿命更长，更有助于人形机器人行业的发展。值得一提的是，陶世智能的这款专门用于人形机器人灵巧手的关节减速机还摘得“2025智能制造行业——荣格技术创新奖”核心部件类别的奖项。

“我们是由自动化工业减速机平移到人形机器人行业的。目前人形机器人使用的减速机，尤其是灵巧手部分的减速机体积要更加小巧，其加工难题已经突破了，但要匹配如此小尺寸的电机仍然存在难度。”陶世智能科技（深圳）有限公司董事长陶玉龙分享道，“未来人形机器人可能是各种各样，而一只手基础自由度就有6个，高阶一些的灵巧手需要20个减速机，这比传统自动化领域及传统工业机器人领域对减速机的需求多几个数量级，目前我们也正在扩大产能。未来，人形机器人的减速机一定是更加轻巧、更加小，同时还需要保持扭矩大、寿命长等特性，在材料上也需要有所突破，我们对此也已经做好相关技术储备。”

此外，要实现指尖多维力感知，就意味着力觉传感器需要比指尖还小，这对力觉传感器的微型化提出了极高的要求，长期以来传感器行业缺乏相应的解决方案。在人形机器人领域，华力创科学去年在行业内率先推出了一款指尖光基多维力传感器Photon Finger。这款传感器突破性解决了过往人形机器人、灵巧手厂商面临的缺乏可用的指尖多维力感知解决方案的困境。

 

“我们通过发挥光学多模态感知技术在传感器研发上的微型化优势，对传感器结构进行重构和压缩，最终开发出了这款比机器人指尖还小的指尖多维力传感器Photon Finger。”华力创科学（深圳）有限公司CEO鱼晨分享道。据悉，这款传感器直径仅8.5mm，能够轻易集成至指尖，赋予人形机器人灵敏的指尖多维力感知能力；同时其还拥有优异的抗高温、强磁性能，即便是处于复杂、恶劣的工况，依然能够帮助灵巧手实现灵敏的力觉感知。“这款传感器在研发之初就将量产纳入了设计目标，我们通过在业内首次引入金属3D打印制造工艺，借助该工艺的一体化成型以及批量打印优势，目前已经实现了Photon Finger的量产，能够满足未来人形机器人行业规模化的指尖力觉感知需求。”

除此之外，华力创科学还针对人形机器人的腕关节力觉感知，推出了业内首款带有10mm中心通孔设计的腕关节光基六维力传感器PhotonR40，通过创新的中心通孔设计，实现更加简易的线束通行，大幅降低人形机器人的腕关节力觉集成难度。

对于人形机器人而言，最终是需要在工业、家居等场景进行落地应用，转化为生产力的。如何让人形机器人完成人类的搬运、零部件装配等交互任务，关键之一就在于多维的力觉感知。只有当人形机器人拥有贴近人类的力觉感知能力，才有可能替代人类完成精密灵活的交互任务，而华力创科学现在做的就是赋予人形机器人力觉感知能力，去加快推动人形机器人产业的落地应用。

人形机器人是一个高度集成的系统，涵盖传感器、减速器、电机、执行器、芯片等元件。谈及人形机器人核心零部件的发展方向，鱼晨认为，未来人形机器人的零部件会往标准化、模块系列化、低成本化发展。伴随人形机器人产品的稳定和成熟，上游零部件厂商将趋向推出性能、通讯接口、尺寸更加标准的解决方案，以同时满足各家机器人厂商的需求；针对各个厂商不同型号的机器人产品，各类零部件也将逐步细分形成系列化。

他还举了力觉传感器的例子，“在工业、家居等不同工况的应用场景中，人形机器人有着不同的力觉感知需求，力觉传感器的迭代和发展也将跟随不同的应用场景，按照精度的高中低、量程的大中小，进行系列化细分，以精确满足不同人形机器人的力觉感知需求并且实现模块化升级。”他认为，人形机器人的普及和应用离不开上游零部件成本的降低，只有当零部件的成本足够的低，人形机器人作为一种替代人力的解决方案才具备落地应用的经济价值，人形机器人产业才能够深入更多的场景，实现广泛的应用。

 

结语

人形机器人及相关零部件产业，正站在时代发展的风口，蓄势待发，即将开启一场波澜壮阔的变革之旅。随着技术的持续突破与创新，核心零部件的性能将不断提升，成本将逐步降低，为人形机器人的大规模应用奠定坚实基础。在应用场景方面，人形机器人将不断拓展边界，从传统的工业制造向医疗、教育、服务等领域深入渗透，成为推动各行业转型升级的重要力量。我们有理由相信，在各方的共同努力下，人形机器人及相关零部件产业将迎来蓬勃发展的黄金时期！

 

来源：荣格-《智能制造纵横》

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