“浙”樣搶抓人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展新機(jī)遇

嚴(yán)夢玲 徐雅斌

當(dāng)前，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正面臨重要的技術(shù)風(fēng)口，成為科技競爭的新高地和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。浙江省需抓住機(jī)遇，積極布局基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、支持優(yōu)勢企業(yè)做專做精，將人形機(jī)器人納入未來產(chǎn)業(yè)進(jìn)行重點(diǎn)培育

人形機(jī)器人又稱仿人機(jī)器人或類人機(jī)器人，是指擁有人的形態(tài)和功能的機(jī)器人，具有仿真程度高、較強(qiáng)的自主性和多功能性等特點(diǎn)，被認(rèn)為是機(jī)器人技術(shù)的集大成者和戰(zhàn)略制高點(diǎn)。當(dāng)前，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正面臨重要的技術(shù)風(fēng)口，成為科技競爭的新高地和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。正如2023年10月，工信部發(fā)布的《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》所指出的：人形機(jī)器人將深刻變革人類生產(chǎn)生活方式，重塑全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。

浙江省需抓住機(jī)遇，積極布局基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、支持優(yōu)勢企業(yè)做專做精，將人形機(jī)器人納入未來產(chǎn)業(yè)進(jìn)行重點(diǎn)培育。

人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迎來跨越發(fā)展窗口期

隨著人工智能技術(shù)應(yīng)用迭代推進(jìn)，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迎來了跨越發(fā)展的窗口期，其最終目標(biāo)是通過實(shí)現(xiàn)技術(shù)通用與低制造成本達(dá)到大規(guī)模落地使用。目前，人形機(jī)器人技術(shù)發(fā)展面臨三大趨勢。

人形機(jī)器人技術(shù)路線演進(jìn)路徑逐漸清晰

從技術(shù)看，人形機(jī)器人技術(shù)主要分硬件和軟件兩類。硬件可拆分為動力總成系統(tǒng)、感應(yīng)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)件及其他部件。其中動力總成系統(tǒng)包括伺服電機(jī)、減速器、控制器等，感應(yīng)系統(tǒng)包括芯片、傳感器等。軟件部分則包括運(yùn)動控制算法及人工智能算法等。專家預(yù)計(jì)，未來5年內(nèi)人形機(jī)器人將能實(shí)現(xiàn)連貫任務(wù)的認(rèn)知決策，感知水平全面提升；未來10年內(nèi)能實(shí)現(xiàn)更高自由度和運(yùn)動功能；未來15年內(nèi)能理解人類情感并實(shí)現(xiàn)類人智能交互。

人形機(jī)器人被視作人工智能技術(shù)重要落地應(yīng)用場景

人工智能技術(shù)快速崛起，牽引人形機(jī)器人研發(fā)制造多學(xué)科交叉匯聚。在基礎(chǔ)層，人工智能加速訓(xùn)練人形機(jī)器人大模型與數(shù)據(jù)迭代，并結(jié)合傳感、腦科學(xué)、新材料等前沿技術(shù)推動機(jī)器智能感知和交互決策系統(tǒng)迅速發(fā)展；在應(yīng)用層，人工智能應(yīng)用于垂直化、場景化與個(gè)性化模型，形成了人形機(jī)器人無代碼編程、對話類搜索引擎、語音陪伴等新業(yè)態(tài)。一旦技術(shù)接近臨界點(diǎn)，人形機(jī)器人在消防救援、電力巡檢、野外勘察等非結(jié)構(gòu)化場景下的通用性能有望帶來大量市場需求。

人形機(jī)器人量產(chǎn)成本下降為產(chǎn)業(yè)化提供可能

2013年波士頓動力發(fā)布的Atlas（一款雙足人形機(jī)器人）單臺成本高達(dá)190萬美元。2022年特斯拉通過構(gòu)建零部件生產(chǎn)和“軟件開發(fā)＋本體生產(chǎn)＋系統(tǒng)集成”全產(chǎn)業(yè)鏈模式，依托車端算法直接遷移、供應(yīng)鏈直接遷移等途徑，實(shí)現(xiàn)了人形機(jī)器人量產(chǎn)規(guī)模降本，其研發(fā)的Optimus（特斯拉第二代人形機(jī)器人）售價(jià)有望降至2萬美元。據(jù)高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）預(yù)計(jì)，未來3年全球人形機(jī)器人在服務(wù)機(jī)器人中的滲透率將達(dá)到3.5%，市場規(guī)模超20億美元，到2030年全球市場規(guī)模有望突破200億美元。

國內(nèi)外人形機(jī)器人發(fā)展均在穩(wěn)步推進(jìn)

國外人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步早

國外人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)起步較早，現(xiàn)階段美國、日本和歐洲在人形機(jī)器人領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。第一梯隊(duì)是以美國為首的波士頓動力和特斯拉，在運(yùn)動能力和智能作業(yè)上均具有較強(qiáng)的技術(shù)儲備和展示能力。2017年波士頓動力公司發(fā)布的雙足機(jī)器人Handle能夠在崎嶇的地形上行走和跳躍，可實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的智能倉儲運(yùn)輸；特斯拉基于DOJO D1超級計(jì)算芯片于2022年成功研制能夠共用特斯拉“完全自動駕駛”系統(tǒng)的Optimus，是目前唯一明確應(yīng)用于汽車生產(chǎn)線的項(xiàng)目。第二梯隊(duì)是日本和歐洲機(jī)器人，雖然不適用于野外復(fù)雜路面，但手眼協(xié)調(diào)操作性強(qiáng)，可直接使用人造工具，具有較強(qiáng)的智能作業(yè)和精細(xì)作業(yè)能力。如日本本田公司于2000年發(fā)布的ASIMO具備高度仿真的外觀和人類相似的動作和感知能力，目前主要應(yīng)用于教育科研領(lǐng)域；2014年軟銀集團(tuán)發(fā)布的Pepper具備情感識別和人機(jī)交互功能，可用于家庭服務(wù)、商業(yè)展示等領(lǐng)域。歐洲意大利技術(shù)研究院于2018年發(fā)布了可行走機(jī)器人（Walk—man），可與人類一樣使用工具，開發(fā)自然，能代替消防員、士兵和拆彈專家從事環(huán)境較為危險(xiǎn)的工作。

國內(nèi)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展達(dá)到國際先進(jìn)水平

與國外相比，國內(nèi)盡管產(chǎn)業(yè)起步較晚，但是近年來先后研制成功了多款人形機(jī)器人樣機(jī)，總體水平達(dá)到國際先進(jìn)。北京理工大學(xué)是目前國內(nèi)人形機(jī)器人領(lǐng)域最有影響力的研究機(jī)構(gòu)，其2003年研制的“匯童BHR—1”人形機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)跑步、跳躍等運(yùn)動。通過不斷地技術(shù)迭代，目前“匯童6”已可實(shí)現(xiàn)多模態(tài)運(yùn)動；浙江大學(xué)研制的“悟空”人形機(jī)器人在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)室外路面的小跑，以及復(fù)雜地形的行走、上下樓梯等運(yùn)動，相關(guān)研究處于國內(nèi)人形機(jī)器人領(lǐng)域第一梯隊(duì)。此外，優(yōu)必選科技有限公司、小米公司等也推出了人形機(jī)器人產(chǎn)品WalkerX與CyberOne，正在向商用化應(yīng)用方向努力。

總體來看，人形機(jī)器人正逐步從科研走向商業(yè)化。從技術(shù)演進(jìn)節(jié)點(diǎn)看，其穩(wěn)步推進(jìn)路線圖已比較清晰，現(xiàn)階段發(fā)展的重點(diǎn)在于解決技術(shù)和成本痛點(diǎn)。目前除特斯拉人形機(jī)器人已有具體應(yīng)用場景外，國內(nèi)人形機(jī)器人企業(yè)離商業(yè)化落地還有一段路要走。

浙江發(fā)展人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存

當(dāng)前，浙江省人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于初期階段，研究力量主要來自制造業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)創(chuàng)新能力相對較強(qiáng)的杭州、寧波兩地的高校、研究機(jī)構(gòu)和高科技公司。人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上游，浙江在精密減速器、伺服電機(jī)及驅(qū)動器等核心零部件領(lǐng)域具有較強(qiáng)實(shí)力；產(chǎn)業(yè)鏈中游，浙江已建成宇樹科技、浙江大學(xué)、之江實(shí)驗(yàn)室等人形機(jī)器人領(lǐng)域整機(jī)研制團(tuán)隊(duì)；產(chǎn)業(yè)鏈下游，基于省內(nèi)豐富的應(yīng)用場景和行業(yè)升級發(fā)展需要，已積聚了一批優(yōu)秀的系統(tǒng)集成商。

整機(jī)研制技術(shù)水平不斷提高

浙江省在人形機(jī)器人整機(jī)制造領(lǐng)域具有較強(qiáng)的研發(fā)實(shí)力，研制了多種人形機(jī)器人樣機(jī)。浙江大學(xué)自2006年起先后研制了四代“悟空”系列人形機(jī)器人，其中機(jī)器人最快運(yùn)動速度超過6km/h，跳高0.5m，可上下25度斜坡和10cm臺階，可適應(yīng)室外路面、草叢、泥地等多種地形。動子科技（寧波）有限公司研發(fā)的小型人形機(jī)器人BRUCE已在高等教育和職業(yè)教育行業(yè)實(shí)現(xiàn)小批量出貨，它是可以自主獨(dú)立行走、奔跑、跳躍的雙足小型人形機(jī)器人，也是全球第四款能夠自由跳躍的人形機(jī)器人。未來，企業(yè)計(jì)劃推出全尺寸大型人形機(jī)器人（高170cm，重35Kg，可負(fù)載10—15Kg，行走速度7Km/h）。宇樹科技推出了國內(nèi)第一款能跑的全尺寸通用人形機(jī)器人Unitree H1，也是全球同類規(guī)格中功率性能最高的機(jī)器人。之江實(shí)驗(yàn)室研制的雙足機(jī)器人具備雙足行走以及多自由度機(jī)械臂抓取操作的能力，還具備一定的與外界環(huán)境、人類交互的智能化水平；研制的ZJLabers足球機(jī)器人戰(zhàn)隊(duì)在RoboCup2019機(jī)器人足球世界杯上奪得了中仿人組（機(jī)器人高度介于80—140cm）亞軍。此外，五八智能科技也是浙江省內(nèi)整機(jī)制造領(lǐng)域優(yōu)秀企業(yè)。

零部件領(lǐng)域競爭力持續(xù)提升

浙江省在精密減速器、行星滾柱絲杠、伺服電機(jī)、機(jī)器人控制器、攝像頭、激光雷達(dá)等關(guān)鍵零部件和人機(jī)交互算法等方面具有較好的基礎(chǔ)，處于國內(nèi)領(lǐng)跑水平。中科院寧波材料所在高功率密度比電機(jī)以及正反向高效傳動減速器方面取得較大突破，先后研制了高爆發(fā)力關(guān)節(jié)電機(jī)、柔性人工肌肉、減速器等驅(qū)動裝置；拓普集團(tuán)已成功研制生產(chǎn)高精度滾柱絲杠，并不斷迭代升級產(chǎn)品；三花智控?cái)y手綠的諧波在墨西哥合作建廠，重點(diǎn)布局包括伺服電機(jī)、編碼器、扭矩傳感器等在內(nèi)的旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器總成，有望成為特斯拉人形機(jī)器人的供應(yīng)商之一；新劍機(jī)電開發(fā)了傳動系統(tǒng)中的核心部件“行星滾柱絲杠線性執(zhí)行器”，可成為人形機(jī)器人線性驅(qū)動解決方案供應(yīng)商。智昌科技開發(fā)了工業(yè)機(jī)器人操作系統(tǒng)與云腦，為人形機(jī)器人操作系統(tǒng)開發(fā)奠定了良好基礎(chǔ)；海康機(jī)器人致力于提供解決視覺檢測難題的算法工具，能滿足視覺定位、尺寸測量、缺陷檢測以及信息識別等人形機(jī)器的視覺應(yīng)用；舜宇智能光學(xué)打造的定位類相機(jī)適用于各類服務(wù)機(jī)器人，可快速實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主避障、場景重建、路徑規(guī)劃等各類需求。此外，菲仕電機(jī)、寧波銳星電機(jī)等在伺服電機(jī)、空心杯電機(jī)等驅(qū)動部件，瀚晟傳動在關(guān)節(jié)等傳動部件，智昌科技在機(jī)械臂、控制器和芯片等領(lǐng)域均具備產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)。

但從目前浙江發(fā)展人形機(jī)器人的現(xiàn)狀來看，面臨著三大主要問題：一是技術(shù)研究積累不足。浙江在人形機(jī)器人本體能力、運(yùn)動能力和智能能力等核心領(lǐng)域與國外先進(jìn)水平仍存在一定差距，亟需在高爆發(fā)大力矩驅(qū)動、動態(tài)變構(gòu)型精確建模、高自由度復(fù)雜運(yùn)動規(guī)劃、未知擾動平衡控制等一批人形機(jī)器人基礎(chǔ)研究技術(shù)方面進(jìn)行布局，以掌握關(guān)鍵零部件領(lǐng)域核心技術(shù)。二是省內(nèi)進(jìn)軍人形機(jī)器人領(lǐng)域的企業(yè)較少。目前除了幾家人形機(jī)器人整機(jī)研發(fā)單位之外，明確進(jìn)軍人形機(jī)器人領(lǐng)域的只有三花智能、寧波拓普、智昌科技、華緯科技（液壓彈簧）等少數(shù)幾家企業(yè)。其他的如視覺感知、傳感器、電機(jī)、減速器、控制器等核心部件廠家雖然有較好的基礎(chǔ)，但是尚未明確進(jìn)軍人形機(jī)器人領(lǐng)域的意愿。三是典型應(yīng)用場景尚未有效形成。目前浙江省人形機(jī)器人主要以展示為主。主要有之江實(shí)驗(yàn)室ZJLabers機(jī)器人和浙江大學(xué)“悟空”機(jī)器人應(yīng)用于踢足球、打乒乓球等體育競技娛樂；宇樹科技推出的人形機(jī)器人原型樣機(jī)尚未明確應(yīng)用場景；動子科技（寧波）研制的BRUCE小型人形機(jī)器人應(yīng)用于教育、展示，但實(shí)用的典型應(yīng)用場景未有效形成。

加快推進(jìn)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)浙江發(fā)展的建議

從以上的分析中可以看出，浙江應(yīng)結(jié)合自身發(fā)展優(yōu)勢，精心布局、積極謀劃，從關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用場景、優(yōu)勢企業(yè)、專業(yè)人才等方面發(fā)力，搶抓人形機(jī)器人發(fā)展新機(jī)遇。

加強(qiáng)基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。建議設(shè)立人形機(jī)器人省重大科技專項(xiàng)，統(tǒng)籌布局整機(jī)研發(fā)、基礎(chǔ)配套產(chǎn)品能力提升、工程應(yīng)用驗(yàn)證等，將人形機(jī)器人納入未來產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行培育，建立未來產(chǎn)業(yè)研究中心。支持浙江大學(xué)、之江實(shí)驗(yàn)室、阿里達(dá)摩院等強(qiáng)化前沿基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵核心技術(shù)開發(fā)，加強(qiáng)多學(xué)科交叉融合，突破一批前沿技術(shù)，形成一批標(biāo)志性產(chǎn)品；支持龍頭企業(yè)牽頭，整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源，積極參與國家人形機(jī)器人領(lǐng)域“揭榜掛帥”項(xiàng)目，加快先進(jìn)技術(shù)在人形機(jī)器人研發(fā)中的集成。

推動典型應(yīng)用場景試點(diǎn)。遵循產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，圍繞人形機(jī)器人前沿技術(shù)和企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展需求，以城市為載體，開放智慧交通、智能電網(wǎng)、醫(yī)療教育等智能化場景，為新技術(shù)、新產(chǎn)品提供應(yīng)用測試空間，加快前沿技術(shù)商業(yè)化落地。加大對現(xiàn)有整機(jī)產(chǎn)品開發(fā)企業(yè)應(yīng)用場景開發(fā)支持力度，優(yōu)先選擇技術(shù)容忍度較高的公共領(lǐng)域開展（如道路交通、救災(zāi)救援、公共安全）人形機(jī)器人應(yīng)用場景試點(diǎn)，加大試點(diǎn)支持力度，爭取在場景培育上形成具有浙江特色的場景項(xiàng)目。

支持優(yōu)勢企業(yè)做專做精。結(jié)合浙江省產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，建立人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢企業(yè)庫，落實(shí)相關(guān)稅收優(yōu)惠政策，重點(diǎn)支持直線/旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器、操作系統(tǒng)和機(jī)械臂、伺服控制器、機(jī)器視覺等產(chǎn)業(yè)鏈核心領(lǐng)域的企業(yè)做專做精。支持企業(yè)充分利用進(jìn)入相關(guān)供應(yīng)鏈優(yōu)勢，進(jìn)入人形機(jī)器人配套體系。對進(jìn)入人形機(jī)器人配套體系的產(chǎn)品，給予相應(yīng)的認(rèn)定獎(jiǎng)勵(lì)；對產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，優(yōu)先納入省產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目給予支持。

培育壯大產(chǎn)業(yè)人才。充分利用“鯤鵬計(jì)劃”“領(lǐng)軍型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)培育引進(jìn)計(jì)劃”等重點(diǎn)人才計(jì)劃，引進(jìn)一批高層次人才團(tuán)隊(duì)，培育一批機(jī)器人領(lǐng)域卓越工程師。深化產(chǎn)教融合，支持高校牽頭建設(shè)機(jī)器人現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院，加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)人才和復(fù)合型高端人才培養(yǎng)。

（作者嚴(yán)夢玲單位：浙江省經(jīng)信廳高端裝備處，作者徐雅斌單位：浙江理工大學(xué)）