傅利葉通用人形機器人GR-1

看點

具身智能

EMBODIED INTELLIGENCE

人形機器人

HUMANOID ROBOT

算法

ALGORITHM

傅利葉通用人形機器人GR-1（以下簡稱GR-1）是一款自主研發、可商業化量產的高度仿生人形機器人。其擁有高度仿生的軀干構型，覆蓋人體主要自由度，具有優越的運動能力和敏捷性，是通用人工智能的理想載體。其具備的44個自由度，能夠模擬人類的各種運動，如轉頭、扭腰、抓取等。其設計采用仿生學理念，賦予機器人生命感。背部仿人體脊柱設計，安裝了電量和狀態指示燈，增強了生命氣息；胸部和頭部的鏤空層次設計，形似血管和神經網絡，凸顯出生命力。

GR-1不僅是一臺機器人，更是通用人工智能的理想載體，將仿生學與高性能機器人技術結合，展現了具身智能的未來潛力。本產品獲得2024年中國設計智造大獎（DIA）全場大獎。

傅利葉智能通過多年的核心技術積累，為GR-1賦予了令人震撼的運動能力。這款機器人有高度仿生的軀干構型、擬人的運動控制，具備快速行走、敏捷避障、穩健上下坡、抗沖擊干擾等運動功能，結合認知智能，能夠與人協同完成動作。GR-1身高165公分，體重55公斤，是通用人形機器人的理想本體，在科研教育、康復醫療、工業制造等領域具有巨大的商業化潛力。在科研教育領域，GR-1有助于高校及研究機構開展人機交互研究（自然語言處理等），機器人運動學、環境感知（定位和避障等），以及人工智能（強化學習等）等不同研究方向。在康復醫療領域，GR-1未來或可成為治療師的助手，幫助患者進行康復訓練（包括物理康復訓練等）。

語音識別大模型確保 GR-1 可以自主識別對話需求， 并通過內置揚聲器和高分辨率顯示器增強直觀的人機互動體驗。GR-1配備傅利葉全自研的FSA高性能一體化執行器，集成了電機、驅動器、減速器及編碼器，最大峰值扭矩達230N·m，步態行走速度可達5公里/小時。具備高動態響應能力，能夠精準控制復雜動作。支持多平臺操控，可通過手機、遙控器等設備進行便捷操作。在不穩定、無輔助、強干擾環境下，GR-1依靠自適應平衡算法，實現快速行走、敏捷避障、穩健上下坡和抗沖擊等功能，表現出卓越的穩定性和適應性。

《設計》

周 斌

“傅利葉”通用機器人事業部副總裁

《設計》：是什么契機促使團隊決定從醫療康復機器人轉向開發通用人形機器人的？

周斌：在傅利葉創立之初，人形機器人就屬于公司的長期規劃之一。

傅利葉研發團隊一直以來對于人形機器人，以及機器人技術都有非常深厚的情感和憧憬。受限于當時的技術水平，通用人形的開發存在困難，所以公司優先選擇了從最為貼近需要幫助的人群的智能康復機器人著手，進行產品開發。通過機器人技術賦能人類生活，這一點是傅利葉一直以來不變的初心。

在進行康復機器人的研發過程中，傅利葉積累、形成了大量核心技術和設計理念，例如一體化執行器（最初它被用于我們的外骨骼下肢康復機器人）。這些技術與雙足人形機器人的技術具有一定共通性，也為我們后續的人形產品研發奠定了基礎。

在設計層面，從“康復”到“人形”，“以人為本”的理念貫穿著我們的每一代產品設計方案的始終。在保證智能操作和臨床功能技術突破的同時，堅持在大到結構創新、仿生易用，小到色彩搭配、線條美感等各個設計細節上盡善盡美。

隨著AI 技術不斷發展，出現了革新性的突破和迭代。尤其是ChatGPT 的出現，讓我們看到了做機器人真正邁向“通用化”的新希望。所以，在2019 年的時候，公司決定正式啟動人形機器人的研發計劃。

《設計》：GRx系列背后的核心理念是什么？如何闡釋“為AI打造最佳具身載體”的愿景？

周斌：GRx系列的核心產品理念是“為AI而生”，我們希望GRx人形機器人可以成為AI技術在物理世界里的最佳載體，服務AI全生態領域的開發者和使用者。

為了實現這一長期目標，傅利葉首倡“產品六邊形”的標準，將運動智能、認知智能、靈巧作業、仿生設計、用戶體驗、商業應用六大功能板塊綜合一體，形成人形機器人本體能力的評估指標和發展方向。

作為人形機器人產業積極推進商業化的下一個主戰場，上肢操作仍需通過大量數據訓練來實現泛化性，打破專用性能力壁壘。因此，在推出新一代機器人產品GR-2 時，我們也在“靈巧作業”這一層面做了特別的技術強調和突破。GR-2 支持VR 遙操作控制、拖拽示教、上位機末端控制等多種上肢示教方式。快速創建動作，記錄上肢運動軌跡、關節角度、力度、靈巧手運動、觸覺信息等多維度數據，為采集更多真實訓練數據提供有力支持，助力開發者跨越仿真與現實的差距。

除開更靈巧的上肢操作，GR-2 也在另外兩大功能領域做了著重突破：一是搭載全新FSA 2.0 執行器后，可以實現更強勁的運動能力；另一個則是對原有的開發平臺進行優化，為使用者提供更開放的開發平臺，加速AI 具身落地。無論是機器人研究學者、工業自動化工程師還是AI 軟件開發者，都能快速上手，高效定制多樣化的應用程序，實現機器人技術創新。

《設計》：GR-1在硬件、設計、開發框架等方面有哪些關鍵的創新和提升？

周斌：作為行業內第一臺實現量產交付的雙足人形機器人，GR-1擁有高度仿生的軀干構型，覆蓋人體主要自由度，具有優越的運動能力和敏捷性，是通用人工智能的理想載體。165厘米的身高和55公斤的體重確保GR-1的外觀結構設計極致貼合一個成年人的等身大小，更加便于實現包括側身、下蹲、抓握等動作在內的預定義動作。

GR-1 的頭部搭載了環形麥克風識音系統和深度相機Intel RealSense，配合語音識別大模型確保 可以滿足自主識別對話需求。面部內置的揚聲器和高分辨率顯示器增強直觀的人機互動體驗。

穩定的運動能力也是GR-1 的一大產品特色。由傅利葉自主研發的高性能執行器（FSA） 集電機、驅動器、減速器及編碼器于一體，相比傳統伺服系統，可大幅降低系統體積，提高性能可靠性，為GR-1 提供強大而靈活的運動能力。

《設計》：自研的FSA高性能一體化執行器在GR-1中起到了哪些關鍵作用？在GR-2中又有哪些突破？

周斌：穩定的運動能力也是GR-1的一大產品特色。由傅利葉自主研發的高性能執行器（FSA） 集電機、驅動器、減速器及編碼器于一體，相比傳統伺服系統，可大幅降低系統體積，提高性能可靠性，為GR-1提供強大而靈活的運動能力。

傅利葉最新一代的人形機器人產品GR-2 在外觀結構和運動控制方面實現了更加擬人化的表現。為此，傅利葉量身打造了一系列7 款不同型號的FSA 執行器，分別應用于機器人的髖、踝等關節處，滿足各個關節的力矩要求。這些自研執行器不僅完美適配機器人的仿生形態，還能有效降低硬件成本。

新一代執行器FSA 2.0 為GR-2 提供了更強勁的動力，最大關節峰值扭矩超380N.m。結合完善的執行器控制算法，GR-2 擁有更強的負載能力和流暢的運動控制。新版執行器采用雙編碼器系統，編碼器精度提升了2 倍，提供更準確的絕對位置與速度反饋，保證GR-2 在執行各種動作時的控制精度，實現高動態響應。

《設計》：目前GR-1已經在哪些場景進行了實驗性應用？反饋如何？

周斌：目前，傅利葉GR-1已在導覽咨詢、學術科研、醫療康復等領域實現了實驗性落地應用，未來還將計劃進一步拓展至家庭服務。

傅利葉于12 月初首次發布導覽咨詢場景的整套技術解決方案，將場景需求分為語音語意識別互動、作業功能支持，以及演示功能三大塊，為商用客戶提供成體系的全流程技術方案參考。

《設計》：傅利葉如何看待人形機器人在人機共生環境中的角色和定位？人形機器人在未來有哪些潛在的應用場景？

周斌：雙足人形機器人將是未來各類智能化機器人形態中最類人的一種，它高度擬人的形態決定了其可以更好地適應人類社會環境，靈巧手等仿生肢體設計也確保人形機器人可以直接使用人類工具。因此我們認為，人形機器人一定將會是未來解放人類生產力和勞動力的最佳助手。

從短期來看，受限于AI 技術的發展和訓練數據的采集、積累，人形機器人會優先進入特定可控環境作業，例如集成自動化的工廠車間，或是類似化工廠這樣對人身安全和人體健康有極大威脅的3D（Dirty，Dangerous，Demeaning）作業環境，協助工人進行遠程操作。

從長遠來看，我們認為人形機器人最終一定會走入家庭，成為家務管家、養老保姆、私人助理這樣的角色。幫助緩解社會老齡化帶來的勞動力緊缺、標準化護理服務不足的問題，造福人類生活。

《設計》：請結合對中國設計教育的看法給青年設計師和設計專業的學生一些意見和建議。

周斌：我們團隊在產品打磨的過程中發現，真正好的設計一定是服務于功能需求和技術需求的。好的設計方案不僅僅是一層錦上添花的包裝紙，更能夠激發出新的產品創意和研發思路，為產品注入靈魂。但這個過程一定不會是一帆風順的。

所以，希望各位設計業的明日之星，能夠不畏質疑，在堅守自己對設計理想、美學理念的執著的同時，廣納意見，多進行跨學科交流，集眾家之所長，創造更多真實的、有思想的風景。