人形機器人，該落地了

8 月 18 日，2023 世界機器人大會主論壇舉辦了 " 智創(chuàng)未來 - 人形機器人技術與產業(yè)發(fā)展論壇 "，工業(yè)和信息化部副部長徐曉蘭，2000 年圖靈獎獲得者、中國科學院院士、清華大學交叉信息研究院院長姚期智，美國加州大學洛杉磯分校教授、RoMeLa 實驗室創(chuàng)始人 Dennis Hong，優(yōu)必選科技創(chuàng)始人、董事長兼 CEO 周劍等政府、學界和企業(yè)界的代表參加會議，共同探討了人形機器人的發(fā)展和未來。

在此次論壇上，中國電子學會還聯(lián)合包括優(yōu)必選科技在內的行業(yè)領軍企業(yè)、知名高校、國家級科研機構和行業(yè)組織，共同發(fā)起成立中國人形機器人百人會，共同打造研判發(fā)展方向、匯聚資源資本，和營造產業(yè)生態(tài)的開放式國際化交流合作平臺。周劍作為中國人形機器人企業(yè)家代表參加了啟動儀式。

工業(yè)和信息化部副部長徐曉蘭表示，當前以人形機器人和通用人工智能為代表的新技術、新產品、新業(yè)態(tài)蓬勃發(fā)展，正成為全球科技創(chuàng)新的制高點，未來產業(yè)的新賽道和經濟增長的新引擎。而中國機器人產業(yè)的發(fā)展勢頭強勁，產業(yè)規(guī)模已居全球的首位，基礎核心技術持續(xù)取得突破，人工智能進入了全球的第一梯隊，為人形機器人的產業(yè)發(fā)展奠定了堅實的基礎。

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基于優(yōu)必選科技在人形機器人領域超過 11 年的技術研發(fā)和應用落地的積累，周劍在演講中對人形機器人的應用趨勢做了前瞻性的預測。

他提出目前人形機器人已經進入產業(yè)化落地階段，優(yōu)必選科技聚焦于人形機器人的三大應用場景，包括工業(yè)制造、商用服務和家庭陪伴。其中，智能制造將成為人形機器人首個大規(guī)模應用的領域，人形機器人將重新定義 AI 時代的工人，把人從重復性的勞動中解脫出來；商用服務場景是人形機器人最快應用的市場，而家庭落地場景則是人形機器人最具潛力的應用市場。

工業(yè)自動化時代的人工仍不可或缺，未來人形機器人可以和傳統(tǒng)自動化設備協(xié)作作業(yè)，以解決復雜場景的柔性無人化，自主完成扭矩擰緊、柔性裝配、物料搬運等任務。周劍表示：" 為什么在人工作的一些狹窄場景里不能用其他形態(tài)的機器人？我們也嘗試用輪式底盤或者四足機器狗，但是發(fā)現(xiàn)不如意，總不能設計一個一米七高的機器狗，像大象一樣。人形機器人仍然最符合我們的需要，最符合市場，為此我們做了很多工作。"

優(yōu)必選人形機器人 Walker X 已經在智慧工廠場景中的進行了訓練及測試，主要用于 SPS 智能分揀以及老化測試。Walker X 可通過與無人搬運機器人 AGV 的聯(lián)動，" 嵌入 " 到高重復、低負載的生產流程中，從而提升工廠的效率及靈活性。

目前，優(yōu)必選科技正在與國內新能源汽車頭部企業(yè)以及高端智能裝備解決方案企業(yè)探索人形機器人在新能源汽車、3C 電子、智慧物流等工業(yè)場景的應用。這是優(yōu)必選人形機器人商業(yè)化應用之路的又一次創(chuàng)新和探索。

在商用服務場景中，優(yōu)必選科技正在逐步推進大型人形機器人的應用，首批人形機器人 Walker X 已落地沙特 NEOM 新未來城，成為第一代大型人形機器人市民，提供智能化服務。

對于人形機器人在家庭場景的應用落地，周劍認為將會分成兩步走。第一步是陪伴功能的應用落地，他舉例：" 例如我喜歡看足球比賽，我家人對足球不是很感興趣，但有一臺人形機器人能理解我喜歡梅西還是 C 羅，可以理解我在做什么事情并且陪我一起看，我相信大部分人都會愿意接受這個產品。" 在陪伴應用落地之后，第二步才是服務功能的落地，現(xiàn)在機器人已經具備理解并分解復雜任務最終規(guī)劃執(zhí)行的能力，一旦運動能力有所突破，就會進入這個階段。

目前，AI 大模型和機器人的結合非常熱，AI 大模型提升了機器人的智能化水平，推進人機交互方式的變革，機器人也正讓 AI 大模型照進現(xiàn)實，近期微軟、谷歌、阿里巴巴以及李飛飛團隊都發(fā)布了應用于機器人的 AI 大模型。

優(yōu)必選科技

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針對 AI 大模型在人形機器人領域的應用，優(yōu)必選科技自主研發(fā)了 " 人形機器人智能多模態(tài)交互系統(tǒng) "，該系統(tǒng)集人機交互、指令理解、自主規(guī)劃、任務執(zhí)行等技術于一體的智能系統(tǒng)，接入 AI 大模型后，利用優(yōu)必選大型人形機器人自帶的視覺、語音、3D 深度、壓力等異構多源傳感器獲得的多模態(tài)數(shù)據(jù)進行融合感知，能明顯提升人形機器人在實際應用場景下的自主決策能力，從而擴展了應用場景和應用范圍，最終加速落地應用。

近年來，人形機器人技術進步明顯。在高性能伺服驅動器方面，優(yōu)必選科技實現(xiàn)了從 2KG 到 1200KG，從小扭矩微型伺服驅動器到高爆發(fā)力大扭矩伺服驅動器的研發(fā)和商業(yè)化。

皮膚是人類最大的傳感器，對于人類感知環(huán)境、與環(huán)境安全交互非常重要，同理，人形機器人感知周圍環(huán)境的溫度、觸覺、力覺、滑覺等也需要電子皮膚，尤其在抓取操作時。優(yōu)必選自研的電子皮膚也用于人形機器人 Walker 上，提升機器人與環(huán)境交互的安全性。

人形機器人的運動過程中希望盡量減少能量消耗，一般有兩個途徑：一是提高伺服驅動器的輸出功率密度比，二是盡量減少機器人的體重，尤其是減少腿部重量以降低轉動慣量。

優(yōu)必選對人形機器人的一些關鍵部件進行了輕量化的拓撲優(yōu)化設計，仿造鳥類的中空骨骼，采取增材制造的方式，既能保證結構的剛度和強度，也大大降低了機器人的重量。

生活中的所有工具都是為我們的靈巧手而設計的，有了五指靈巧手，人形機器人在操作這些工具的時候，就不需要專門為它去做適配。優(yōu)必選自主研發(fā)的帶力反饋控制的五指靈巧手，讓人形機器人可以直接操作人類的工具。

在運動規(guī)劃與控制算法領域，優(yōu)必選主要在步態(tài)規(guī)劃、柔順控制和手眼協(xié)調方面投入了研發(fā)，目前可使用自研的人形機器人全身控制通用架構實現(xiàn)不同構型的人形機器人的多種運動模態(tài)，如行走、跳躍、奔跑等。行走速度可達 4 公里每小時，奔跑速度可達 6 公里每小時，基本達到人類的水平。同時，結合全身柔順控制策略，可提高機器人在未知環(huán)境下的運動魯棒性。例如，優(yōu)必選人形機器人可通過腿部柔順實現(xiàn) 23 度上坡的魯棒行走。

此外，通過多傳感器融合的狀態(tài)估計和擾動觀測，優(yōu)必選人形機器人可自主估測如質心位姿和外部擾動等核心運動狀態(tài)。在精準的狀態(tài)估計下，優(yōu)必選人形機器人可實現(xiàn)與未知外界環(huán)境的交互，如搬運重物和推動恢復等實際應用場景。

另外，優(yōu)必選在人形機器人強化學習方向的探索，可在短時間內實現(xiàn)從零開始的人形機器人運動，大幅度提升了人形機器人的擬人化效果。

為了解決人形機器人模仿人類跑步的技術難題，我們必須面對復雜的動力學建模、實時的平衡調整等挑戰(zhàn)。借助強化學習和模仿學習的結合，優(yōu)必選采用了一種新的方法：通過生成對抗網絡與人形機器人在仿真環(huán)境中的持續(xù)試錯學習，成功地模擬出了類似于人體的、適用于人形機器人的運動軌跡，從而使人形機器人的運動更接近自然和真實。

2023 世界機器人大會，人形機器人受到了不同以往的密集關注，現(xiàn)場展出了 10 多款人形機器人。優(yōu)必選科技從 2012 年創(chuàng)業(yè)開始，就始終專注于人形機器人核心技術的研發(fā)應用，到 2016 年投入研發(fā)大型人形機器人 Walker，至今 Walker 已經歷 4 次迭代，是中國第一款實現(xiàn)商業(yè)化落地的大型人形機器人。

對于人形機器人創(chuàng)業(yè)，周劍表示，創(chuàng)業(yè)者不應片面考慮當時技術的實現(xiàn)可能性，更應當關注市場需求，而人類對人形機器人的需求是真實而廣泛的，無論要花十年還是三十年，靠我們的積累和努力終究能夠實現(xiàn)，現(xiàn)在看來人形機器人走入家庭只是時間問題。優(yōu)必選科技的目標就是研發(fā)和制造具有世界一流水準的人形機器人，并進入千家萬戶。