明星科技公司为什么突然热衷造人形机器人？

北京时间10月1日，特斯拉创始人马斯克终于带着人形机器人“擎天柱”原型机，与公众见面。
　　
▲特斯拉人形机器人“擎天柱”原型机。图/特斯拉　　马斯克表示，有信心以较低的成本实现“擎天柱”的量产，预计3-5年后人们可以订购，最终产量将达到数百万台，单价预计不到2万美元。　　在现场，“擎天柱”只做了走上舞台、缓慢挥手以及简单舞蹈等动作，更复杂的动作如汽车工厂搬运、给植物浇水、移动金属棒等，则改用视频演示。“我们只是不想让它摔跟头。”马斯克说。　　特斯拉“擎天柱”的蹒跚步伐，让不少人想到了一个多月前小米发布的人形机器人“铁大”。当时的“铁大”手举一朵花，大概花了14秒的时间、迈了40步，走向了6米远外的小米公司创始人雷军。
　　▲小米人形机器人“铁大”与小米创始人雷军。图/小米　　对于“铁大”和“擎天柱”，网友议论纷纷。有人觉得“它们开启一个机器人时代”，甚至畅想人形机器人服务人类的美好未来，但也有人觉得“不过如此”，“就是个大号玩具，还是天价的那种”，“跟我想象的还差得很远”。　　从电脑到智能手机、智能汽车，再到如今，明星科技公司们为什么开始热衷于“造人”了？　　艺术与科技的终极想象　　1927年，默片《大都会》问世，影片中金色盔甲外形的女机器人“玛丽亚”甫一露面，惊艳世界。
　　▲电影《大都会》中的女机器人“玛丽亚”。图/电影剧照　　“玛丽亚”打开了人类对人形机器人的想象大门。此后，诸多影视作品中经典的人形机器人形象，寄托着人类对人体和机器智能融合的终极想象。　　科技与艺术总是相生相伴。人们对影视作品中人形机器人的追捧，也激发着科研人员的研究热情。　　1973年，日本早稻田大学推出了全球首个全尺寸人形机器人WABOT-1，它能够用手抓取和运输物体，用日语与人进行初步交流，还可使用下肢行走，只不过每走一步耗时45秒，运动能力极弱。
　　▲日本早稻田大学于1973年推出的WABOT-1。图/日本早稻田大学　　再后来，人形机器人研发主体开始从高校主导转向汽车制造和电子技术厂商主导，并进入电源、传感器于一体的系统集成发展阶段。期间最具代表性的，是2000年日本本田公司推出的人形机器人“阿西莫”（ASIMO）。
　　▲2000年，本田公司的人形机器人“阿西莫”。图/本田　　“阿西莫”被视为纯电机驱动的人形机器人“鼻祖”，装配视觉感应器、超声波感应器等。伴随不断的升级迭代，这款机器人能实现行走、跑步、上下楼梯、舞蹈等复杂运动，只是售价也达到惊人的250万美元。　　波士顿动力是继本田之后的另一家机器人明星公司。这家由美国军方支持起来的公司，最“出圈”的产品除了那个怎么都踹不倒的四足机器人“大狗”(BigDog)，就莫过于2013年推出的身高1.5米、体重80kg的人形机器人“阿特拉斯”（Atlas）了。　　由于采用液压驱动+控制模式，再加上研发人员的持续改进，“阿特拉斯”的运动控制能力相当了得，不仅运动速度可达到每小时5.4公里，还可以稳定快速地翻越障碍物，实现多种“跑酷”动作，可承担危险环境搜救任务，单台价值也高达200万美元。
　　▲波士顿动力公司的人形机器人“阿特拉斯”。图/波士顿动力　　相较于日本和美国，我国人形机器人研发和产业起步较晚，如今行业里一些明星公司如优必选、达阀，分别诞生于2012年、2015年，目前这两家公司也均推出迭代多次的人形机器人，正处于加速商业化的探索过程中。　　此外，前不久北京理工大学也推出了一款高动态仿人机器人，最大跳跃高度0.5米、跳跃距离1米，最高奔跑速度每小时6公里。　　为什么要“造人”？　　除了活跃在大银幕上和实验室里，近年来，越来越多形态功能各异、售价相对亲民的机器人已经进入社会生产和生活，代替人工在不同作业场景下发挥作用。　　比如，目前商业落地较快的是美国敏捷机器人公司2020年推出的人形机器人Digit。公开数据显示，Digit适用于物流、仓储、工业等多种应用场景，单台售价25万美元，2021年出货量在40-60台。　　来自赛迪工业和信息化研究院的报告显示，现阶段，全球人形机器人的主要应用领域为物流、商业、家庭，但其售价明显高于已在物流、教育、商业服务等细分领域有成熟应用的非人形机器人产品。
　　▲数据来源：赛迪产业所整理　　为什么机器非要做成人形？科技公司有必要费力去“造人”吗？动辄上万元甚至几十万上百万元的产品，能卖得出去吗？　　“人形机器人一定是未来的方向。”中国科学院深圳先进院创新发展处处长、深圳市机器人协会秘书长毕亚雷认为，我们目前所处的物理世界，都是按照人的尺寸大小设计，最适合这个社会生态的，显然是能真正代替人去做事情的人形机器人。　　相比异形机器人，人形机器人的确具有其独特的优势。　　民生证券研究报告认为，人形机器人的应用场景更加通用，因其人形造型更易于接受，有可能打破工厂、商用和家用壁垒，成为一个真正通用的产品；而且，人形机器人可作为天然的商业入口，被赋予更多商业价值。　　据市场研究机构预测，全球人形机器人市场规模将从2022年的15亿美元提升至2027年的173亿美元，千亿级蓝海市场未来可期。　　更为重要的是，人形机器人的出现与发展，所产生的影响并不局限于其所处细分行业本身。　　毕亚雷认为，人形机器人的出现将大大加快现有机器人技术迭代的效率。　　中科院重庆绿色智能技术研究院人工智能与服务机器人控制技术重点实验室主任何国田告诉《财经国家周刊》记者，人形机器人是软件技术与硬件设备的集成品，“无论是最终成品还是中间研发制作过程，都能带动相当一批高新技术产业的发展。”　　据何国田介绍，人形机器人解决方案构成复杂，比如减速器、伺服系统、控制系统解决机器人的“运动”问题；智能感应系统包括毫米波雷达、图像传感器、温度传感器等多种传感器，以及FSD芯片（完全自动驾驶芯片）、算力芯片等计算系统，充当机器人的“眼睛”和“大脑”。而目前，全球在这些层面都已有相应的技术积累。　　“目前人形机器人产业化发展已经具备初始条件。”何国田说。　　小米、特斯拉入局　　除了科研机构或专业机器人公司从事研发外，如今小米、特斯拉这样的明星科技公司，也开始入局人形机器人领域了。　　对于为何下场“造人”，两家公司并未明确解释，马斯克仅颇具哲学意味地提到，“这将是文明的根本转变。”雷军则说这是“小米对未来科技生态的一次探索”。　　在一些行业人士看来，小米、特斯拉都有无人驾驶技术研究背景，进入人形机器人领域顺理成章。而且，如今也是人形机器人产业化的风口前夕。　　何国田告诉《财经国家周刊》记者，人形机器人和无人驾驶具有三大共同关键技术，分别是环境感知、规划决策、执行控制。“两者在一些关键技术上高度重叠，所以此类公司凭借掌握的无人驾驶技术，可以前瞻布局人形机器人行业未来巨大的市场。”　　就当前人形机器人发展状况本身而言，记者从赛迪工业和信息化研究院获悉，从最初的模仿人类操作，到仿人类功能，再到脱离人类向机器新物种方向发展，人形机器人的发展在日本得到立法保护、监督，在美国上升成为国家发展战略；我国《新一代人工智能发展规划》《“十四五”机器人产业发展规划》等纲领性文件的出台，也为国内人形机器人产业的跟跑并跑指明了方向。
　　▲敏捷机器人公司（Agility Robotics）制造的Digit。图/敏捷机器人公司　　不过，人形机器人产业仍处在早期发展阶段。何国田及赛迪工业和信息化研究院方面专家均认为，目前国内外机器人产业仍存在不少问题，比如市场混乱，多为娱乐性小产品，没有拳头产品；市场定位不准、资金投入不够；用户期望值过高，技术和应用场景未完全成熟，等等。　　小米、特斯拉这种明星科技公司的进入，会带来新变化吗？　　哈尔滨工业大学机器人研究所所长、机器人技术与系统国家重点实验室副主任赵杰对此持乐观态度。他认为，马斯克将人形机器人商业化，应用于工厂、家庭服务等场景，这种商业驱动将促使人形机器人快速发展。　　“这将激发更多的人和资金进入人形机器人相关产业。”某投资基金人士向《财经国家周刊》记者透露，机器人行业近年来一直在其关注行列，特斯拉、小米的行为，明显激发了不少同行对人形机器人这一细分市场的兴趣，“都在努力寻找好标的”。　　何国田也认为，“明星公司”会带来“明星效应”，一方面能让更多人了解人形机器人产业拥有广阔的市场空间，另一方面“炒热”人形机器人产业，会推动资本、人才等要素进入，促进技术快速进步。　　“科技企业争相入局，产业加速迭代升级。”何国田说，这已经在多个行业验证过，人形机器人也不太可能例外。　　未来可期　　人形机器人能像智能手机一样普及，进入我们的生产、生活吗？　　何国田及毕亚雷等业内人士认为，未来5-10年，人形机器人有望进入实用阶段。但从技术、资本、研究机构及产业链企业透露的信息来看，在实现这样的目标之前，人形机器人产业还要解决进化道路上的几个问题。　　首先，需要基于明确的刚需应用场景进行研发，找到商业化落地的支撑点。　　前述投资基金人士认为，机器人产业是一个体量庞大的赛道，底层核心技术有相通之处，资本目前更关注的是人形机器人在下游有哪些真实的应用场景，“这牵涉到对成本和投资回报率的评估”。　　何国田说，日本及美国企业的探索经验表明，面向市场的研发才是商业化的基础。从产业本身来看，目前，上游核心部件、中游本体制造已经成熟，但下游还没有成熟的商业应用，主要原因就在于没有明确的应用场景。　　“有了场景，再进行相应的设计、制造、测试等流程，才能真正打开商业化局面。”何国田说。　　与应用场景紧密相连的，是产品成本与售价。前述投资基金人士说，当前人形机器人产品售价高，主要是造价高。但有了应用场景，然后通过一定规模的批量生产，就能成功缩减部分成本。　　这样的观点与国内人形机器人企业优必选、达阀此前对外传达的声音基本一致。不过，作为直面市场的企业，这些公司也表示，降成本、提高产品性价比需要一个过程，生产制造成本是一方面，研发成本则是另外一座需要跨越的大山。　　赛迪工业和信息化研究院研究人员认为，人形机器人应用跨度较大，因此可能面临非标定制化的高研发投入，比如，适合人形机器人的高精度电机与机器人常用电机的结构、材料不同，标准部件难以集成到人形机器人上。
　　▲特斯拉人形机器人“擎天柱”原型机视频演示给植物浇水。图/特斯拉　　除了加强对伺服电机、减速器、控制系统、各类传感器等核心零部件研发，人形机器人产业突破的另一技术支柱还在于人工智能。　　商汤科技给记者提供了这样一组数据：人类每人每天平均会接触600多个物体，如果把人换成人工智能模型，则其模型训练至少需要处理3500万种可能的场景，而现实是，当前并没有哪一家企业或研究机构拥有能够覆盖如此多场景的人工智能模型。　　“人形机器人要尽可能模拟人在各类场景下‘感知-认知-决策-执行’的过程，但现阶段人形机器人在复杂场景下，机器视觉容易失败，人工智能还‘不够智能’。”何国田说，这也是下一步科研机构及企业需要攻关之处。　　放眼全球人形机器人产业进展，日本在机器人立法、核心零部件方面已具备先发优势，美国注重新兴技术与机器人技术的深度结合，并以包容监管的态度促进机器人产业创新发展。　　赛迪工业和信息化研究院的一份报告提到，相比之下，我国人形机器人起步更晚，但发展快速、后劲十足。比如，我国多项人工智能机器人核心技术已逐渐达到国际顶尖水平；STEM（科学、技术、工程和数学学科）高端人才数量等于发达国家总和；我国是全球最大的机器人消费市场，消费潜力巨大。更为重要的是，我国拥有从上游核心零部件到中游本体再到下游系统集成的完整产业链。　　“未来充分发挥这些优势，我国人形机器人技术与产业有望实现从跟跑向并跑甚至领跑的跨越。”何国田等业内人士认为。