帮助人类遛狗,去超市购物,打扫草坪,做咖啡,甚至未来将能够完成各种任务,包括教育、家庭服务到社交陪伴等……人形机器人彷佛将曾经科幻电影中刻画的场景搬入现实,而人形机器人赛道也是火热一片:融资、新品发布、生态布局……层出不穷的动作,为人形机器人领域增添了浓烈的“供暖”氛围。据统计,仅2024年11月上半月,就有至少五家人形机器人公司完成融资,金额合计超过10亿元。
本文将从概念定义、市场分析、关键技术、发展趋势四大维度来为大家浅析人形机器人赛道。
一、 什么是人形机器人?人形机器人有哪些好处?人形机器人是仿照人类形态设计的通用双足机器人,旨在与人类一起工作以提高生产力。它们能够学习和执行各种任务,例如抓取物体、移动货柜、装卸箱子等等。
人形机器人的目标是可以在为人类设计的环境中高效运行。这将推动自动化的进步,而无需为机器人重新设计空间。人形机器人具有巨大的潜力,可为仓储和配送中心、实体零售、临床环境带来诸多好处:
• 人机交互:模仿人体形态,人形机器人可以配合人类完成各种工作。
• 多功能和适应性:人性机器人可以使用那些最初为人类使用和设计的工具和基础设施。
• 生产力:人形机器人与其他工人在相同的环境中操作,加速完成日常任务。
• 提升安全性:人形机器人可以执行危险任务,并在危及人类安全的场所操作。可以减少工作场所事故,减少将人类暴露在危险环境中,包括工业环境和救灾。
二、 人形机器人市场现状分析据2024世界人工智能大会上发布的《人形机器人产业研究报告》预测,至2024年,中国人形机器人市场规模将达到约27.6亿元。到2029年,该市场规模有望扩大至750亿元,占据全球市场的32.7%。此外,报告还进一步展望,到2035年,中国人形机器人市场规模有望达到3000亿元。
从产业链来看,人形机器人产业链上游主要是零部件和软件系统供应商,包括电机、关节、传感器、控制器、操作系统等,这些零部件和软件系统的质量和技术水平直接影响到机器人的性能和稳定性。中游是人形机器人本体的制造商,负责将各个零部件组装成完整的机器人产品,并进行测试和质检。下游则是人形机器人的终端应用市场,包括医疗、教育、救灾救援、公共安全、生产制造、家庭陪护等多个领域;
从商业进展来看,2021年起,人形机器人开始进入商业化落地的初级阶段。目前较有潜力的人形机器人发展方向主要面向制造业、航天探索、生活服务业、高校科研等,已应用场景包括物流仓储、汽车自动化、巡逻等领域。亚马逊近期在其仓库运营中,测试由其投资的公司Agility Robotics开发的人形双足机器人Digit,进行的任务主要包括卸载货车、搬运箱子、管理货架等,预计将在2025年全面上市。短期内人形机器人有望首先在汽车工厂实现商业化落地;
从政策监管来看,近年来,国家出台了一系列政策鼓励机器人产业发展。2021年7月,《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》提出发展基于5G技术的服务机器人,不断丰富5G应用载体;2022年6月,《关于推动轻工业高质量发展的指导意见》提出升级创新扫地机器人等新兴小家电、白酒酿造机器人等产品;2023年1月,工信部等十七部门发布《“机器人+”应用行动实施方案》,提出到2025年,制造业机器人密度较2020年实现翻番,服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升。
三、 造一个人形机器人所需关键技术中国数字经济百人会研究员尹传昊表示,人形机器人是集机械制造、材料科学、信息通信、计算机科学、力学计算、人工智能、传感器、自动控制、仿生学等多门学科于一体的高科技综合性平台,代表了当今世界智能装备的最高技术水平。
人形机器人的产品力能否满足需求,取决于机器人伺服控制、运动控制、人工智能及三方面的技术进步。相比普通的工业机器人和服务机器人,人形机器人在结构设计、硬件构成、控制算法、核心性能要求以及零部件选择上,都有很大的差异。比如,普通工业机器人的关节数量一般在2—10个之间,而人形机器人关节数量预计在40个以上,且每一个关节都需要一台伺服电机。
业界人士认为,机器人产业化已经临近“破晓”时刻,但仍有很多关键技术需要突破。优必选科技联合创始人、首席技术官兼执行董事熊友军表示,中国工业和信息化部日前印发的《人形机器人创新发展指导意见》强调“大脑”和“小脑”、“肢体”等一批关键技术取得突破,有助于建立人形机器人创新体系。“大脑”与大模型、自主决策、行为控制相关,“小脑”则主要指运动控制系统。而近两年火热的大模型在语音、视觉、决策、控制等多方面实现与人形机器人的结合,能够形成感知、认知、决策、控制闭环,大幅提升智能化水平,促使人形机器人在更加广泛的领域释放更大价值。
四、 人形机器人市场未来展望人工智能 (AI)、高性能计算 (HPC)、下一代传感器和电池技术等先进技术正在迅速成熟和融合,以加速人形机器人的发展。此外,下一代传感器,如 3D/深度摄像头、激光雷达、雷达和语音传感器,可以更好地了解机器人周围的环境,并实现安全的人机交互。这些先进的传感器密切模仿人类的感官能力,使机器人能够执行复杂的任务。所有这些因素预计将在预测期内增加采用率并推动人形机器人市场的增长。
人形机器人未来行业将呈现出技术创新、应用领域拓宽、人机协同与互动、个性化与定制化、产业链完善与协同以及政策法规与标准制定等趋势。随着这些趋势的发展,人形机器人将在各个领域发挥更加重要的作用,市场潜力巨大。