人形機器人“走”向高性能低成本

　　人形機器人是多學科高端技術的綜合體。其發(fā)展進步需要核心零部件、運動控制和人工智能等基礎理論的有機融合，多領域單元技術、軟硬件一體化協(xié)同發(fā)展。

　　從全球范圍看，人形機器人技術近年來迅猛發(fā)展。世界一流人形機器人，如意大利理工學院的iCub和日本本田公司的ASIMO等，都已具備穩(wěn)定行走、上下樓梯、跑、跳等運動技能。

　　國內(nèi)的一些高校、科研院所和頭部企業(yè)也相繼推出了自主研發(fā)的人形機器人系統(tǒng)，其功能、版本不斷迭代。中國科學院自動化研究所人形機器人攻關團隊形成了基于“環(huán)境吸引域”高精度作業(yè)和類腦智能機器人理論等原始創(chuàng)新積累，推出了譜系化人形機器人Q系列，并將機器人大模型與人形機器人融合，實現(xiàn)了與人的自然交互、多任務協(xié)同工作以及突發(fā)情況應對，初步完成了面向不同場景的技術驗證。深圳市優(yōu)必選科技有限公司也發(fā)布了面向工業(yè)場景的人形機器人Walker S，并展示了其行走、指關節(jié)活動、自主安裝靈巧手(磁吸式)、握錘等能力。上海傅里葉智能科技有限公司研制的通用人形機器人GR-1正式預售，打響了國產(chǎn)人形機器人量產(chǎn)的第一槍。星動紀元、智元機器人等新生代人形機器人公司相繼成立，不斷為人形機器人行業(yè)注入新活力。

　　過去一年里，我國在人形機器人領域單元技術方面取得諸多突破性進展。在核心零部件方面，基于三次諧波減速原理的諧波減速器實現(xiàn)扭轉剛度、傳動精度大幅度提升;小體積、低能耗、大扭矩的空心杯電機為研制輕量化末端執(zhí)行器奠定了技術基礎;高性能力矩電機、伺服系統(tǒng)、控制器等核心零部件邁入批量生產(chǎn)階段，涌現(xiàn)出一批掌握關鍵核心技術的高新企業(yè)。

　　在運動控制方面，除了常用的全身姿態(tài)控制與模型預測控制等傳統(tǒng)控制方法外，強化學習、運動基元等新算法持續(xù)取得新突破。由此，人形機器人實現(xiàn)了更自然的擬人步態(tài)、更健壯的行走能力以及爬坡、上樓梯等高動態(tài)運動能力。通過精簡零部件、簡化整體框架和創(chuàng)新制造工藝，千元級仿人機械臂與輕量化仿人五指靈巧手進入市場，為進一步降低人形機器人整機成本、賦能類人靈巧操作能力提供了重要基礎。

　　在智能認知與決策方面，人形機器人視覺技術的發(fā)展與成熟提升了其對動態(tài)開放環(huán)境的感知與認知能力;多模態(tài)大模型的技術加持進一步強化了人形機器人與人自然交互的能力、理解并執(zhí)行多類復雜任務的能力，使其逐步向具身智能演化邁進。

　　近年來，我國人形機器人技術持續(xù)突破，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，呈現(xiàn)出星火燎原、百花齊放之勢。同時，新技術突破不斷推動人形機器人向高性能、低成本、可批量制造的方向發(fā)展，規(guī)模化應用將逐步為產(chǎn)業(yè)發(fā)展賦能。

　　2023年11月27日，人民網(wǎng)研究院發(fā)布的《人形機器人技術專利分析報告》顯示，中國已成為全球申請人形機器人技術專利最多的國家，累計申請數(shù)量達到6618件。這些專利為實施進一步產(chǎn)業(yè)布局與大規(guī)模應用打下堅實基礎。

　　未來，中國科學院自動化研究所人形機器人攻關團隊將繼續(xù)面向國家重大需求，緊密圍繞構建人形機器人技術和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈的總體目標，持續(xù)攻關實體通用人工智能系統(tǒng)關鍵核心技術;不斷培育重點系統(tǒng)、拓展場景應用、營造產(chǎn)業(yè)生態(tài)、強化支撐能力，從而提升我國人形機器人產(chǎn)業(yè)的國際競爭力和影響力�！　　虮緢笥浾� 陸成寬