人形机器人应用与发展前瞻

中国联合网络通信有限公司研究院金砖国家未来网络研究院 (中国·深圳) 目录 前言.........................................................................................Ⅰ编组.........................................................................................Ⅱ一、 人形机器人发展新态势............................................................1（一） 人形机器人发展现状............................................................1（二） 全球人形机器人市场前景广阔................................................3二、 人形机器人的技术演进............................................................6（一） 整机“智能化感知决策水平”不断提升...................................6（二） 多模态模型算法赋能“大脑”层级进步...................................7（三） 小脑模型算法迭代优化，实现拟人化运动控制..........................7（四） “肢体”构筑机器人的“钢铁之躯”......................................8三、 全球人形机器人的典型实践与探索............................................10（一） 人形机器人率先重构工业制造人机协同范式............................11（二） 人形机器人探索构建普惠、精准、有温度的医疗未来................12（三） 人形机器人将重塑交通物流生产力范式..................................13（四） 人形机器人将重构家庭生活的效率与体验...............................14四、 探索人形机器人未来发展新路径............................................ ..16（一） 筑牢硬件根基，推动人形机器人产业标准互通.........................16（二） 强化感知能力，促进人形机器人技术融合创新.........................17（三） 聚焦重点场景，驱动人形机器人应用健康发展.........................18 前言 人形机器人作为人工智能与物理世界深度融合的前沿范式，正成为智能技术突破虚拟边界的关键支点。人形机器人打破传统人工智能的"离身认知"局限，通过独特的“人形”设计，使人工智能系统能够无缝适应人类工作与生活环境，熟练操作为人类设计的工具与设备，实现从纯粹信息处理到与物理世界通用交互的本质跨越，为人工智能提供了理解和改造物理世界的最佳“身体”，进而实现真正的“知行合一”。我们将聚焦人形机器人产业发展的前瞻和最新趋势，深度洞察这一技术的应用探索与未来图景，希望可以助力人形机器人产业的高质量发展。 编 写 组 组长： 李红五 中国联合网络通信有限公司研究院陈辉 金砖国家未来网络研究院（中国·深圳） 副组长： 杨锦洲 中国联合网络通信有限公司研究院张阳 中国联合网络通信有限公司研究院 工作组成员： 郭耀隆 中国联合网络通信有限公司研究院杨峥 中国联合网络通信有限公司研究院罗力卓 中国联合网络通信有限公司研究院夏中国联合网络通信有限公司研究院薛竞 中国联合网络通信有限公司研究院韩莹莹 中国联合网络通信有限公司研究院林桢 金砖国家未来网络研究院（中国·深圳）李纪超 金砖国家未来网络研究院（中国·深圳）张雅文 金砖国家未来网络研究院（中国·深圳） 一、人形机器人发展新态势 人形机器人作为融合了人工智能、高端制造等先进技术的革命性突破，以颠覆性创新重塑全球科技竞争格局，加速形成数实融合的新质生产力，催生人机协同的新型生产关系，成为驱动数字经济向自主经济跃迁的核心引擎，为数字经济的可持续发展提供更强韧性。 （一）人形机器人发展现状 1.人形机器人的内涵 人形机器人是一种利用人工智能和机器人技术制造的具有类似人类外观和行为的机器人。人形机器人灵感来源于人类的身体，集仿生学原理和机器电控原理于一体。与普通机器人相比，人形机器人最大的特点是拥有拟人智能能力，可以通过人工智能大模型技术的赋能，实现拟人化的感知、决策、控制能力，实现了智能的飞跃。同时，人形机器人还需要具有拟人的外观，通常由头部、躯干、四肢等部分组成，能够实现模拟人类的行走、抓握等动作。这种类似人类的形态，可以快速融入人类社会，完成具体的任务，通用性和适应性较强。 人形机器人依据其结构与功能特性，可主要分为轮式人形机器人、足式人形机器人以及通用人形机器人。轮式人形机器人采用轮式驱动，搭配机器人手臂与灵巧手，兼具移动能力；足式人形机器人着重腿部运动能力，手部主要用于平衡；通用人形机器人具备双足、双臂、双手及各类感知和人工智能功能，有全面软硬件基础，能适应开放环境中的多任务。 2.人形机器人的发展历程 1950年—1980年，为人形机器人的概念萌芽阶段，图灵在其论文中提出了人工智能可能的发展方向，为机器人的概念奠定了基础。现代机器人的雏形是1954年美国麻省理工学院创造的可预编程机械臂。美国通用汽车1960年首次将Unimate工业机器人投入生产线进行焊接工作。斯坦福大学、早稻田大学分别研发了首台移动机器人和可对话的人形机器人。 1980年—2000年，进入早期探索阶段，得益于计算机硬件和传感器设备取得突破，麻省理工学院推出了具有类似人类听觉、视觉和本体感知功能的机器人Kismet。1991年出现了六条腿机器人Genghis，实现了自主行走。 2000年—2010年，进入跨学科融合与技术积累阶段，人形机器人研究开始融合跨学科的方法和技术，如机构学、机器学习、机器人学等，形成了相对完整的学科分支。 2011年—2020年，进入技术突破阶段。深度学习技术的快速发展为其注入了新的发展动力。出现大量仿生、类人机器人，帮助机器人适应自然环境。比如本田的升级版ASIMO机器人能够精确完成抓取物体和倒液体等精细任务，波士顿动力推出的Atlas可以在复杂的户外自然环境中行走、奔跑、跳跃，还能在雪地、草地等不同地形上保持平衡。 2022年至今，为产业应用普及阶段。以ChatGPT为代表的大语言模型为人形机器人实现智能感知、自主决策乃至拟人化交互，正逐步走向产业应用。涌现了宇树、优必选、Figure、Optimus、波士顿动力等一批独角兽企业，推动人形机器人应用深入生产实践。 （二）全球人形机器人市场前景广阔 1.各国人形机器人战略布局各有侧重 全球主要经济体均高度重视具身智能发展，不断出台政策支持具身智能发展，提升全社会对机器人领域的关注和支持。美国紧抓人工智能基础研究，保持具身智能领域的前沿领先地位。先后出台《国家机器人计划3.0》和《国防部人工智能战略》，将AI技术竞争上升至国家战略层面。欧盟方面，积极推进具身智能发展，强调具身智能的安全与透明度，先后推出《欧盟机器人研发计划》、《欧洲人工智能战略》和《人工智能驱动机器人战略》等。欧盟还以《人工智能法案》为基础，构建了具身智能发展的伦理框架与产业规范。亚洲地区，日本正在将机器人纳入社会并使机器人成为其社会基础的关键部分。2022年日本政府将机器人赋能制造、服务、医疗等应用场景的资金支持提升至1057亿日元。人口老龄化背景下的机器人替代人类是支持重点，推出了《社会基础设施用机器人重点领域》和《服务机器人安全操作国际标准》等政策制度。韩国在机器人产品或服务的技术层面具备一定的实力，但在机器人核心部件或软件技术方面却相对滞后。因此，2008年出台《智能型机器人开发与普及促进法》，2023年发布机器人产业发展战略和《先进机器人监管创新方案》。 2.全球人形机器人市场发展迅速 未来一段时间即将迎来人形机器人高速增长的阶段。从整体规模上看，中国高工机器人产业研究所（GGII）预测，2025年全球人形机器人市场销量有望达到1.24万台，市场规模63.39亿元。到2030年，全球人形机器人市场销量将接近34万台，市场规模将超过640亿元；到2035年，全球人形机器人市场销量将超过500万台，市场规模将超过4000亿元。而高盛预测，到2035年全球范围内人形机器人市场规模有望达到1540亿美元 。 （来源：高工机器人产业研究所） 投融资方面， CB Insights公司数据显示，人形机器人市场2024年融资金额达到了12亿美元的新高，预计今年将达到23亿美元的规模，实现翻一番。 3.各国科技巨头加速推进人形机器人落地实践 全球人形机器人产品已经处于产品发布和应用验证阶段，但到商业落地和大规模量产仍有一段距离。 各国科技巨头已宣布推出多款人形机器人。特斯拉发布“擎天柱”(Optimus)二代的人形机器人。2024年6月，Optimus二代已经被应 用 在 特 斯 拉 工 厂 ， 进 行 电 池 的 分 拣 训 练 。 波 士 顿 动 力 （ B o s t o nDynamics）发布了人形机器人Atlas，同样在汽车工厂得到应用，实现汽车支柱搬运等工作。敏捷机器人公司（AgilityRobotics）发布了人形机器人Digit。Digit可以实现搬运货物、码垛、卸载等仓库日常工作，在GXO、亚马逊公司已经得到应用。独角兽企业FigureAI通过OpenAI大模型赋能人形机器人，推出Figure02机器人，能完成叠衣服、餐桌清理、购物袋包装等相对复杂任务，并在宝马汽车工厂中测试开展零件装配等工作。优必选推出Alpha和Walker系列机器人，为教育、物流、消费及其他产业定制，是全球合作车厂最多的人形机器人企业。杭州宇树推出的Unitree H1、Unitree G1人形机器人性能佳、价格低，可用于工业、家庭服务等多重场景。 二、人形机器人的技术演进 （一）整机“智能化感知决策水平”不断提升 在全球人形机器人领域，特斯拉、Figure AI、波士顿动力处于第一梯队，1X、Digit等欧美产品紧随其后。这些企业在硬件上追求轻量化、高自由度，软件上借助AI大模型实现多模态感知与推理，部分产品已进入场景测试阶段，展现了人形机器人在工业生产、民生服务、特种作业等多元场景的应用潜力，预计2025年将成为人形机器人的量产元年。 特 斯 拉 O p t i m u s 系 列 展 现 了 快 速 迭 代 能 力 。 2 0 2 2 年 1 0 月 发 布OptimusGen1身高173cm，重73kg，搭载汽车级FSD系统，凭借2 8 个 身 体 自 由 度 和 1 1 个 手 部 自 由 度 实 现 基 础 运 动 功 能 。 2 0 2 3 年Gen2实现重大突破，重量降至63公斤，步行速度提升30%，新增颈部自由度显著增强平衡性，可应对爬楼梯等非平坦地形；其配备触觉传感器的灵巧手能精准抓取鸡蛋等易碎物。该系列计划于2026年以2万-3万美元量产，目标覆盖工厂、物流及家庭服务场景。 波士顿动力Atlas作为行业运动能力标杆，2024年推出电动版新款Atlas机器人，具备三指灵巧手，可搬运14kg物体，能完成行走、跳跃、爬楼梯等复杂动作。核心技术模型预测控制器（MPC）推动其从预设动作向自主路径规划进化，在复杂地形运动中保持卓越稳定性，持续拓展运动控制与感知技术的边界，主要服务于科研验证领域