軟硬件技術(shù)加速迭代,核心部件成本下降……人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)“拐點(diǎn)已至”
軟硬件技術(shù)加速迭代,核心部件成本下降,應(yīng)用場(chǎng)景逐步顯現(xiàn)——
人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)“拐點(diǎn)已至”
從人形機(jī)器人半程馬拉松賽到世界人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)會(huì),人形機(jī)器人正以前所未有的頻率進(jìn)入公眾視野。
日前,2025全國(guó)機(jī)器人精密減速器與關(guān)節(jié)創(chuàng)新論壇在青島召開。論壇由國(guó)家減速機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)主辦,匯聚來自全國(guó)高校、科研院所及行業(yè)企業(yè)的超400位專家學(xué)者與代表,共同探討人形機(jī)器人核心部件領(lǐng)域的最新技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)。
透過專家觀點(diǎn)及前沿技術(shù)的展示,可以觀察到人形機(jī)器人正迎來屬于自己的“iPhone時(shí)刻”——從技術(shù)突破到商業(yè)化落地,產(chǎn)業(yè)拐點(diǎn)悄然而至。
四大主要應(yīng)用方向
2025年注定將成為人形機(jī)器人發(fā)展史上的重要里程碑,被業(yè)界稱為人形機(jī)器人量產(chǎn)元年。
其實(shí),人形機(jī)器人并非新鮮概念。早在1967年,日本早稻田大學(xué)就啟動(dòng)了相關(guān)研究,隨后研制出第一臺(tái)全尺寸人形機(jī)器人WABOT-1。本田公司推出的“阿西莫”代表了早期人形機(jī)器人技術(shù)的巔峰,但其功能的實(shí)現(xiàn)需預(yù)先編程,缺乏自主決策能力,最終宣告“退役”。
真正的轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在2023年。深度學(xué)習(xí)、多模態(tài)大模型等技術(shù)大幅加速機(jī)器人“大腦”的進(jìn)化迭代,讓機(jī)器人能夠理解指令、適應(yīng)環(huán)境并學(xué)習(xí)新任務(wù)。同時(shí),關(guān)節(jié)模組、力傳感器等關(guān)鍵零部件的技術(shù)進(jìn)步,也讓人形機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的動(dòng)作。商業(yè)化路徑隨之清晰,工業(yè)制造、物流分揀、家庭服務(wù)等應(yīng)用場(chǎng)景逐漸明確。行業(yè)大咖的斷言更推高了市場(chǎng)熱度:馬斯克預(yù)言“機(jī)器人與人類的比例將至少是2:1”,黃仁勛認(rèn)為“AI的下一波浪潮將是人形機(jī)器人”。
雖然賽場(chǎng)上機(jī)器人的表現(xiàn)看起來還沒有想象中那么聰明,但它們跌跌撞撞的一小步,代表著產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大步。據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2025年4月,全球人形機(jī)器人本體企業(yè)數(shù)量超過300家,中國(guó)占比超一半,典型代表包括宇樹、智元、傅利葉、優(yōu)必選等。
公共服務(wù)、工業(yè)應(yīng)用、特種應(yīng)用及家庭養(yǎng)老構(gòu)成了人形機(jī)器人的四大主要應(yīng)用方向。其中,公共服務(wù)包括教育科研、文娛迎賓等,工業(yè)應(yīng)用包括產(chǎn)線裝配、倉(cāng)儲(chǔ)物流、質(zhì)量檢測(cè)等,特種應(yīng)用包括化工核電巡檢、災(zāi)害救援、煤礦無人作業(yè)等,家庭養(yǎng)老主要是家務(wù)和陪伴等。海爾推出的“HIVA海娃”人形機(jī)器人號(hào)稱是最會(huì)用家電的“賽博管家”,樂聚的“夸父”人形機(jī)器人在一汽紅旗工廠執(zhí)行零件揀選任務(wù),傲鯊智能的外骨骼機(jī)器人用于輔助老人行走鍛煉……
“人形機(jī)器人是未來制造業(yè)的‘工人’、家政服務(wù)的‘保姆’、老人照護(hù)的‘孝子’,是人類生活和工作不可或缺的伙伴?!惫枮I工業(yè)大學(xué)教授趙杰認(rèn)為,人形機(jī)器人集機(jī)械工程、人工智能、材料科學(xué)、傳感控制、能源等尖端技術(shù)之大成,是“機(jī)器人+AI”深度融合的終極形態(tài)。要超越短期實(shí)用主義,以超前20年的視野布局顛覆性創(chuàng)新,以超越時(shí)代的戰(zhàn)略目標(biāo)整合資源,用技術(shù)想象力的代差塑造技術(shù)演進(jìn)方向,掌握定義未來的能力。
核心部件成本下探
成本是當(dāng)下人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵制約因素,特別是減速器、電機(jī)、絲杠、傳感器等零部件,占人形機(jī)器人硬件成本的60%以上。
就在幾年前,人形機(jī)器人的價(jià)格還高高在上。隨著精密減速器與關(guān)節(jié)模組的國(guó)產(chǎn)化,人形機(jī)器人售價(jià)從百萬元一路下探到如今一輛小轎車的價(jià)位。
作為青島市人工智能產(chǎn)業(yè)鏈鏈主企業(yè),國(guó)華(青島)智能裝備有限公司通過全棧自研模式,構(gòu)建了覆蓋諧波減速器、行星滾柱絲杠、旋轉(zhuǎn)和直線關(guān)節(jié)模組、機(jī)器人手臂的完整技術(shù)鏈條,致力于解決行業(yè)面臨的集成難度大、運(yùn)動(dòng)性能受限、商業(yè)化成本高等痛點(diǎn)。
“人形機(jī)器人就相當(dāng)于一臺(tái)汽車,其發(fā)展邏輯一定是對(duì)標(biāo)汽車產(chǎn)業(yè),實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化、簡(jiǎn)單化及成本控制,最終按照馬斯克的構(gòu)想,將人形機(jī)器人的成本控制在2萬美元以內(nèi)?!眹?guó)華智能董事長(zhǎng)王廣對(duì)于人形機(jī)器人進(jìn)入尋常百姓家有個(gè)樂觀的預(yù)計(jì),“最快三年足以讓人形機(jī)器人開始大規(guī)模走進(jìn)家庭,我們只需要做好自己的事情,迎接風(fēng)口的到來?!?/p>
諧波旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模組999元起,教育版機(jī)器人手臂價(jià)格9999元起,全尺寸人形機(jī)器人ODM的價(jià)格為14.99萬元起……在此次論壇的發(fā)布環(huán)節(jié),國(guó)華智能將人形機(jī)器人的關(guān)節(jié)模組、手臂和本體的成本控制到極限,推出的親民價(jià)格引發(fā)全場(chǎng)轟動(dòng),顯著降低行業(yè)創(chuàng)新門檻。
據(jù)介紹,國(guó)華智能推出全棧自研的智能諧波旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、高精度直線關(guān)節(jié)及7自由度仿生手臂總成三大系列產(chǎn)品,均達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。其中,智能諧波旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)采用獨(dú)創(chuàng)齒形設(shè)計(jì),扭矩提升15%,重復(fù)定位精度達(dá)±5弧秒;高精度直線關(guān)節(jié)推力峰值達(dá)9800N,功率密度提升30%;7自由度仿生手臂總成首次實(shí)現(xiàn)接近人類手臂靈活度的仿生結(jié)構(gòu)。
雙足與輪式之爭(zhēng)
看多了人形機(jī)器人跳舞、翻跟頭的絕活,有人也許會(huì)問:人形機(jī)器人必須長(zhǎng)成“人樣”?答案是不一定。
人形機(jī)器人按照驅(qū)動(dòng)路線可分為電動(dòng)型、電液型和仿生驅(qū)動(dòng)型,按照行走方式則包括足式、輪式、輪足式、履帶等。行業(yè)內(nèi)基本形成兩種發(fā)展路線,一種是堅(jiān)持雙足機(jī)器人的終極形態(tài),另一種則是漸進(jìn)式發(fā)展,先做更容易商業(yè)化落地的輪式機(jī)器人。
目前,雙足機(jī)器人存在腿部控制能力弱、能耗高等問題。相比于人體的骨骼肌肉系統(tǒng)主要以柔性材料為主,人形機(jī)器人的肢體通常由7自由度機(jī)械臂組成,整體剛性結(jié)構(gòu)較大,存在人機(jī)接觸安全性問題。另外,雙足人形機(jī)器人的續(xù)航能力普遍不足一個(gè)小時(shí),無法完全滿足工業(yè)和居家服務(wù)的實(shí)際需求。在今年北京亦莊舉行的人形機(jī)器人半程馬拉松賽中,沒有一臺(tái)機(jī)器人能夠不間斷跑完全程,均需要更換電池或以接力形式參賽。
因此不少專家認(rèn)為,雙臂能力才是決定現(xiàn)階段人形機(jī)器人落地的核心技術(shù),無須都一步到位做成雙足。
針對(duì)能耗、安全性等問題,部分人形機(jī)器人廠家轉(zhuǎn)向“輪式”設(shè)計(jì)。例如,廣汽集團(tuán)發(fā)布的GoMate人形機(jī)器人采用可變輪足移動(dòng)結(jié)構(gòu),具備四輪足和兩輪足兩種模式;國(guó)華智能推出的輪式人形機(jī)器人,主要用于商超講解和居家場(chǎng)景。
“為什么不直接做成雙足機(jī)器人?一是目前雙足機(jī)器人有摔倒風(fēng)險(xiǎn),在商場(chǎng)、家庭等有老人和孩子的場(chǎng)所,輪式人形機(jī)器人的安全性更好;二是續(xù)航更長(zhǎng),雙足機(jī)器人的電池一般裝在腹部或胸腔,電池容量有限,輪式機(jī)器人的電池放置在底盤,能做到5-6個(gè)小時(shí)續(xù)航。”國(guó)華智能技術(shù)負(fù)責(zé)人劉騰告訴記者。
論壇上,吉林大學(xué)仿生科學(xué)與工程學(xué)院任雷團(tuán)隊(duì)介紹了仿生拉壓體機(jī)器人理論與技術(shù)體系,展示了高度類人的手臂靈巧操控。這種仿生人形機(jī)器人的形體與人類更接近,具有較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)能力、環(huán)境適應(yīng)能力和人機(jī)協(xié)同能力,或許是下一步發(fā)展方向。
從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化落地,從技術(shù)突破到核心部件成本下探,人形機(jī)器人正跨越商業(yè)化的臨界點(diǎn),一幅機(jī)器人與人類協(xié)同共生的未來圖景正在展開。(青島日?qǐng)?bào)/觀海新聞?dòng)浾?周曉峰)