人形机器人时代即将到来：从上市到工业制造

人形机器人时代即将到来：从上市到工业制造

中国丰富的应用场景，将是人形机器人发展最好的演练场。

2023年12月29日，优必选在港交所正式上市。在上市仪式上，更是进行了一次极具科技感的亮相——人形机器人优悠（熊猫造型）踏着台阶走上舞台将锣锤递给优必选董事会主席、执行董事兼行政总裁周剑，另一位人形机器人Walker S则是首次亮相，手持另一个锣锤，与周剑一起敲响开市锣。

这一锣敲下去，不仅是人类历史上第一次由人形机器人敲锣的上市仪式，更意味着人形机器人产业落地更多场景的大门也即将被敲开，一个机器人与人类在实体世界中更深度融合的时代也开启了。上市首日，优必选股价一度上涨至93.45港元，市值逼近390亿港元。

在过往，很多人对人形机器人的印象，可能是成本高、落地慢等。但实际上，随着相关技术在近年的逐步成熟，人形机器人正在加速落地，越来越多的企业也开始入局。这其中，成立11年的优必选正通过自己的尝试，推动人形机器人商业化落地。属于人形机器人的大时代也许就在眼前。

01

人形机器人已经不仅仅是“概念型产品”

当人形机器人可以走上台阶，走进港交所大厅，敲响上市锣时，不仅意味着一家新企业的上市，也意味着一个全新阶段、全新时代的到来——人形机器人，已经从概念阶段进入到落地阶段了。这场别出心裁的上市仪式正是这一进程的一个典型例子。

不妨先回顾一下人形机器人与其他类型机器人的发展路径。

人形机器人，并不是一开始就“人模人样”的。就以研发人形机器人较早的本田为例，1986年本田研发的ASIMO 机器人原型，其实只有一双腿，是一个只能直线行走的双足原型；七年之后，到1993年才加上躯干和两条手臂，才具有人形机器人的基本外形，但还不能做复杂动作；接下来本田耗费了很久时间，引入通信辅助工具以及早期智能设备，才使机器人逐渐能够识别人类并与人简单互动。

本田是先有腿，再有躯干和手臂。成立于2012年的优必选，也同样经历了一个进化的过程。随着Walker S的正式亮相，优必选的大型人形机器人Walker系列已经迭代到了第五代。

但不同于本田等企业的是，优必选拥有更多人形机器人的成功商业化范例以及探索尝试。除了产品本身的落地之外，优必选同样也在探索将人形机器人相关技术应用在公司的其他业务板块上，从而形成一个“技术-商业”正反馈的循环。

在产品落地上，Walker X已经成功出口到沙特NEOM新未来城，在迪拜世博会中国馆服务长达6个月，提供超过1000场次的接待导览服务。在国内科技展馆、展厅导览、影视综艺、人工智能教育和科研开发等领域，Walker同样已经落地不少案例。在工业制造领域，优必选人形机器人Walker X已经在智慧工厂场景中进行了训练及测试，主要用于SPS（Set Parts System，零件分拣系统）智能分拣以及老化测试。

同时，优必选在人形机器人运动控制、智能舵机、语音交互、U-SLAM 导航、智能视觉等方面的研发，还在大量复用于其他类型机器人上，这也带来公司整体产品线的技术与客户体验提升。

在推动产品落地的同时，优必选也在强化人形机器人相关技术的积累，以为产品落地提供技术保障。

人民网研究院《人形机器人技术专利分析报告》显示，优必选是全球范围内持有有效人形机器人技术专利数量最多的企业。在人形机器人研发的全球中心从日本转移向中美的过程中，优必选也在其中起到了重要贡献。

对人形机器人技术的积累，让优必选得以根据技术进展，快速迭代自身的产品——2018年推出的第一代Walker人形机器人，只有腿足，没有手臂，但已经可以做上下楼梯、物体识别、踢足球等动作；2019年的新一代Walker，才一年时间就已经加上双臂和头部，在舵机的扭矩、功率、驱动方式等方面都有了很大升级；2021年发布的Walker X系列产品，加入了更多人工智能交互功能，已经是历时五年、四次迭代的人形机器人，能够实现拿瓶水、陪下棋、按摩等动作；2023年还发布了主打工业制造业领域应用的Walk S系列。

从重复性任务到交互性任务，从简单的语音交互到复杂的步行引导、手势互动、拟人化的更多动作等，优必选在人形机器人领域的持续创新，不仅是对技术的挑战，更是对未来智能化生活方式、人机互动关系的新演绎。

02

中国丰富的应用场景

将是人形机器人发展最好的演练场

周剑在2023年世界机器人大会上曾经表示，优必选聚焦于人形机器人的三大应用场景，包括工业制造、商用服务和家庭陪伴。其中，智能制造将成为人形机器人首个大规模应用的领域，人形机器人将重新定义AI时代的工人，把人从重复性的劳动中解脱出来；商用服务场景是人形机器人最快应用的市场，而家庭落地场景则是人形机器人最具潜力的应用市场。

中国作为全球第一大工业生产国，人口众多，社会创新氛围浓厚，人形机器人在各行各业中都具有丰富的应用场景，如维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护以及医疗、养老、康复、助残等工作，都为人形机器人的发展提供了广阔且多元的舞台。实际上，优必选还是中国第一大教育智能机器人供应商，2022年市占率达22.5%。

从教育领域的智能教学助手，到医疗康复中的辅助治疗机器人；从家庭生活场景中的家务助理、机器人保姆，到商业环境中的服务接待员；再到公共安全、应急救援以及工业生产线上的人机协同作业，每一个细分领域都能对人形机器人的技术创新和功能完善提出具体的需求。

中国拥有世界上规模最大、门类最全、配套最完备的产业链体系，机器人产业已基本形成了从零部件到整机再到集成应用的全产业链体系，从工业机器人到服务机器人再到人形机器人，中国的产业链需求和机器人制造能力实际上是相辅相成、互相成就的。

一方面，这些产业链需求能够磨砺出实用性更强、逻辑能力、判断能力更强的机器人，并促使机器人能力往更高层次发展：从固定到移动，从僵硬到灵活，从机械到智能，从独立到协作，从单一到通用。

另一方面，机器人企业更需要根据中国的产业链需求，一步一步打造出满足灵活需求的、能够从辅助工具到独立角色、从执行简单任务到解决复杂问题、从依赖人机交互到具备一定自主决策能力的人形机器人。

具有高层次能力的人形机器人，不可能是一蹴而就就造出来的，也是需要经过多次迭代，才能实现。未来，人形机器人的进化还会进一步拓展至情感理解与表达、创造性内容生成、主动完成新任务等。

实际上，自2013年起，中国就已经是全球工业机器人最大市场，但制造业工业机器人密度仍然很低，一方面，国内工业机器人市场仍有巨大潜力；另一方面，在服务机器人领域，市场潜力还远没有发掘出来。能够适应非结构化环境，主动决策、完成相应作业任务的人形机器人，正如优必选的Walker系列一样，在工业与服务业领域的应用也才刚刚开始。

优必选的招股书提到，其拥有超过30个产品系列；截至2023年6月30日，优必选已服务全球50多个国家和地区，拥有900多家企业客户，并已售出超76万台机器人。

几十万台机器人，远不是天花板。高盛就预计，到2035年，人形机器人的市场规模预计将达到1540亿美元。

特别是中国的制造业还在快速发展，经济结构依然再向高端转型，中国的产业体量优势、产业高端化趋势，没有国家能够替代。而随着我国进入老龄化社会，医疗、护理和康复的需求增加，无论工业还是服务领域，都将给人形机器人的发展展示出广阔的应用前景。

当然，过去，如本田ASIMO等人形机器人的落地并不成功，也有人怀疑，现在依然不是发展人形机器人的好时期。

“种一棵树最好的时间是十年前，其次是现在”，对于人形机器人产业来说，就算十年前不是最好的时间，现在也依然是最好的时间。

如果说20世纪八九十年代的研究因为太过早期，研究者过于领先时代成为了牺牲的“先烈”；但在人形机器人研究中心已经转移到中国来的现在，还保持着避免过早投入的“刻舟求剑”思维，大概率就要错过人形机器人的新一波发展红利了。

同时，政府的支持和良好的政策环境也为人形机器人产业的发展注入了强大的动力。

今年10月，工业和信息化部印发《人形机器人创新发展指导意见》，将人形机器人定位为“集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，将深刻变革人类生产生活方式，重塑全球产业发展格局”，更是对人形机器人产业未来丰富落地场景的高瞻远瞩。

意见还计划到2025年初步建立人形机器人创新体系，培育2到3家有全球影响力的生态型企业和一批专精特新中小企业；2027年综合实力达到世界先进水平，成为重要的经济增长新引擎。

11月2日，北京人形机器人创新中心有限公司在经开区机器人创新产业园正式成立，拟开展通用人形机器人本体原型、人形机器人通用大模型等5大重点任务攻关。这是全国首家省级人形机器人创新中心，北京小米机器人技术有限公司、北京优必选智能机器人有限公司、北京京城机电产业投资有限公司共同持股，法定代表人为优必选CTO熊友军。

政策层面对于人形机器人产业的重视，已经是明牌。

在相关政策与产业需求的推动下，人形机器人的产业链上下游以及各细分领域已经浮出水面，比如，最近六维传感器、Peek材料等人形机器人产业链概念，就吸引了不少关注。优必选作为全球人形机器人行业的极少数市场参与者之一，也引领了更多产业相关方和意向方的入局。

在上市当天举办的公司年会上，回顾完公司11年的发展历程后，周剑提到，相信在人形机器人的长征路上，优必选一定会走到最后，取得最终的胜利和辉煌。作为国内人形机器人的领军企业，优必选也有望在中国人形机器人产业爆发期中扮演重要的角色。

03

人形机器人：

更通用的形态，更广阔的前景

机器要想在人类环境中具备更大的通过性与通用性，人形设计是绕不过去的槛。

在当前的场景和技术下，完成每种工作都还需要去开发特定的机器人。未来，行业希望有一种机器人可以完成尽可能多的任务，通用人形机器人就是公认的最好形态。

例如，面向恶劣条件、危险场景作业等特种环境需求，人形机器人被看好大有用武之地；技术上，待强化复杂环境下本体控制、快速移动、精确感知等能力后，便能提供更可靠人形机器人解决方案，以降低相关作业由人作业产生的危险性。

这也决定了，人形机器人是机器人产业“皇冠上的明珠”。一台成熟的人形机器人产品，不仅涉及传感器、自动控制、仿生学等多门学科，还需要包括人工智能、大模型等技术，几乎代表了当今世界智能装备的最高技术水平。

实际上，单单是制造一个可以行走的机器人，就不是一件容易的挑战。人形机器人在行走、奔跑时需要克服三个主要障碍：较高的反作用力；向前跳跃时的滑倒可能；以及腿部更快运动还会产生反作用于躯干的旋转力。

如何增强机器人全身协调的身体稳定性，如何协调机器人的手臂和上半身抵抗行走或者奔跑时双足产生的旋转力，如何进一步提高运动速度并保持机器人手臂和整个身体的灵巧性？都是需要长期研发的课题。

人形机器人作为机器人的一个子集，一般来说具有双足设计、功能性手臂和“手”、躯干和头部，全身自由度和手臂、手的自由度更高，能做更多复杂动作。当然，特殊情况下，人形机器人也可以有适当的变化，比如“人腿”也可以改为“膝盖”朝后的鸵鸟的腿（如Agility 研发的腿式机器人），双足的结构可以根据不同场景再做适配。

双足机器人的动态行走过程是一种包含非线性微分方程（连续运动）和代数方程（碰撞过程）的脉冲混合系统。实际的脉冲推力的形式更为复杂，有研究者就发现，在水平地面上行走的双足机器人，具有两种可行的运动切换模式（两相步态和三相步态）。

那行走和跳跃，哪个更省力？很多时候，生物学会发现一些我们可能违背我们常识的判断。

有研究者就发现，跳跃，是四五岁儿童期短暂出现的一种步态，而这可能是低体重或者低重力条件下的一种更自然的步态选择。为什么阿波罗任务的宇航员们在月球上更喜欢跳跃而不是步行？因为月球上较低的重力，让他们又恢复了四五岁儿童期的步态习惯。

研究者发现，在弹跳步态中将小跑与疾驰（四足动物），跑步与跳跃（两足动物）分开，进行能量曲线分析发现，在某些限定重量下，两足动物的跳跃步态反而具有效率更高的能量消耗。

正因为此，人形机器人的姿态控制绝不是一件易事。甚至身高、体重稍有变化，姿态控制系统就会发生根本性变化，而人类的行走之所以更加自然，也是从儿童到成年人足够长时间的神经控制系统演化与体重自然变化下足够的训练适应时间。

人形机器人的研发周期，当然没有人类那么长时间的演化。而身高0.8米和身高1.6米的人形机器人相比，姿态控制难度绝不只是2倍的差距。我们看到优必选的Walker系列历代的进化，每一个动作的完成，背后也都是长期研发进步的积累。

据了解，截至2023年6月30日，优必选全栈式技术拥有1800余项机器人及人工智能相关专利，其中超900项为发明专利，超过380项为海外专利；2020年-2022年期间，优必选研发开支平均占年收入的比重超过50%。

如前所述，中国已成人形机器人全球创新“主力军”，出台了多项利好人形机器人的政策。未来，作为人形机器人“国家队”的优必选，有望借助自身的的技术沉淀，在更多场景中找到人形机器人落地的机会。

以老年康养为例，有研究团队曾招募 126 名来自英国的 65 岁以上老年人，并要求他们观看三种不同机器人类型（宠物机器人、人形机器人、桌面机器人）的视频，并进行机器人消极态度量表（NARS）和机器人焦虑量表（RAS）的问卷调研。结果发现，参与者对人形机器人表现出更积极的态度和愉快的感觉。因此，这些场景中，是完全可以大量使用人形机器人的。

与高度专业化的机器人定位不同，人形机器人未来的服务目标将会更加广泛，能够在与人类社会一样的多样化环境中工作。尽管，目前人形机器人还面临着零部件成本、软硬件协同、运动控制系统等方面的难题，但随着这些难题的一步步破解，人形机器人产业也将真正进入另一个堪比新能源汽车的大爆发时代。

以上是人形机器人时代即将到来：从上市到工业制造的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！