人形机器人热潮与标准发布背景

2025-02-24 直流伺服电机

  在科技快速的提升的当下,人形机器人无疑已成为全世界瞩目的焦点,成为了科技领域最具活力与潜力的赛道之一。2024年,被众多业内人士誉为“人形机器人觉醒之年”,这一年里,人形机器人迎来了技术的革命性突破与产业的飞跃进展。全球主要科技巨头如微软、英伟达、亚马逊、三星、腾讯、OpenAI、软银集团等,纷纷下场,或是投资人形机器人勇于探索商业模式的公司,或是直接组建团队进行研发。各大企业的人形机器人产品不断涌现,从特斯拉Optimus、波士顿动力Atlas,到宇树科技的G1、FigureAI的Figure02,它们在各种场景下展示出的卓越能力,让人们对人形机器人的未来充满了遐想。长期资金市场也对人形机器人表现出了极高的热情,据不完全统计,2024年1-10月全球人形机器人行业共发生69起融资事件,公布的融资总额已超过110亿元人民币,高盛更是在报告中预测,到2035年全球人形机器人出货量将达140万台,市场规模约380亿美元。

  2025年,人形机器人的发展热度持续攀升,在CES2025展会上,英伟达创始人兼CEO黄仁勋展示了14款人形机器人,再次将人形机器人推向了舆论的风口浪尖。特斯拉CEO埃隆・马斯克也透露,2025年特斯拉将生产数千台Optimus机器人,若进展顺利,2026年其产量将增加10倍。与此同时,国际知名机器人制造商如Figure和Agility等也在加速出货,逐步推动了人形机器人市场的快速发展。在国内,人形机器人同样非常关注,2025年央视春晚的舞台上,杭州宇树科技研发的人形机器人表演的创意融合舞蹈节目《秧BOT》,凭借其灵动的舞姿和精准的动作,成为了全国关注热议焦点,将科技与传统艺术完美融合,也让更多的普通民众直观地感受到了人形机器人的魅力。

  然而,随着人形机器人技术的快速发展和市场的逐渐兴起,行业的标准化问题也日益凸显。由于缺乏统一的标准,市场上的人形机器人产品在质量、性能、安全性等方面参差不齐,这不仅给消费者的选择带来了困扰,也在某些特定的程度上阻碍了行业的健康、有序发展。例如,不同公司制作的人形机器人在交互方式、功能实现等方面存在比较大差异,导致用户在使用过程中难以获得一致的体验;同时,在一些关键技术指标上,如运动灵活性、反应速度等,也缺乏明确的衡量标准,使得企业之间的产品比较变得困难重重。此外,随着人形机器人逐渐进入家庭、医疗、教育等领域,其安全性和伦理问题也引发了广泛的关注,如何确保人形机器人在运行过程中不会对人类造成伤害,如何规范其在敏感场景下的应用,都亟待相关标准的出台。

  正是在这样的背景下,10月28日,国家地方共建人形机器人创新中心联合行业内头部企业和机构,发布了全国首批人形机器人具身智能标准。这一举措犹如一场及时雨,为正处于快速发展但略显迷茫的人形机器人行业指明了方向,标志着人形机器人产业向规模化商业应用发展迈出了坚实的一步。它不仅是对当前行业发展现状的深刻总结和反思,更是对未来行业发展趋势的前瞻性布局,对于规范人形机器人具身智能的开发与应用,确保技术进步与安全、伦理、社会影响的平衡,具有至关重要的意义。

  此次发布的全国首批人形机器人具身智能标准,包括《人形机器人分类分级应用指南》和《具身智能智能化等级分级指南》,这两项标准从不同维度对人形机器人进行了规范和定义,为行业的发展提供了重要的参考依据。

  《人形机器人分类分级应用指南》在整个人形机器人标准体系中占据着基础且关键的地位,它致力于解决当前人形机器人领域术语不统一、分类分级模糊的问题,为行业的规范化发展奠定基石。

  在术语定义方面,该标准对人形机器人通用、结构、智能相关的术语名词进行了明确界定。人形机器人,又被称作仿人机器人或类人机器人,其显著特征是具备人的形态和功能,拥有拟人的肢体、运动与作业技能,以及感知、学习和认知能力。这一精准的定义,使得业界对于人形机器人的基本概念达成了共识,避免了因概念模糊而产生的沟通障碍和研发偏差。

  从分类指导来看,标准从多个维度进行了细致的划分。在结构外观上,强调人形机器人应具备人类的外形特征和行动能力,能够采用双腿行走方式,并通过手臂和身体的协调完成一些简单的功能。这一规定有助于统一人形机器人的外观设计,使其更符合人类的使用习惯和审美需求,为后续的人机交互和应用场景拓展奠定基础。例如,在家庭服务场景中,外观更接近人类的机器人更容易被用户接受,能够更好地融入家庭环境。

  在移动方式上,标准依据人形机器人的下肢运动能力进行分级。不同技术等级的机器人,其下肢运动能力存在显著差异。L1等级的机器人可能仅具备简单的步态行走能力,只能在较为平坦、固定的环境中缓慢移动;而L2及以上等级的机器人则可能具备更加复杂和灵活的移动能力,如能够在不平整的地面上行走、上下楼梯、跨越障碍物等。这种分级方式为机器人在不同场景下的应用提供了明确的参考,企业可以根据实际需求研发具有相应移动能力的机器人。

  智能模型是人形机器人的核心部分之一,标准中根据具身智能、上肢作业以及应用环境等要素,对人形机器人的智能模型进行了分类。这些分类有助于明确不同技术等级的机器人在智能方面的差异,从而为消费者和开发者提供更加清晰的参考。例如,在工业生产场景中,需要机器人具备高精度的操作能力和对复杂环境的快速响应能力,这就对机器人的智能模型提出了更高的要求。

  在分级要素上,该标准按照具身智能、下肢运动、上肢作业、应用环境等作为分级要素,将人形机器人划分为L1-L4四个技术等级。

  ·L1等级:人形机器人具有在固化环境中进行具身智能基础应用、节律步态行为与抗大扰动运动控制、基于虚拟现实设备进行遥操作控制作业的能力。这意味着L1等级的机器人主要应用于环境相对固定、任务较为简单的场景,如在工厂的固定生产线上进行简单的物料搬运工作。

  ·L2等级:人形机器人具有在结构化环境中进行具身智能有条件应用、环境与行为驱动下的运动范式演化、高精度抓取的能力。相比L1等级,L2等级的机器人能够适应更复杂一些的结构化环境,如在仓库中进行货物的分拣和上架工作,能够根据环境的变化调整自身的运动方式和操作策略。

  ·L3等级:人形机器人具有在开放环境中进行具身智能高程度应用、高仿生高韧性自主运动、高效自主作业的能力。L3等级的机器人具备更强的自主决策和适应能力,可以在开放的户外环境或复杂的室内环境中独立完成任务,如在城市街道上进行快递配送、在医院中协助医护人员进行物资运输等。

  ·L4等级:人形机器人具有在动态环境中进行具身智能完全应用、全端到端下在线行为演化、多模态交互与人机协同作业的能力。这是目前人形机器人技术的最高等级,L4等级的机器人能够在动态变化的环境中实时调整自身的行为,与人类进行自然、流畅的多模态交互,实现高效的人机协同作业,如在紧急救援场景中与救援人员紧密配合,完成复杂的救援任务。

  《具身智能智能化等级分级指南》则聚焦于人形机器人的智能化水平,从系统功能性、自主性、泛化性等多个角度,对人形机器人的智能化等级进行了全面、深入的划分。

  该标准采用系统功能性、自主性、泛化性的分级原则,按照感知、认知、决策、自主等核心能力作为分级要素,将智能化等级从基础到高级智能化水平划分为G1-G5五个阶段。

  ·G1阶段:处于该阶段的人形机器人具备基本的感知能力,能够通过传感器获取周围环境的简单信息,如温度、光线、距离等,但认知和决策能力相对较弱,主要依赖预设的程序和指令进行操作。例如,一些简单的家用清洁机器人,能够通过红外传感器感知周围的障碍物,按照预设的路线进行清洁工作,但缺乏对复杂环境的理解和自主决策能力。

  ·G2阶段:机器人的感知能力得到进一步提升,能够对环境中的信息进行更深入的分析和理解,开始具备一定的认知能力。在决策方面,能够根据预设的规则和简单的逻辑推理做出一些基本的决策。例如,在物流仓储场景中,一些初级的人形机器人可以识别货物的形状和位置,并根据预设的规则将货物搬运到指定的位置。

  ·G3阶段:此阶段的人形机器人在感知、认知和决策能力上都有了显著的提升,能够在复杂的环境中自主学习和适应,具备较强的自主决策能力。可以根据环境的变化和任务的需求,灵活调整自己的行为策略。例如,在工业制造领域,一些高级的人形机器人能够根据生产线上的实时情况,自主调整操作流程,提高生产效率和质量。

  ·G4阶段:机器人具备了高度的自主性和泛化能力,能够在不同的场景中快速适应和学习,实现跨领域的应用。在感知方面,能够融合多种传感器的数据,对环境进行全面、准确的感知;在认知和决策方面,能够运用深度学习、强化学习等先进的人工智能技术,做出更加智能、合理的决策。例如,在医疗领域,一些先进的人形机器人可以协助医生进行手术,通过对患者的病情和手术过程的实时感知和分析,为医生提供精准的辅助决策。

  ·G5阶段:这是人形机器人智能化的最高阶段,机器人具备了完全自主的意识和情感,能够像人类一样进行复杂的思考、交流和创造。虽然目前距离这一阶段还有很长的路要走,但随着人工智能技术的不断发展,这一目标正逐渐变得清晰。例如,在未来的教育领域,G5阶段的人形机器人可以作为个性化的学习伙伴,根据学生的学习情况和兴趣爱好,提供定制化的学习方案和指导。

  在人形机器人技术飞速发展、市场前景一片光明的背后,标准发布之前的行业发展实则面临着诸多困境,这些困境严重制约了人形机器人的进一步发展和普及。

  在核心硬件方面,人形机器人涉及到的电机、减速器、传感器等关键部件,各企业的选择和设计差异巨大。以电机为例,有的企业采用直流电机,看重其良好的调速性能和较高的效率;而有的企业则倾向于交流电机,因为其结构简单、维护方便。在减速器领域,谐波减速器以其高传动比、小体积等优势受到部分企业青睐;RV减速器则凭借其高精度、高刚性等特点,成为另一些企业的首选。这种硬件标准的不统一,使得产业链上下游企业之间的合作难度加大。例如,硬件生产商需要根据不同客户的需求,生产多种规格的产品,这不仅增加了生产成本,还降低了生产效率。同时,对于人形机器人制造商来说,由于缺乏统一的硬件标准,在选择零部件时需要进行大量的测试和验证工作,这也延长了产品的研发周期。

  软件算法作为人形机器人的“大脑”,同样存在着技术路线混乱的问题。不同企业基于自身的技术积累和研发方向,采用了不同的算法架构和编程模型。在路径规划算法上,A*算法、Dijkstra算法、RRT算法等多种算法都有人在使用,每种算法都有其优缺点和适用场景。这就导致不同企业生产的人形机器人在智能决策和任务执行能力上存在较大的差别。有的机器人在复杂环境下的路径规划能力较强,但在实时性方面可能表现不佳;而有的机器人虽然能够快速做出决策,但在复杂任务的处理上可能显得力不从心。这种差异使得用户在选择人形机器人时感到困惑,难以根据统一的标准来评估产品的性能。

  环境感知技术是人形机器人实现自主行动的关键,然而,目前行业内的环境感知技术路径也十分多样。视觉感知方面,有的企业采用传统的摄像头结合图像处理算法,通过对图像的特征提取和分析来识别环境中的物体和场景;而有的企业则致力于发展基于深度学习的视觉感知技术,利用卷积神经网络等模型进行图像识别和理解。在其他感知技术上,如激光雷达、毫米波雷达、超声波传感器等,各企业的应用和组合方式也各不相同。这种技术路径的多样性虽然在一定程度上促进了技术的创新和发展,但也带来了诸多问题。例如,不同的环境感知技术在精度、可靠性、成本等方面存在差异,这使得企业在选择和整合这些技术时面临挑战。同时,由于缺乏统一的标准,不同企业开发的环境感知系统之间难以实现互联互通和数据共享,这也限制了人形机器人在更广泛场景下的应用。

  在数据收集方面,各大厂商根据自身的产品定位和应用场景,采用了不同的数据收集方式和策略。有的厂商专注于收集家庭场景下的数据,如家居环境的布局、家庭成员的日常活动等;而有的厂商则侧重于工业场景数据的收集,如工厂生产线的工艺流程、设备运行状态等。这些数据在格式、标注方式、采集频率等方面存在很大差异,导致数据难以整合和共享。例如,一家专注于家庭服务机器人研发的企业,收集的图像数据可能采用RGB格式,标注方式为物体类别和位置;而一家工业机器人企业收集的图像数据可能采用灰度格式,标注方式为缺陷类型和位置。这种差异使得不同企业之间的数据难以相互利用,大大降低了数据的价值和利用率。

  数据的分散割裂还体现在产业链上下游之间的合作障碍上。由于缺乏统一的接口和标准,产业链上游的硬件生产商与下游的人形机器人制造商之间在数据交互和协同工作方面存在困难。硬件生产商无法根据下游企业的需求,提供标准化的数据接口和数据格式,导致下游企业在使用硬件设备时,需要花费大量的时间和精力进行数据转换和适配工作。同时,下游企业在收集和处理数据时,也难以将数据反馈给上游企业,以帮助其改进硬件产品的性能和功能。这种数据流通不畅的情况,严重影响了产业链的协同创新能力和整体效率。

  此外,不同场景下的数据收集策略不一,也往往造成无法有效训练机器模型的困境。在政务服务场景中,机器人需要依赖特定机构的数据,如人口信息、政策法规等,但许多数据存在于封闭的数据库中,难以获取和使用。在医疗场景中,患者的病历数据、生理参数等涉及隐私和安全问题,获取和使用这些数据需要严格的审批程序和安全措施。这些数据获取的困难,使得人形机器人在相关场景下的应用受到限制,难以实现智能化的服务和决策。

  全国首批人形机器人具身智能标准的发布,犹如一场及时雨,为人形机器人行业带来了全新的发展机遇,对行业格局产生了深远的影响,从多个维度重塑了整个行业的发展方向和竞争态势。

  在标准发布之前,人形机器人行业犹如一盘散沙,由于缺乏统一的标准和规范,各企业在研发、生产和应用过程中各自为战,导致市场上出现了大量同质化严重的产品。这些产品在质量、性能和安全性等方面参差不齐,不仅浪费了大量的资源,也使得消费者在选择人形机器人时感到困惑和迷茫,严重影响了行业的整体形象和声誉。

  而如今,《人形机器人分类分级应用指南》和《具身智能智能化等级分级指南》的发布,为行业的各个环节提供了明确的依据和规范。企业在研发过程中,需要严格按照标准的要求,对机器人的结构外观、移动方式、智能模型等进行设计和优化,确保产品符合相应的技术等级标准。在生产环节,标准的统一使得零部件的通用性和互换性得到提高,企业可以更加高效地组织生产,降低生产成本。在应用方面,标准明确了不同等级人形机器人的适用场景和功能,用户可以根据自身的需求,更加科学、合理地选择适合自己的产品。

  以物流仓储领域为例,在标准发布之前,不同企业生产的人形机器人在搬运货物的重量、精度、速度等方面差异较大,导致物流企业在选择机器人时需要进行大量的测试和比较,增加了采购成本和时间成本。而现在,根据标准,物流企业可以根据仓库的规模、货物的类型和搬运需求,准确地选择符合L2或L3等级标准的人形机器人,这些机器人在性能和功能上能够更好地满足物流仓储的实际需求,提高了物流作业的效率和质量。

  标准的发布为企业和科研机构指明了技术发展的方向,激发了他们的创新活力。企业为了在激烈的市场竞争中占据优势地位,必须加大在技术研发方面的投入,不断提升产品的性能和智能化水平,以满足标准的要求和市场的需求。这将促使企业在核心技术领域,如人工智能算法、传感器技术、运动控制技术等方面进行深入研究和创新,推动人形机器人技术的不断进步。

  同时,标准的实施也加强了行业内企业、机构之间的合作与交流。在技术研发过程中,企业和科研机构可以依据标准,共享技术成果和数据资源,共同攻克技术难题,形成良好的技术创新生态圈。例如,在具身智能的研究中,不同企业和机构可以通过合作,整合各自在感知、认知、决策等方面的技术优势,共同开发出更加先进的具身智能模型,提高人形机器人的智能化水平。

  此外,标准的发布还有助于促进产学研用的深度融合。高校和科研机构可以根据标准的要求,调整科研方向和人才培养方案,为行业培养更多符合需求的专业人才。企业则可以与高校、科研机构建立更加紧密的合作关系,共同开展技术研发和应用推广,加速科研成果的转化和产业化进程。

  人形机器人作为一种与人类密切接触的智能设备,其安全性和可靠性至关重要。新标准对人形机器人的硬件设计、软件算法、安全防护等方面提出了严格的要求,从源头上保障了机器人在使用的过程中的安全性。例如,在硬件设计上,标准要求机器人的外壳材料必须具有良好的阻燃性和抗冲击性,以防止在意外情况下对人体造成了严重的伤害;在软件算法方面,要求机器人具备完善的故障检测和应急处理机制,一旦出现异常情况,能够及时停止运行并发出警报。

  在用户体验方面,标准通过规范机器人的服务参数和使用条件,提升了机器人的易用性和友好性。机器人的交互方式更加符合人类的习惯和认知,用户可以更加自然、流畅地与机器人进行沟通和协作。例如,在语音交互方面,标准要求机器人能够准确识别多种语言和方言,并能够根据用户的语境和情感进行智能回应;在操作界面上,要求设计简洁明了,易于操作,降低用户的学习成本。

  在家庭服务场景中,符合标准的人形机器人可以更好地理解用户的需求,为用户提供更加贴心的服务。它可以根据用户的日常习惯,自动调整家居环境的温度、湿度和灯光亮度;在用户需要帮助时,能够迅速响应并提供有效的解决方案,如协助老人起床、陪伴儿童学习等,极大地提升了用户的生活品质和幸福感。

  随着人形机器人有关标准的发布与实施,其在工业、家庭、商业等领域的应用将更加广泛和深入,产业规模也将迎来爆发式增长。

  在工业领域,人形机器人将凭借其灵活的操作能力和高度的适应性,成为生产线的重要组成部分。它们可以在复杂的工业环境中完成各种精细和危险的任务,如在汽车制造工厂中,人形机器人能够协助工人进行零部件的组装、焊接等工作,提高生产效率和产品质量。据预测,到2030年,全球工业领域对人形机器人的需求将达到数十万台,市场规模有望突破百亿美元。

  在家庭场景中,人形机器人将成为人们的得力助手。它们可以承担家务劳动,如清洁、烹饪、照顾老人和儿童等,为人们的生活带来极大的便利。随着人们生活水平的提高和对生活品质的追求,家庭服务型人形机器人的市场需求将不断增长。预计到2035年,全球家庭用人形机器人的保有量将达到千万级别,市场规模将超过200亿美元。

  商业领域同样是人形机器人的重要应用场景。在酒店、餐厅、商场等场所,人形机器人可以担任接待员、服务员、导购员等角色,为顾客提供优质的服务。以酒店为例,人形机器人可以负责客人的入住登记、行李搬运等工作,提高酒店的服务效率和客户满意度。据市场研究机构预测,未来几年内,商业领域对人形机器人的投资将持续增加,市场规模将呈现快速增长的态势。

  综合各领域的发展的新趋势,预计到2035年,全球人形机器人市场规模将达到千亿美元级别,成为推动经济发展的重要力量。

  标准的发布为技术发展提供了明确的方向和目标,将促使企业和科研机构加大在关键技术领域的研发投入,推动人形机器人技术不断突破升级。

  在具身智能方面,人形机器人将通过与环境的持续交互和学习,不断提升自身的智能水平。它们将可以更加好地理解人类的指令和意图,根据不同的场景和任务需求,灵活调整自己的行为和策略。例如,在救援场景中,人形机器人可以根据现场的实际情况,自主规划救援路径,快速准确地找到被困人员,并提供必要的帮助。未来,随着具身智能技术的不断发展,人形机器人有望实现更为复杂和高级的任务,如在医疗手术中协助医生进行精细操作、在教育领域为学生提供个性化的学习指导等。

  人机交互技术也将取得显著进展。人形机器人将具备更加自然、流畅的人机交互能力,能够通过语音、手势、表情等多种方式与人类进行有效的沟通和协作。它们将能够更好地理解人类的情感和需求,提供更贴心、个性化的服务。例如,在家庭陪伴场景中,人形机器人可以通过识别主人的情绪状态,主动提供相应的陪伴和安慰,成为人们生活中的情感伙伴。同时,人机交互技术的发展还将促进人形机器人与人类之间的深度融合,实现更加高效的人机协同工作。

  此外,随着人工智能、机器学习、深度学习等技术的不断进步,人形机器人的智能化水平将逐步提升。它们将具备更强的学习能力和自主决策能力,能够在复杂多变的环境中快速做出准确的判断和决策。例如,在自动驾驶领域,人形机器人能作为智能驾驶助手,辅助驾驶员进行路况分析、驾驶决策等工作,提高驾驶的安全性和舒适性。

  在全球经济一体化的背景下,标准的对接和国际合作对于提升中国在全球人形机器人市场的竞争力至关重要。中国发布的人形机器人具身智能标准,在技术指标、安全规范等方面与国际先进水平保持接轨,为人形机器人的国际化发展奠定了坚实的基础。

  中国企业将凭借标准优势,积极参与国际标准的制定和修订工作,在国际舞台上发出更多的中国声音,提升中国在全球人形机器人领域的话语权。例如,在国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)等国际标准制定机构中,中国企业和科研机构将发挥更大的作用,推动中国标准向国际标准的转化,使中国的技术和产品能够更好地走向世界。

  同时,中国企业还将加强与国际企业的合作与交流,通过技术引进、合作研发、市场拓展等方式,充分利用国际资源,提升自身的技术水平和创新能力。在国际市场上,中国的人形机器人产品将凭借其高性价比、优质的服务和符合国际标准的质量,赢得更多国际客户的认可和信赖,逐步扩大市场份额。例如,在工业机器人领域,中国的一些企业已经在国际市场上取得了显著的成绩,其产品出口到全球多个国家和地区。未来,随着人形机器人技术的持续不断的发展和标准的不断完善,中国企业在全球人形机器人市场的竞争力将进一步提升,有望在国际市场上占据重要地位。

  全国首批人形机器人具身智能标准的发布,是人形机器人发展历程中的一座重要里程碑。它不仅为行业提供了统一的规范和指引,解决了长期以来困扰行业发展的技术路线混乱、数据分散割裂等问题,更开启了人形机器人产业发展的新篇章,为其在未来的广泛应用和深入发展奠定了坚实基础。

  在标准的引领下,人形机器人产业将迎来更加规范、有序的发展环境,技术创新将不断加速,产品安全性和用户体验将得到显著提升。我们有理由相信,在不久的将来,人形机器人将如同一颗颗璀璨的明星,闪耀在工业、家庭、商业等各个领域,成为推动社会进步和经济发展的重要力量。

  站在这一历史的新起点上,行业内的企业、科研机构、高校等各方力量,应积极拥抱这一标准,加强合作与交流,共同攻克技术难题,推动人形机器人技术的不断创新和应用的持续拓展。让我们携手共进,以标准为帆,技术为桨,在人形机器人这片充满无限可能的海洋中,乘风破浪,驶向更加美好的未来,共同见证人形机器人如何重塑我们的生活,创造更加辉煌的人类文明。返回搜狐,查看更多

相关产品