從上市敲鑼到工業製造，人形機器人的大時代正在來臨
中國豐富的應用場景，將是人形機器人發展最好的演練場。
2023年12月29日，優必選在港交所正式上市。在上市儀式上，更是進行了一次極具科技感的亮相——人形機器人優悠（熊貓造型）踏著台階走上舞台將鑼錘遞給優必選董事會主席、執行董事兼行政總裁週劍，另一位人形機器人Walker S則是首次亮相，手持另一個鑼錘，與週劍一起敲響開市鑼。
這一鑼敲下去，不僅是人類歷史上第一次由人形機器人敲鑼的上市儀式，更意味著人形機器人產業落地更多場景的大門也即將被敲開，一個機器人與人類在實體世界中更深度融合的時代也開啟了。上市首日，優必選股價一度上漲至93.45港元，市值逼近390億港元。
在過往，很多人對人形機器人的印象，可能是成本高、落地慢等。但實際上，隨著相關技術在近年的逐步成熟，人形機器人正在加速落地，越來越多的企業也開始進入。這其中，成立11年的優必選正透過自己的嘗試，推動人形機器人商業化落地。屬於人形機器人的大時代或許就在眼前。
01
人形機器人已經不只是「概念型產品」
#當人形機器人可以走上台階，走進港交所大廳，敲響上市鑼時，不僅意味著一家新企業的上市，也意味著一個全新階段、全新時代的到來——人形機器人，已經從概念階段進入到落地階段了。這場別出心裁的上市儀式正是這一進程的典型例子。
不妨先回顧人形機器人與其他類型機器人的發展路徑。
人形機器人，不是一開始就「人模人樣」的。就以研發人形機器人較早的本田為例，1986年本田研發的ASIMO 機器人原型，其實只有一雙腿，是個只能直線行走的雙足原型；七年之後，到1993年才加上軀幹和兩條臂，才具有人形機器人的基本外形，但還不能做複雜動作；接下來本田耗費了很久時間，引入通信輔助工具以及早期智能設備，才使機器人逐漸能夠識別人類並與人簡單互動。
本田是先有腿，再有軀幹和手臂。成立於2012年的優必選，也同樣經歷了一個進化的過程。隨著Walker S的正式亮相，優必選的大型人形機器人Walker系列已經迭代到了第五代。
但不同於本田等企業的是，優必選擁有更多人形機器人的成功商業化範例以及探索嘗試。除了產品本身的落地之外，優必選同樣也在探索將人形機器人相關技術應用在公司的其他業務板塊上，從而形成一個「技術-商業」正回饋的循環。
在產品落地上，Walker X已經成功出口到沙烏地阿拉伯NEOM新未來城，在杜拜世博中國館服務長達6個月，提供超過1,000場次的接待導覽服務。在國內科技展館、展間導覽、影視綜藝、人工智慧教育和科學研究開發等領域，Walker也已經落地不少案例。在工業製造領域，優必選人形機器人Walker X已經在智慧工廠場景中進行了訓練及測試，主要用於SPS（Set Parts System，零件分類系統）智慧分類以及老化測試。
同時，優必選在人形機器人運動控制、智慧舵機、語音互動、U-SLAM 導航、智慧視覺等方面的研發，還在大量復用於其他類型機器人上，這也帶來公司整體產品線的技術與顧客體驗提升。
在推動產品落地的同時，優必選也在強化人形機器人相關技術的積累，以為產品落地提供技術保障。
人民網研究院《人形機器人技術專利分析報告》顯示，優必選是全球持有有效人形機器人技術專利數量最多的企業。在人形機器人研發的全球中心從日本轉移向中美的過程中，優必選也在其中發揮了重要貢獻。
對人形機器人技術的積累，讓優必選得以根據技術進展，快速迭代自身的產品——2018年推出的第一代Walker人形機器人，只有腿足，沒有手臂，但已經可以做上下樓梯、物件辨識、踢足球等動作；2019年的新一代Walker，才一年時間就已經加上雙臂和頭部，在舵機的扭矩、功率、驅動方式等方面都有了很大升級；2021年發布的Walker X系列產品，加入了更多人工智慧互動功能，已經是歷時五年、四次迭代的人形機器人，能夠實現拿瓶水、陪下棋、按摩等動作；2023年也發布了主打工業製造業領域應用的Walk S系列。
從重複性任務到互動性任務，從簡單的語音互動到複雜的步行引導、手勢互動、擬人化的更多動作等，優必選在人形機器人領域的持續創新，不僅是對科技的挑戰，更是對未來智慧化生活方式、人機互動關係的新演繹。
02
#中國豐富的應用場景
#將是人形機器人發展最好的演練場
#週劍在2023年世界機器人大會上曾經表示，優必選聚焦於人形機器人的三大應用場景，包括工業製造、商用服務和家庭陪伴。其中，智慧製造將成為人形機器人首個大規模應用的領域，人形機器人將重新定義AI時代的工人，把人從重複性的勞動中解脫出來；商用服務場景是人形機器人最快應用的市場，而家庭落地場景則是人形機器人最有潛力的應用市場。
中國作為全球第一大工業生產國，人口眾多，社會創新氛圍濃厚，人形機器人在各行各業中都具有豐富的應用場景，如維護保養、修理、運輸、清洗、保安、救援、監護以及醫療、養老、復健、助殘等工作，都為人形機器人的發展提供了廣闊且多元的舞台。實際上，優必選還是中國第一大教育智慧機器人供應商，2022年市佔率達22.5%。
從教育領域的智慧教學助手，到醫療復健中的輔助治療機器人；從家庭生活場景中的家務助理、機器人保姆，到商業環境中的服務接待員；再到公共安全、緊急救援以及工業生產線上的人機協同作業，每個細分領域都能對人形機器人的技術創新和功能完善提出具體的需求。
中國擁有世界上規模最大、門類最全、配套最完整的產業鏈體系，機器人產業已基本形成了從零件到整機再到整合應用的全產業鏈體系，從工業機器人到服務機器人再到人形機器人，中國的產業鏈需求和機器人製造能力其實是相輔相成、互相成就的。
一方面，這些產業鏈需求能夠磨礪出實用性更強、邏輯能力、判斷能力更強的機器人，並促使機器人能力往更高層次發展：從固定到移動，從僵硬到靈活，從機械到智能，從獨立到協作，從單一到通用。
另一方面，機器人企業更需要根據中國的產業鏈需求，一步一步打造出滿足靈活需求的、能夠從輔助工具到獨立角色、從執行簡單任務到解決複雜問題、從依賴人機互動到具備一定自主決策能力的人形機器人。
具有高層次能力的人形機器人，不可能是一蹴可幾就造出來的，也是需要經過多次迭代，才能實現。未來，人形機器人的演化還會進一步拓展至情感理解與表達、創意內容生成、主動完成新任務等。
實際上，自2013年起，中國就已經是全球工業機器人最大市場，但製造業工業機器人密度仍然很低，一方面，國內工業機器人市場仍有巨大潛力；另一方面，在服務機器人領域，市場潛力還遠遠沒有發掘出來。能夠適應非結構化環境，主動決策、完成相應作業任務的人形機器人，正如優必選的Walker系列一樣，在工業與服務業領域的應用也才剛開始。
優必選的招股書提到，其擁有超過30個產品系列；截至2023年6月30日，優必選已服務全球50多個國家和地區，擁有900多家企業客戶，並已售出超76萬台機器人。
幾十萬台機器人，遠遠不是天花板。高盛就預計，到2035年，人形機器人的市場規模預計將達到1,540億美元。
特別是中國的製造業仍在快速發展，經濟結構仍再向高端轉型，中國的產業體量優勢、產業高端化趨勢，沒有國家能夠取代。而隨著我國進入高齡化社會，醫療、護理和復健的需求增加，無論工業或服務領域，都將給人形機器人的發展展現出廣闊的應用前景。
當然，過去，如本田ASIMO等人形機器人的落地並不成功，也有人懷疑，現在依然不是發展人形機器人的好時機。
“種一棵樹最好的時間是十年前，其次是現在”，對於人形機器人產業來說，就算十年前不是最好的時間，現在也依然是最好的時間。
如果說20世紀八九十年代的研究因為太過早期，研究者過於領先時代成為了犧牲的「先烈」；但在人形機器人研究中心已經轉移到中國來的現在，還保持著避免過早投入的「刻舟求劍」思維，大概率就要錯過人形機器人的新一波發展紅利了。
同時，政府的支持和良好的政策環境也為人形機器人產業的發展注入了強大的動力。
今年10月，工業與資訊化部印發《人形機器人創新發展指導意見》，將人形機器人定位為「整合人工智慧、高階製造、新材料等先進技術，可望成為繼電腦、智慧型手機、新能源汽車後的顛覆性產品，將深刻變革人類生產生活方式，重塑全球產業發展格局”，更是對人形機器人產業未來豐富落地場景的高瞻遠矚。
意見也計畫在2025年初步建立人形機器人創新體系，培育2到3家有全球影響力的生態型企業和一群專精特新中小企業；2027年綜合實力達到世界先進水平，成為重要的經濟成長新引擎。
11月2日，北京人形機器人創新中心有限公司在經開區機器人創新產業園正式成立，擬進行通用人形機器人本體原型、人形機器人通用大模型等5大重點任務攻關。這是全國首個省級人形機器人創新中心，北京小米機器人技術有限公司、北京優必選智能機器人有限公司、北京京城機電產業投資有限公司共同持股，法定代表人為優必選CTO熊友軍。
政策層面對於人形機器人產業的重視，已經是明牌。
在相關政策與產業需求的推動下，人形機器人的產業鏈上下游以及各細分領域已經浮出水面，比如，最近六維感測器、Peek材料等人形機器人產業鏈概念，就吸引了不少關注。優必選作為全球人形機器人產業的極少數市場參與者之一，也引領了更多產業相關方和意向方的入局。
在上市當天舉辦的公司年會上，回顧完公司11年的發展歷程後，週劍提到，相信在人形機器人的長征路上，優必選一定會走到最後，取得最終的勝利和輝煌。作為國內人形機器人的領導企業，優必選也有望在中國人形機器人產業爆發期中扮演重要的角色。
03
#人形機器人：
#更通用的形態，更廣闊的前景
機器要想在人類環境中具備更大的通過性與通用性，人形設計是繞不過去的門檻。
在目前的場景和技術下，完成每種工作都還需要去開發特定的機器人。未來，業界希望有一種機器人可以完成盡可能多的任務，而通用人形機器人就是公認的最佳形態。
例如，面向惡劣條件、危險場景作業等特種環境需求，人形機器人被看好大有用武之地；技術上，待強化複雜環境下本體控制、快速移動、精確感知等能力後，便能提供更可靠人形機器人解決方案，以降低相關作業由人作業產生的危險性。
這也決定了，人形機器人是機器人產業「皇冠上的明珠」。成熟的人形機器人產品，不僅涉及感測器、自動控制、仿生學等多門學科，還需要包括人工智慧、大模型等技術，幾乎代表了當今世界智慧裝備的最高技術水平。
實際上，光是製造一個可以行走的機器人，就不是一件容易的挑戰。人形機器人在行走、奔跑時需要克服三個主要障礙：較高的反作用力；向前跳躍時的滑倒可能；以及腿部更快運動還會產生反作用於軀幹的旋轉力。
如何增強機器人全身協調的身體穩定性，如何協調機器人的手臂和上半身抵抗行走或奔跑時雙足產生的旋轉力，如何進一步提高運動速度並保持機器人手臂和整個身體的靈巧性？都是需要長期研發的課題。
人形機器人作為機器人的子集，一般來說具有雙足設計、功能性手臂和「手」、軀幹和頭部，全身自由度和手臂、手的自由度更高，能做更多複雜動作。當然，在特殊情況下，人形機器人也可以有適當的變化，例如「人腿」也可以改為「膝蓋」朝後的鴕鳥的腿（如Agility 研發的腿式機器人），雙腳的結構可以根據不同場景再做適配。
雙足機器人的動態行走過程是一種包含非線性微分方程（連續運動）和代數方程式（碰撞過程）的脈衝混合系統。實際的脈衝推力的形式更為複雜，有研究者就發現，在水平地面上行走的雙足機器人，具有兩種可行的運動切換模式（兩相步態和三相步態）。
那行走和跳躍，哪個更省力？很多時候，生物學會發現一些我們可能違反常識的判斷。
有研究者發現，跳躍，是四、五歲兒童期短暫出現的一種步態，而這可能是低體重或低重力條件下的一種更自然的步態選擇。為什麼阿波羅任務的太空人在月球上更喜歡跳躍而不是步行？因為月球上較低的重力，讓他們又恢復了四、五歲兒童期的步態習慣。
研究者發現，在彈跳步態中將小跑與疾馳（四足動物），跑步與跳躍（兩足動物）分開，進行能量曲線分析發現，在某些限定重量下，兩足動物的跳躍步態反而具有效率更高的能量消耗。
正因為此，人形機器人的姿態控制絕不是一件易事。甚至身高、體重稍有變化，姿態控制系統就會發生根本性變化，而人類的行走之所以更加自然，也是從兒童到成年人足夠長時間的神經控制系統演化與體重自然變化下足夠的訓練適應時間。
人形機器人的研發週期，當然沒有人類那麼長時間的演化。而身高0.8公尺和身高1.6公尺的人形機器人相比，姿態控制難度絕不只是2倍的差距。我們看到優必選的Walker系列歷代的進化，每個動作的完成，背後也都是長期研發進步的累積。
據了解，截至2023年6月30日，優必選全端式技術擁有1800餘項機器人及人工智慧相關專利，其中超900項為發明專利，超過380項為海外專利；2020年- 2022年期間，優必選研發開支平均佔年收入的比重超過50%。
如前所述，中國已成人形機器人全球創新“主力軍”，推出了多項利好人形機器人的政策。未來，作為人形機器人「國家隊」的優必選，可望藉助自身的技術沉澱，在更多場景中找到人形機器人落地的機會。
以老年康養為例，有研究團隊曾招募126 名來自英國的65 歲以上老年人，並要求他們觀看三種不同機器人類型（寵物機器人、人形機器人、桌面機器人）的視頻，並進行機器人消極態度量表（NARS）與機器人焦慮量表（RAS）的問卷研究。結果發現，參與者對人形機器人表現出更積極的態度和愉快的感覺。因此，在這些場景中，是完全可以大量使用人形機器人的。
與高度專業化的機器人定位不同，人形機器人未來的服務目標將會更加廣泛，能夠在與人類社會一樣的多樣化環境中工作。儘管，目前人形機器人還面臨零部件成本、軟硬體協同、運動控制系統等方面的難題，但隨著這些難題的一步步破解，人形機器人產業也將真正進入另一個堪比新能源車的大爆發時代。
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