人形机器人“走”向高性能低成本

　　人形机器人是多学科高端技术的综合体。其发展进步需要核心零部件、运动控制和人工智能等基础理论的有机融合，多领域单元技术、软硬件一体化协同发展。

　　从全球范围看，人形机器人技术近年来迅猛发展。世界一流人形机器人，如意大利理工学院的iCub和日本本田公司的ASIMO等，都已具备稳定行走、上下楼梯、跑、跳等运动技能。

　　国内的一些高校、科研院所和头部企业也相继推出了自主研发的人形机器人系统，其功能、版本不断迭代。中国科学院自动化研究所人形机器人攻关团队形成了基于“环境吸引域”高精度作业和类脑智能机器人理论等原始创新积累，推出了谱系化人形机器人Q系列，并将机器人大模型与人形机器人融合，实现了与人的自然交互、多任务协同工作以及突发情况应对，初步完成了面向不同场景的技术验证。深圳市优必选科技有限公司也发布了面向工业场景的人形机器人Walker S，并展示了其行走、指关节活动、自主安装灵巧手(磁吸式)、握锤等能力。上海傅里叶智能科技有限公司研制的通用人形机器人GR-1正式预售，打响了国产人形机器人量产的第一枪。星动纪元、智元机器人等新生代人形机器人公司相继成立，不断为人形机器人行业注入新活力。

　　过去一年里，我国在人形机器人领域单元技术方面取得诸多突破性进展。在核心零部件方面，基于三次谐波减速原理的谐波减速器实现扭转刚度、传动精度大幅度提升;小体积、低能耗、大扭矩的空心杯电机为研制轻量化末端执行器奠定了技术基础;高性能力矩电机、伺服系统、控制器等核心零部件迈入批量生产阶段，涌现出一批掌握关键核心技术的高新企业。

　　在运动控制方面，除了常用的全身姿态控制与模型预测控制等传统控制方法外，强化学习、运动基元等新算法持续取得新突破。由此，人形机器人实现了更自然的拟人步态、更健壮的行走能力以及爬坡、上楼梯等高动态运动能力。通过精简零部件、简化整体框架和创新制造工艺，千元级仿人机械臂与轻量化仿人五指灵巧手进入市场，为进一步降低人形机器人整机成本、赋能类人灵巧操作能力提供了重要基础。

　　在智能认知与决策方面，人形机器人视觉技术的发展与成熟提升了其对动态开放环境的感知与认知能力;多模态大模型的技术加持进一步强化了人形机器人与人自然交互的能力、理解并执行多类复杂任务的能力，使其逐步向具身智能演化迈进。

　　近年来，我国人形机器人技术持续突破，产业规模不断扩大，呈现出星火燎原、百花齐放之势。同时，新技术突破不断推动人形机器人向高性能、低成本、可批量制造的方向发展，规模化应用将逐步为产业发展赋能。

　　2023年11月27日，人民网研究院发布的《人形机器人技术专利分析报告》显示，中国已成为全球申请人形机器人技术专利最多的国家，累计申请数量达到6618件。这些专利为实施进一步产业布局与大规模应用打下坚实基础。

　　未来，中国科学院自动化研究所人形机器人攻关团队将继续面向国家重大需求，紧密围绕构建人形机器人技术和产业创新链的总体目标，持续攻关实体通用人工智能系统关键核心技术;不断培育重点系统、拓展场景应用、营造产业生态、强化支撑能力，从而提升我国人形机器人产业的国际竞争力和影响力。　　◎本报记者 陆成宽