机器人的发展及其趋势-趋势性机会的例子-未来机器的发展趋势
人形机器人具备与人类相似的身体结构以及运动方式，比如双足行走、双手协作等。人形机器人能够在人类工作和居住的环境中进行工作，能够操作专为人类设计的工具和设备，还能够与人进行交流。在科学幻想小说中，人们从未停止对于人形机器人时代的想象。在影视剧中，人们也从未停止对于人形机器人时代的想象。
科技不断进步且应用程度进一步加深，机器人产业的技术交叉融合趋势越发清晰。在今年 8 月举办的世界机器人大会上，本刊记者捕捉到了这一深层次的趋势与动向，人形机器人就像在一夜之间涌现出来一样。
近日，工业和信息化部印发了《人形机器人创新发展指导意见》。意见提出，在 2025 年时，我国人形机器人的创新体系要初步建立起来，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术能够取得突破，同时要确保核心部组件能够安全有效地供给；到 2027 年，人形机器人的技术创新能力会显著提升，会形成安全可靠的产业链供应链体系，构建起具有国际竞争力的产业生态，综合实力能够达到世界先进水平。
人形机器人集成了人工智能等先进技术，也集成了高端制造等先进技术，还集成了新材料等先进技术。它有望成为一种颠覆性产品，这种产品会继计算机、智能手机、新能源汽车之后出现。它的发展潜力很大，应用前景很广，是未来产业的一个新赛道。
其三，在场景拓展方面，要服务特种领域的需求，打造制造业的典型场景，还要加快民生及重点行业的推广。在支撑能力方面，需要健全产业的标准体系。要提升检验检测的能力以及中试验证的能力。并且要加强安全治理的能力。
《指导意见》结合任务安排，设立了 3 个专栏，分别是关键技术攻关专栏、重点产品和部组件攻关专栏、拓展场景应用专栏，以此来确保各项任务能够落到实处。
《指导意见》如下：
关于印发《人形机器人创新发展指导意见》的通知
工信部科〔2023〕193号
各省、自治区、直辖市的工业和信息化主管部门，计划单列市的工业和信息化主管部门，新疆生产建设兵团的工业和信息化主管部门，以及有关的行业协会、企事业单位。
现将《人形机器人创新发展指导意见》发放给你们，你们要依据实际情况，用心去贯彻落实。
工业和信息化部
2023年10月20日
人形机器人创新发展指导意见
人形机器人将人工智能、高端制造、新材料等先进技术进行了集成，有希望成为继计算机、智能手机、新能源汽车之后的具有颠覆性的产品，会对人类的生产生活方式进行深刻的变革，还能重塑全球产业的发展格局。当下，人形机器人的技术在不断加速演进，已经变成了科技竞争的一个新的高地，成为了未来产业的一条新的赛道，也成为了经济发展的一个新的引擎，其发展潜力很大，应用前景也很广阔。制定本指导意见，目的是推动人形机器人产业高质量发展，培育并形成新质生产力，以高水平为新型工业化赋能，有力地支撑现代化产业体系的建设。
一总体思路
（一）指导思想
（二）发展目标
到 2025 年，人形机器人的创新体系开始初步构建。“大脑、小脑、肢体”等一系列关键技术获得突破，以此来保证核心部组件能够安全且有效地供给。整机产品达到了国际上先进的水平，并且能够进行批量生产。在特种、制造、民生服务等不同场景中得到了示范应用，还探索并形成了有效的治理机制和手段。培育 2 到 3 家具有全球影响力的生态型企业，同时培育一批专精特新的中小企业。打造 2 到 3 个产业发展的集聚区。孕育并开拓一批新的业务、新的模式以及新的业态。
2027 年时，人形机器人的技术创新能力有了显著的提升。它形成了安全可靠的产业链供应链体系，也构建起了具有国际竞争力的产业生态。其综合实力达到了世界先进水平。产业在不断加速，实现了规模化发展，应用场景变得更加丰富，相关产品深深融入了实体经济，成为了重要的经济增长新动力。
二突破关键技术
（一）打造人形机器人“大脑”和“小脑”
开发人形机器人“大脑”，此“大脑”基于人工智能大模型。要增强其环境感知能力、行为控制能力以及人机交互能力，同时推动云端和边缘端的智能协同部署。建设大模型训练数据库，在数据方面进行创新，包括自动化标注、清洗以及使用等方法，以此来扩充高质量的多模态数据。对人形机器人的算力进行科学布局，以加速大模型的训练迭代以及产品的应用。开发用于控制人形机器人运动的“小脑”，将运动控制算法库搭建起来，把网络控制系统架构建立好。针对特定的应用场景，把仿真系统构建出来，把训练环境建立起来，以此加快技术的迭代速度，降低创新的成本。
（二）突破“肢体”关键技术
用好现有的机器人技术基础，将“机器肢”关键技术群进行系统部署，对人体运动力学基础理论进行创新，打造出仿人机械臂、灵巧手和腿足，在技术方面突破轻量化与刚柔耦合设计、全身协调运动控制、手臂动态抓取灵巧作业等。攻关“机器体”的关键技术群，要突破轻量化骨骼方面的技术，还要突破高强度本体结构方面的技术，以及高精度传感等技术。同时，要研发高集成且长续航的人形机器人动力单元与能源管理技术。
（三）健全技术创新体系
构建人形机器人制造业技术创新体系，明确关键技术、物料、企业、制造装备、质量、标准、关键软件等方面的内容，精准推进“补短锻长”工作。支持龙头企业发挥牵头作用，联合产学研用各方组成创新联合体，着力加强关键技术和产品的攻关，凝聚各方力量以加快创新进程。加快人形机器人与元宇宙、脑机接口等前沿技术的融合，积极探索跨学科、跨领域的创新模式。
专栏1 关键技术攻关
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机器人“大脑”的关键技术群。人形机器人在动态开放环境下进行感知与控制，在此过程中突破了多项技术，包括感知 - 决策 - 控制一体化的端到端通用大模型，大规模数据集的管理，云边端一体的计算架构，多模态感知与环境建模等。通过这些技术的突破，提高了人形机器人的人 - 机 - 环境共融交互能力，从而能够支撑全场景的落地应用。
机器人的“小脑”涉及关键技术群。针对人形机器人在复杂地形通过以及全身协同进行精细作业等任务需求，展开高保真系统的建模与仿真工作，进行多体动力学建模以及在线行为控制，对典型仿生运动行为进行表征，开展全身协同运动的自主学习等关键技术研究，以此提升人形机器人在非结构化环境下全身协调且鲁棒地移动、灵巧操作以及人机交互的能力。
机器肢的关键技术群。针对人形机器人在高动态、高爆发以及高精度等方面的运动性能需求，展开对人体力学特征以及运动机理的研究，还有对人形机器人动力学模型及控制等基础理论的研究。突破刚柔耦合仿生传动机构这一关键技术，同时突破高紧凑机器人四肢结构与灵巧手设计等关键技术，从而为人形机器人能够灵活运动奠定硬件基础。
人形机器人本体有高强度和高紧凑结构需求。针对这一需求，机器体关键技术群研究了以下关键技术：人工智能驱动的骨架结构拓扑优化；高强度轻量化新材料；复杂身体结构增材制造；能源 - 结构 - 感知一体化设计；恶劣环境防护等。通过这些关键技术的研究，打造出具有高安全、高可靠、高环境适应性的人形机器人本体结构。
三培育重点产品
（一）打造整机产品
打造基础版整机，以此构筑人形机器人通用整机平台，从而能够支持后续的个性化功能开发。面向各种不同的应用场景需求，开发出低成本交互型的人形机器人整机产品，开发出高精度型的人形机器人整机产品，以及开发出在极端环境下高可靠型的人形机器人整机产品。针对不同的动力需求，推出电驱动的人形机器人，推出液压驱动的人形机器人，推出混合驱动的人形机器人。强化人形机器人整机的批量化生产制造能力，持续提升整机产品的质量，持续提升整机产品的可靠性。
（二）夯实基础部组件
聚焦人形机器人专用的传感器，将突破视觉、听觉、力量、嗅觉等方面的高精度传感关键技术，以此来提升对环境的综合感知能力。发展具有高功率密度的执行器，以满足本体高爆发式移动以及高精度作业的需求。开发专门面向人形机器人的芯片，提升在运动控制、认知决策等方面的计算效能。结合新能源产品的发展趋势，研发适合人形机器人特点的高能效专用动力组件。
（三）推动软件创新
构建用于人形机器人的专用操作系统，该系统具备高实时性、高可靠性和高智能性。推动此操作系统与通用大模型等技术进行深度融合，从而提供安全、稳定且易用的系统平台。开发适用于各类场景的应用软件，建设并完善人形机器人的应用开发平台以及工具包，以此构建丰富的软件赋能应用生态。对“机器人即服务”的新模式进行探索，促使人形机器人能够实现低成本且灵活的部署应用。
专栏2重点产品和部组件攻关
基础版整机。它面向类人外观，具备双腿行走的功能，还有双臂双手灵巧操作的能力，以此建立了人形机器人的基础软硬件架构，打造出了“公版”通用平台，这个平台能够支持在不同场景需求下进行结构改造、算法优化以及特定能力的强化。
开发低成本交互型人形机器人，以强化其对人类生活环境的适应能力以及多模态人机交互能力。开发高精度型人形机器人，旨在强化其双臂双手的精细操作能力、工件的鲁棒识别能力以及轨迹的智能规划等上肢作业能力。开发高可靠型人形机器人，意在强化其在恶劣环境中的生存能力、对复杂地形的适应能力以及对外力冲击的防护能力。
传感器。针对复杂环境的感知需求，开发出集成了高精度仿生眼以及类脑处理算法的视觉传感器。推出了宽频响且高灵敏的仿生听觉传感器。开发了高分辨率并且具备多点接触检测能力的仿人电子皮肤。推出了能够高灵敏检测多种气体的仿生嗅觉传感器。从而形成了人形机器人专用的传感器产品谱系。
执行器。其面向人形机器人的高爆发移动需求，在液压伺服执行器方面取得突破，打造出高紧凑的液压马达、缸、泵、阀及一体化单元系列产品。同时，在电驱动执行器方面也有突破，突破了高力矩密度减速器、高功率密度电机、伺服驱动器等融合的高精度电驱动执行器，进而打造出电驱动旋转关节、电推杆产品。
研发专用芯片，以满足高实时协调运动控制需求，该芯片具备高动态运动驱动、高速通信等功能。研制“感 - 算 - 控”一体化的高性能运动控制器。研发智能芯片，以满足人形机器人认知与决策需求，此芯片具有多模态空间感知、行为规划建模与自主学习等能力，从而提升人形机器人的协调控制能力。
动力能源方面。针对人形机器人高动态以及长续航的能量需求，成功突破了高能量密度电池、智能电源管理、电池组优化匹配等关键技术，进而开发出了高能效且高紧凑的动力能源总成产品，以此提升了人形机器人的续航能力以及环境适应能力。
四拓展场景应用
（一）服务特种领域需求
加快人形机器人在特种环境中的应用，针对恶劣条件和危险场景作业等需求，增强其在复杂环境下的本体控制能力、快速移动能力以及精确感知能力，打造出特种应用场景下高可靠的人形机器人解决方案。面向要地警戒守卫场景，强化人形机器人在复杂地形中高机动且鲁棒的行走能力，以及态势感知与智能决策能力。针对民爆、救援等特殊环境，要增强人形机器人本体的安全防护能力，使其能够智慧地生成复杂任务并进行高精度操作，以此降低作业人员所面临的危险性。
（二）打造制造业典型场景
聚焦 3C 领域、汽车领域等制造业的重点领域，提升人形机器人进行工具操作的能力以及执行任务的能力，打造出人形机器人的示范产线和工厂，在典型的制造场景当中实现深度的应用。面向结构化的生产制造环节，推动人形机器人在装配工序、转运工序、检测工序、维护工序等工序上的应用和推广。面向非结构化的生产制造环节，要增强人形机器人与设备的协作交互能力，也要增强人形机器人与人的协作交互能力，还要增强人形机器人与环境的协作交互能力，以此来支撑柔性化、定制化的生产制造。
（三）加快民生及重点行业推广
拓展人形机器人在医疗、家政等民生领域的服务应用，着重提升人机交互的可靠性与安全性，开发具备复杂区域引导、灵活操作、鲁棒行走以及多模态人机交互的解决方案，以满足生命健康、陪伴护理等对高品质生活的需求。推动人形机器人在农业、物流等重点行业实现应用落地，提升其在人机交互、灵巧抓取、分拣搬运、智能配送等方面的作业能力。
专栏3拓展场景应用
组织人形机器人创新任务揭榜挂帅，开展试点示范工作。探索赋能制造业的路径与模式，遴选优秀成果并开展试点应用，定期进行评估评价。以行业特色场景为牵引，培育出一批优质解决方案，遴选行业标杆应用，促使人形机器人新技术新产品能够落地应用。
打造人形机器人赋能的供需对接平台，以加强供需对接。引导传统制造企业和工业园区释放需求，组织人形机器人企业进行精准服务对接。强化产业链上下游协同，在全国统一大市场的框架下，促进标准互认、产品配套以及研发协同，推动市场共建、资源共享和利益共赢。
建设人形机器人创新成果产业化服务平台，推动成果转化加速。建设一批人形机器人成果孵化创新中心，加快共性技术的转移与推广应用，提升人形机器人工程化效率，促使成熟产品和解决方案实现规模化落地。举办赋能成果展，以促进产学研用之间的交流合作。
完善应用机制。深入挖掘特定场景，进行规模化推广共性场景。定期挑选并发布典型应用场景清单以及推荐目录。重点行业和地区应积极主动地探索开放应用场景，从而开拓出新的模式、服务与业态。企业应被鼓励去探索面向应用场景的技术创新研发模式，并且加强技术与场景的深度融合。
五营造产业生态
（一）培育优质企业
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强化企业的创新主体地位，着力培育具有生态主导力且具备全球竞争力的人形机器人“链主”企业，以此带动产业创新资源实现集聚。针对人形机器人的部组件配套方面、特色化集成方面以及场景化应用等情况，加大对优质企业的培育力度，促使涌现出一批专精特新的“小巨人”企业、制造业单项冠军企业以及独角兽企业。促进大中小企业融通协同发展，要营造良好环境，以利于企业成长，还要打造安全可靠的产业生态。
（二）完善创新载体和开源环境
支持建设人形机器人重点实验室以及制造业创新中心，将产学研各界的优势力量凝聚起来，提升关键共性技术的供给能力。成立如人形机器人百人会之类的行业组织，推动技术交流，促进供需对接，加强国际合作，使创新链、产业链、资金链、人才链更好地融合。建设人形机器人的开源社区，推动开源基金会在能力方面的建设，加大对重点企业开源项目的支持力度，让全球的开发者汇聚在一起进行协同创新。
（三）推动产业集聚发展
引导人形机器人的创新要素向基础良好且潜力巨大的地区集中。以各地的特色以及产业优势为基础，建设孵化器和产业园等。打造出创新能力强并且应用场景优良的优势集聚区。推动产业链的上下游实现集聚式发展。构建起产业协同的生态体系，促使机器人、人工智能、新材料等企业开展跨领域的合作。进行技术应用方面的联合攻关。增强软硬之间的协同适配能力。提升产业链和供应链的韧性。
六强化支撑能力
（一）健全产业标准体系
开展人形机器人标准化路线图的研究工作，全面对产业链的标准化需求进行梳理，将人形机器人产业标准体系建立并健全起来，按照不同级别和类别推动标准的制定。聚焦于基础共性、系统评测、安全可信、行业应用等重要的方向，加快国家标准、行业标准以及团体标准的研制进程。深入地开展标准的宣传贯彻与推广活动，促使标准能够在实际中落地实施。大力推进我国的标准向国外发展，积极参与到国际标准的制定当中。
（二）提升检验检测和中试验证能力
制定人形机器人产品的检验检测方法，将其建立起来。同时构建关键指标体系，包含智能化、可靠性、安全性等方面。并且构建出可实施、可度量、可扩展的评测基准。打造出权威的检验检测机构，把评测配套工具加以完善，以此来满足企业和用户的检测认证需求。支持企业与高校院所等进行联合，建设人形机器人中试验证平台。要加强软硬耦合适配。需提供中试熟化等服务，包括工程开发、工艺改进、软件升级等。以此加速相关技术成果的工程化落地和产业化应用，进而推动产品质量的提升。
（三）加强安全治理能力
提升人形机器人的功能安全性能，以确保相关技术产品对人和环境友好。加强网络安全防护，提升信息获取、数据交互以及数据安全等方面的技术保障能力。强化整机、关键部组件、核心软件、算法等重点环节的安全风险评估，推动安全能力的提升。深化对科技伦理风险的研判，加快推进相关伦理标准规范的研究制定，促进技术创新与科技伦理的协调发展。
七保障措施
（一）加强统筹协同
加强部门之间的协同合作，全面推进技术攻关方面的工作，同时推进产业发展工作、融合应用工作以及安全治理等工作，以此促进人形机器人与人工智能领域、机器人领域等的融合发展。深化中央和地方之间的协作，对产业布局进行优化，鼓励地方根据实际情况制定具有针对性且可操作的政策措施，按照当地的实际情况推动人形机器人技术的创新和产业的发展。
（二）完善产业政策
推动人形机器人创新工程，重点围绕专用软件、核心部组件、整机及应用示范等任务加大投入。发挥制造业转型升级基金的带动作用，引导产业资本和金融资本积极参与其中。用好国家产融合作平台，支持领军企业进行上市融资，促使“科技 - 产业 - 金融”形成良性循环。组织人形机器人大赛以及展会等活动，以激发各界的创新活力。
（三）加快人才引育
加强人形机器人相关学科专业的人才培养工作，鼓励人形机器人企业与高等院校以及科研院所等开展合作，在产学研合作培养模式方面进行创新，一同培养跨学科的交叉复合型人才以及工程型人才，提升高水平人才的供给。同时加强职业教育以及技术再培训等方面的工作，大力培育产业应用型人才。此外，加强高端人才的海外交流引进工作，健全人才服务体系，以确保能够吸引人才并且留住人才。
（四）深化交流合作
拓展人形机器人的国际合作空间，将全球创新资源聚集起来，加强产业发展方面的交流，对国外企业和机构在国内设立研发中心和制造基地等行为予以鼓励，以此推动产业的国际化发展。同时鼓励国内企业向外拓展，促使新技术、新产品迈向国际市场，拓展跨国业务。深入地参与国际规则和标准的制定工作，为全球人形机器人产业的发展贡献出中国的智慧。
此次《意见》首次对人形机器人技术进行了全面规划，涵盖了关键技术、适用场景以及三年和五年的清晰目标等方面。尤为重要的是，工信部明确给出了人形机器人产业的清晰定位。
人形机器人技术演进涉及哪些技术呢？《意见》给出了四个方面，分别是机器人“大脑”的关键技术群、“小脑”的关键技术群、机器肢的关键技术群以及机器体的关键技术群。
值得注意的是，此次《意见》明确提出要求，要培育 2 到 3 家具有全球影响力的生态型企业，以及一批专精特新的中小企业。同时，要打造 2 到 3 个产业发展集聚区。并且要孕育、开拓一批新业务、新模式、新业态。此外，还要求聚焦 3C、汽车等制造业的重点领域，提升人形机器人的工具操作与任务执行能力，打造人形机器人示范产线和工厂，在典型制造场景中实现深度应用。
国内方面，近期不少厂商的人形机器人纷纷亮相。10 月 24 日，小鹏发布了首款人形机器人 PX5。这个机器人能够在无人搀扶的情况下走上前台并挥手，完成了首秀。视频表明，小鹏人形机器人已经可以做到越障行走，还能踢足球、玩平衡车、倒水、抽纸巾以及拿物品等动作。
科大讯飞在同一天的 1024 开发者节上发布了其人形机器人。去年 1 月的时候，科大讯飞就启动了“讯飞超脑 2030 计划”。这个计划是科大讯飞进军机器人领域的第一个长线计划。按照这一计划，在 2025 年到 2030 年这段时间内，要实现能够懂知识、会学习并且能进化的陪伴机器人以及自主学习的虚拟人。要让这些机器人具备交互能力和动作，以此来推动机器人进入家庭。
比亚迪入股了智元机器人，这是其在人形机器人领域的首个公开投资项目。不久前，智元机器人发布了第一代通用型人形双足机器人“远征 A1”。该人形机器人身高 175cm，重 53kg，能够参与外观检测流程，还可以进行装配底盘等工作，在繁忙的汽车装配线上作业。资料表明，上海智元新创技术有限公司在今年 2 月成立。其经营范围包含对智能机器人进行研发，对人工智能理论与算法进行软件开发，对人工智能硬件进行销售，以及对电子产品进行销售等。
与此同时，有越来越多的高校研究机构所孵化的公司，把人形机器人从实验室的环境中转移到了商业化应用的领域。这其中的一个背后原因，是人工智能大模型技术取得了发展，而这种发展为人形机器人的产业能够在实际中落地提供了技术方面的支撑。
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