瞭望 | 中國人形機器人産業“跑”起來

從核心零部件國産替代到“天工”“青龍”橫空出世，從會説四川方言的“夸父”到創下兩個月開發速度之最的“行者泰山”，中國發佈整機産品的企業數量已超過20家，遠多於國外企業數量

中國人形機器人産業競爭優勢正在形成，産業規模持續壯大，諧波減速機、二維減速機等核心零部件進入國際頭部企業的供應體系；服務和特種機器人不僅在物流、醫療、建築等領域實現規模化應用，在空間探索、應急救援、公共安全等方面也發揮著重要作用

我國多地密集發力，從建立創新中心整合産業鏈，到搭建開源平臺共用成果，再到集中攻關底層技術，多個環節加速推進，破解人形機器人製造工業難題，培育形成新質生産力

文 ｜《瞭望》新聞週刊記者 郭宇靖 朱涵 董雪

“從1969年第一代人形機器人問世至今55年來，沒有任何時刻比今天更接近夢想成真。人形機器人的iPhone時刻已經來臨。”在北京具身智慧機器人創新中心總經理熊友軍看來，近一兩年行業進化超過了以前很多年的發展。

2024年4月，我國自主研發的通用人形機器人“天工”在北京經濟技術開發區首次亮相。身高163釐米，體重43公斤，可以負載5公斤重物，奔跑速度達6公里／小時，能在盲視狀態下通過障礙物……“天工”突破性地實現了純電驅動的全尺寸人形機器人擬人奔跑。

7月，在上海召開的2024世界人工智慧大會上，25款人形機器人排成“先鋒陣列”展現全球具身智慧的最新成果，全球首款通用人形機器人開源公版機“青龍”驚艷亮相。

自從人工智慧大模型讓機器人有了大腦，具備與外界“溝通”的能力，迅速點燃了一度沉寂的市場熱情，人形機器人有望成為繼電腦、智慧手機、新能源汽車後的顛覆性産品，成為當今世界科技前沿領域必爭之地。高盛預測，到2035年，人形機器人市場規模有望達到1540億美元。

在這萬億級賽道上，中國與其他國家同步開跑。

2023年11月，工業和資訊化部發佈《人形機器人創新發展指導意見》，提出到2025年，我國人形機器人創新體系初步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關鍵技術取得突破，確保核心部組件安全有效供給。

就是在這個月，國內首家瞄準人形機器人核心技術、産品研發和應用生態建設的創新中心——北京具身智慧機器人創新中心在北京經濟技術開發區成立，拉開了北京、上海、廣東等創新資源富集地區在這一新賽道領跑的序幕。

2024年以來，浙江、山東、安徽、四川等製造大省快速跟進，多地成立集産學研用於一體的創新中心，發揮技術攻堅、本體整合和應用示範場景儲備的比較優勢，加快鍛長板、補短板。從核心零部件國産替代到“天工”“青龍”橫空出世，從會説四川方言的“夸父”到創下兩個月開發速度之最的“行者泰山”，中國發佈整機産品的企業數量已超過20家。

儘管人形機器人産業尚處於底部向半山腰爬坡的狀態，距離形成規模化商業應用仍需時日，但這個集新技術、新材料、高端製造于一身的新産業，貢獻了觀察中國産業向高端升級的獨特視角：從底層技術攻關到核心技術自主研發，從建立創新中心整合資源到搭建開源平臺共用成果，從培養細分市場隱形冠軍到搭建本土産業鏈零部件供應體系，從前瞻産業政策到創新生態互促，科技創新、政策引導、市場活力“鐵三角”推動産業快速起跑，與全球企業競速萬億級新賽道。

而人形機器人為代表的未來産業突圍之路，正是中國産業快速躍升，塑造全球競爭新優勢的必經之路。

2024世界人工智慧大會上展出的“十八金剛眾創未來——人形機器人先鋒陣列”（2024年7月4日攝）王翔攝

翻越技術壁壘這座高山

整潔的車間裏，工業機器人正在進行行星齒輪減速機、伺服控制器與通信介面模組的精密組裝……在位於上海閔行區馬橋鎮人工智慧創新試驗區的達闥機器人5G智慧工廠，最快只需100秒，集通信、計算、傳感於一體的機器人智慧柔性關節便自動裝配完成。

“得益於‘5G＋工業網際網路’、數字孿生等智慧技術的加持，工廠可同時生産超過10個不同型號的人形機器人關節，通過大批量自動化生産，降低了人形機器人行業進入門檻。”工廠負責人介紹。

即便如此，人形機器人落地，短期內更大的挑戰仍來源於硬體，尤其是需要高端製造支撐的核心零部件。小米機器人團隊負責人告訴記者，“目前（人形機器人）上肢精度大約在釐米級，與0．01毫米的工業精度差距還非常大。如果達到工業精度，數據收集效率會大大提升。”

製造精度已成為我國高端製造必須攻克的堡壘。這個短板怎麼快速補齊？

以對機器人運動精度起到決定性作用的精密減速機為例，北京智同精密傳動科技有限責任公司首席科學家張躍明告訴記者，機器人運動的核心部件是“關節”，關節由精密減速機構成，其作用是傳導伺服電機的動力，調整速度和扭矩，這一部件中技術壁壘較高，過去國産工業機器人市場約75％的精密減速機被日本企業壟斷。

因為技術壁壘高，國內的工業機器人用減速機製造商一般採用逆向測繪仿製技術路線，産品精度與耐用度不足。智同科技走了一條從源頭理論創新出發，通過正向設計方法的路徑。2015年，智同科技成立，年底與北京工業大學合作開展“産、學、研、用”一體化深度合作，2020年成立“北京智同工大智慧傳動技術研究院”，累計投入8億元，研究開發及生産工業機器人關節用高精密CRV減速機和人形機器人用新型擺線精密減速機。

從零起步，從對齒輪傳動的基礎理論研究，到齒輪材料、熱處理，再到零部件設計，不斷試錯、糾錯，最終全面掌握了高精密擺線減速機的設計原理，掌握了相關産品設計及製造工藝關鍵技術。

張躍明説，核心技術自主可控才能真正實現進口替代，填補國內空白。目前企業人形機器人精密減速機的精度及使用壽命等核心性能指標均達到國際領先水準。

自主研發正在成為破解關鍵零部件“卡脖子”的“標配”。這也體現在人形機器人核心感知部件感測器上。與用於汽車、工業環境等不同，人形機器人需要嗅覺等特種感測器，要求小型化、精密化，商業化還有低成本、批量化的需求。寧波均普人工智慧與人形機器人研究院院長郭繼舜告訴記者，通過自主研發以及與合作夥伴的聯合研發，均普智慧製造股份有限公司形成一系列人形機器人用關鍵感測器套件的研發生産能力。面向特種感測器需求，研發了六維力感測器、機器人嗅覺感測器等。其中，較為昂貴的六維力感測器、高精度IMU、多光譜感測器等，針對人形機器人進行有針對性的設計和降本，滿足大規模批量應用需求。在業內專家看來，感測器也是中國工業現代化、智慧化的基礎，亟需市場需求推動高端感測器的研發製造。

包括優必選在內的一些國內公司正通過自研機器人作業系統應用框架，打破國外系統的壟斷，加快實現真正的自主可控，進一步提升系統的安全性、穩定性和可靠性。優必選科技副總裁、研究院執行院長焦繼超説，中國有足夠大的市場規模，還有全球最好的工業供應鏈，非常利於高性價比産品的規模化生産。

除了企業為主體的創新突圍，工業大省、製造強市也跑步入列人形機器人産業，大幅拓展著産業腹地。

2024年3月，浙江在寧波成立了浙江人形機器人創新中心，重點開展人形機器人智慧感控技術研究和整機系統研發。寧波是國內少有機器人減速機、控制器、伺服電機“三大件”都有佈局的城市，在人形機器人關鍵零部件供應上具有先發優勢。

杭州明確提出對智慧機器人“大腦”“小腦”建設、核心零部件和整機製造關鍵技術攻關等方向提供政策和資金支援；規劃到2026年，智慧機器人全産業鏈工業産值突破500億元，實現整機新産品50項，其中達到産業化水準的人形機器人整機産品不少於3項。

在山東，人形機器人“行者泰山”以7．2公里／小時的速度穩定奔跑，達到了國內領先水準，並創下了業界人形機器人兩個月時間的開發速度之最。

為支援培育壯大人形機器人産業，山東對人形機器人整機生産企業最高給予800萬元獎勵，對人形機器人核心零部件配套生産企業擇優給予最高300萬元獎補。

安徽圍繞人形機器人“大腦－小腦－肢體－測評”全方位全鏈條技術佈局，近期安徽省人形機器人重點實驗室、安徽省人形機器人産業創新中心兩大省級平臺獲批成立。

在四川，“人形機器人關鍵技術研發與應用示範”等首批7個省人工智慧科技重大專項已於今年3月啟動。四川本地人形機器人——會説方言的“夸父”日前已作為“文明交通勸導員”出現在綿陽鬧市街頭。

目前，我國發佈整機産品的企業數量超過20家，遠多於國外企業數量。賽迪智庫未來産業研究中心人工智慧研究室主任鐘新龍認為，中國在人形機器人市場佔據了與發達國家基本一致的先發優勢，在專利佈局上居於全球第一梯隊，形成了一批擁有自主智慧財産權和核心技術的企業。中國人形機器人産業正在形成競爭優勢，産業規模持續壯大，諧波減速機、二維減速機等核心零部件進入國際頭部企業的供應體系；服務和特種機器人不僅在物流、醫療、建築等領域實現規模化應用，在空間探索、應急救援、公共安全等方面也發揮著重要作用。

人形機器人母平臺“天工”在北京發佈（2024年4月27日攝）郭宇靖攝／本刊

跑起來仍存挑戰

踏著小碎步，人形機器人來到汽車車身一側，檢查前後車門鎖扣品質，隨後手臂伸進車身，手指頭捏住安全帶向下拉，檢測安全帶功能，檢測結果實時上傳至工廠智慧製造管理系統。近日，優必選工業人形機器人進入安徽合肥蔚來工廠總裝車間實訓，與人類協作完成品質檢測。

“人形機器人走出實驗室，來到真實的汽車製造環境中，通過收集流水線上的場景數據，了解企業生産需求，完成自我迭代升級，為正式‘上崗’做準備。”焦繼超説。

工業場景正在成為人形機器人企業率先瞄準的突破點，取代只能執行固定流程任務的傳統工業機器人。人形機器人進了工廠，離進入千家萬戶還遠嗎？

以製造技術的發展來看，遠沒有那麼快。張躍明説，很多時候人形機器人走路“晃來晃去”，就是由於製造技術精度不夠、剛性不足導致的，這樣的“具身結構”，某種程度反映了製造業的整體能力。

當前，人形機器人正處於從實驗室邁向産業化的關鍵節點，作為機器人領域中複雜度最高的産品，其發展仍面臨不少挑戰。

首先，在關鍵部件領域，與國際頂尖水準仍存在差距。

高精度伺服電機、精密減速機的功率密度、産品壽命、可靠性仍有較大提升空間。

張躍明以減速機為例説，製造過程繁複且精密，對製造工藝以及材料等要求高，還有性價比的考量。未來隨著國內技術逐步突破，同時疊加我國精密減速機市場整體處於供不應求的狀態，精密減速機國産替代大有可為，國産替代進程有望加速。

浙江人形機器人創新中心主任、浙江大學教授熊蓉認為，以計算控制器來看，小體積下大算力的能力差距顯著，體現為國産晶片的算力和整合度與國際先進水準還有差距。雙足倣人機器人關節運動特點和人類類似，如運動速度快、機動性能好、步幅和步頻變化快等，這些運動特點都要求驅動器具有高功率密度、高響應性、高能量利用效率和耐衝擊性等特性。目前國內替代廠家處於初創期，還沒有大電流的産品，産品品質有待驗證。“我們也在跟企業提更高的要求，希望下一步能夠國産替代。”

具身感知使用的高端感測器性能與國外存在差距。

目前一些企業已研發推出可量産的人形機器人用鐳射雷達感測器、超寬光譜相機等，且表現出較為優異的性能，“但整體來説，在感測器精度和耐久性上，與國際先進産品比，還有一定差距”，熊蓉説。

整體看，感測器面臨核心技術缺乏、産業規模小等問題，國産感測器性能指標穩定性、可靠性距離國外競品仍存在1～2個數量級差距。

其次，我國整機創新活躍，但缺乏“從0到1”創新。張躍明認為，國內研發熱情非常高，進步也很快，但是在原創技術上，産業往往善於做“從1到100”的開發，而難以“從0到1”創新。

國家地方共建人形機器人創新中心首席科學家江磊將挑戰總結為“一高五難”，即硬體門檻高、軟體演算法難、軟硬解耦難、知識積累難、人才聚集難與安全應用難。“雖然人形機器人是非常熱的話題，但行業仍需要‘冷思考’。”他説。

合力破解複雜工業難題

如何破解複雜工業難題，推動人形機器人産業高品質發展？目前，我國多地密集發力，從建立創新中心整合産業鏈，到搭建開源平臺共用成果，再到集中攻關底層技術，多個環節加速發力，培育形成新質生産力。

——國家和地方共建創新中心，整合行業資源。

我國多地加快構建人形機器人技術研發力量，北京、上海、廣東等地陸續佈局了人形機器人創新中心，加快相關核心技術突破。“這是破解人形機器人發展難題的良方。”江磊認為。

北京具身智慧機器人創新中心聚焦具身智慧機器人關鍵共性技術研發和生態建設，圍繞“天工”和“開物”兩大核心任務開展攻堅，並致力於成為具身智慧領域的行業資源組織者、産業發展培育者、落地應用推動者。

“創新中心獲得了優必選等股東單位600余項智慧財産權授權，將整合上下游資源，瞄準聚焦於人形機器人核心技術研發和生態建設，聯合行業力量集中攻關，將成果再賦能整個行業。”熊友軍説，創新中心將發揮創新攻堅牽引作用，形成快速響應企業需求的樣機研發、檢驗測試、精密加工、批量製造等服務能力。

熊蓉介紹，浙江人形機器人創新中心專注研發整機和大小腦，通過整機帶動上游形成供應鏈體系，以大小腦的能力賦能下游，再配合開發軟體、工具鏈等推動下游的應用。

——搭建開源平臺，讓企業唱戲。

“相比國外，目前我國人形機器人企業體量較小，這樣的行業格局雖然有利於百花齊放、百家爭鳴，但也容易造成重復競爭。”熊友軍説，借助創新中心等平臺，將共性的突破性成果開放開源給行業，搭臺唱戲，有利於行業整體快速發展。

江磊認為，在人形機器人領域，開源能夠加速技術的發展和應用，通過集結全球的智慧和資源，快速迭代和優化機器人的設計和功能，有助於解決技術難題，推動人形機器人在性能、智慧和適應性上突破。

——多鏈條融合，加強底層技術攻關。

在北京經濟技術開發區，人形機器人已經成為重點發展的未來産業之一。北京經濟技術開發區機器人和智慧製造産業局副局長馬寧表示，將依託亦莊機器人産業園，整合信創軟硬融合、自駕監管沙盒、多元産業複合優勢，推進先進本體、運動控制、具身智慧數據集、垂直大模型、算力底座、軟體系統等集群融合發展。

——培養細分市場隱形冠軍，搭建本土産業鏈零部件供應體系。

北京具身智慧機器人創新中心聚焦控制系統、伺服電機、減速機等核心零部件領域，支援企業從一個關節、一個減速機入手精耕細作，培育一批細分市場隱形冠軍、專精特新“小巨人”、製造業“單項冠軍”、“獨角獸”企業，強力做好本土産業鏈零部件供應體系。中心與清華、北大、北航、哈工大等知名高校合作，聯合開展共性關鍵技術、關鍵零部件、系統整合等方面協同攻關，組建高品質專利池，形成聯合防禦、風險分擔、開放共用的智慧財産權協同運用機制。

中國人形機器人站在傳統工業機器人産業的肩膀上，也正在反哺傳統機器人産業不斷進步。控制器、感測器等硬體降本明顯並應用於傳統機器人，大語言模型、圖像擴散模型等人工智慧模型技術也開始在國産工業機器人上出現。“隨著不斷積累、迭代和優化，我們有信心和全球人形機器人産業一起加速奔跑，實現超越。”焦繼超説。