人形机器人
——未来社会的兼容性
与效率的双重探索
楼崇
前滩综研决策AI中心副总监
近年来，随着AI（人工智能）和机器人技术的不断发展，人形机器人成为科技领域的热点话题。像是《终结者》《我，机器人》等著名的科幻电影，推动着技术、商业、科研和市场应用对人形机器人的想象。
图1 影片《变形金刚》海报
尽管人形机器人能应对复杂的场景，但效率问题仍不容忽视。许多人认为专注于特定领域的专业机器人设计，更能高效地完成特定任务。例如，《变形金刚》中汽车人的汽车形态（自动驾驶汽车的科幻版），或者是四足机器人，它们在快速移动的场景下表现更好。另一方面，甚至加油站加油这种简单场景也成为当前人形机器人的目标应用场景。其实只要将自动停车和空中加油的技术相结合，就能低成本、高效地完成任务。
另外，研发人形机器人也并非易事。其高难度不仅在于技术实现，还在于设计过程中无法取巧。多足机器人可通过多种非生物步态实现稳定移动，工业机械臂能依靠固定基座承载自重，而人形机器人必须在两条细腿上保持平衡并灵活行动，需要在运动学建模、动力学建模、运动控制、浮动基坐标和平衡等底层技术上有深厚的积累。特别是在提高电机功率密度、减轻整体重量、机器人仿真调试，此外利用GMP、Sleep等模型控制姿态等方面，技术上仍存在较大挑战，对工程设计提出了极高要求。这也使得人形机器人的开发出现周期长、成本高等问题。
既然问题这么多，为什么我们还需要人形机器人？答案在于人形机器人具有较好的向下兼容性，包括：
——对人类环境的兼容。人类社会已大大区别于自然界，空间、工具、设施等方面，都是为人体结构专门设计的。从建筑结构、日常家居，到交通工具、公共设施，无不体现着“人体工程学”。这意味着，人形机器人能自然地融入现有环境中，无需我们对空间大小、工具形态、设施功能进行大规模改造。
——对人类操作习惯的兼容。就像《环太平洋》电影中驾驶员操作的巨大机器人，当人类想要接管机器的行动时，人形机器人跟人类的匹配度是最高的。
图2 BrainCo展示的智能仿生手书写毛笔字
——对人类自身探索上的兼容。在第135届中国进出口商品交易会上BrainCo展示的智能仿生手，工作人员通过意识的控制，仅经过一两分钟的调试，便可以进行写字等复杂动作。人形机器人的研发，加速了人类对自身身体的探索，进而加速了医疗健康领域的发展。
这种兼容性不仅体现在物理层面，还包括情感层面。人类的情感和交互模式，本质上是为适配人类而发展的，一只再漂亮的蝴蝶也难以与人类产生共情，而人形机器人由于其外形和行为的类人性，更容易被接受和信任。
在服务行业，尤其是涉及高频人机互动的领域，如医疗护理、教育培训等，人形机器人能提供更自然、更人性化的服务体验。随着全球老龄化趋势加剧，人类劳动力无法满足日益增长的老年人护理需求，人形机器人则可在这一领域发挥重要作用。同时，人形机器人在情感交流和社会互动中的作用也逐渐显现。在心理医疗领域，人形机器人可提供陪伴和情感支持，与人形机器人互动可以创造情感连接，帮助需要照料的人减少孤独感和焦虑情绪。
另外，在物流方面，一直存在“最后一公里”的难题。敏捷机器人公司（Agility Robotics）专注于开发具备双足行走能力的机器人，其开发的Digit采用了鸵鸟腿设计，能在仓库中自主筛选和搬运物料箱，展示了卓越的工作能力。Digit能连续工作7.5小时，任务成功率达97%，工作效率已达到人类的75%。
图3 波士顿动力公司（Boston Dynamics）的新款电驱版Atlas人形机器人
展望未来的太空探索，面对极端温度、辐射、高真空、复杂地形等环境条件，人形机器人更能突破人类感官和运动上的极限。如波士顿动力公司的新款电驱版Atlas人形机器人，采用了定制的高功率制动器，能做到很多“人类做不到的事”。
此外，尽管通用人工智能（AGI）时代还未到来，相关技术也有缺陷，但是AI技术对未来人形机器人至关重要。加拿大智能机器人研发商Sanctuary AI推出了第七代“凤凰（Phoenix）”人形机器人，其特点是成本较低且能快速学习新任务。通过捕获更多高质量的人类行为数据，模仿人类整理和分类产品的能力，使人形机器人快速地部署到实际工作环境中。
目前，人形机器人在研发中面临诸多技术挑战，上海可在人形机器人的驱动器、传感器、零部件等方面强化研发力量。同时，还应关注适用于人形机器人的智能体研发，不仅是基于云技术的超级智能体（帮助人形机器人解决更复杂的问题），还有基于边缘计算的初级智能体，使人形机器人在离线或高延迟环境下也能独立行动（特别是防止因厂商问题而导致机器人变成一堆废铁）。
综上所述，人形机器人将在医疗健康、社会服务、太空探索等多个领域发挥重要作用，进一步描绘新质生产力未来的发展方向，推动人类社会向着更加智能化、便捷化的未来迈进。
图片来源：互联网
采编：陈萌萌
