人形机器人在物流领域的应用和发展

如今，人形机器人被认为是代表最先进技术的产品之一。随着控制技术、人工智能技术的快速发展和赋能，人形机器人已经完成从概念产品，到可商业应用产品的跨越式发展。物流领域也被认为是非常适合使用人形机器人的场景之一，并已出现实际应用案例。业界认为，随着人形机器人技术和应用的迭代发展，将会推动智能物流建设达到更高水平和全新阶段。

“人形机器人”是拥有类似于人类的身体结构，通过模仿人类形态和行为，能够在多个行业和场景完成作业任务的通用型智能机器人。通用机器人不一定都是人形机器人，但机器人业内专家基本形成共识——人形是未来最好的通用机器人形态。随着软件和算法不断演进，人形机器人将具备和人类一样的自我学习、迭代和进化的能力。

深圳优必选科技有限公司副总裁、研究院院长焦继超博士向记者介绍道：“人形机器人不是一个新系统、新概念。早在20世纪60年代，日本就研制出世界上第一款人形机器人。由于人形机器人的硬件控制技术发展时间比较长，也比较成熟，因此，在多年前人形机器人就已能够完成一系列拟人动作，能够替代人完成诸如商业化接待等简单的工作，但是整体智能化水平并不高。而近期，随着人工智能大模型技术的出现和应用，人形机器人的软件系统和算法迅速发展并逐步成熟，机器人的智能化水平大幅度提高。这主要体现在人形机器人在感知、定位、建图、导航、决策规划和运动控制方面的能力大幅度提升，这些都使得人形机器人能够承担更多复杂工作，加速了人形机器人产业的‘爆发’”。

焦继超

优必选副总裁、研究院院长

近年来，国内外多家公司推出令人耳目一新的人形机器人产品，并制定雄心勃勃的发展计划。例如，知名科技企业特斯拉于今年7月推出特斯拉二代机器人Optimus，并已经在特斯拉工厂中使用这款机器人进行作业。特斯拉CEO马斯克还在特斯拉股东大会上宣布，特斯拉未来至少要占据人形机器人10%的市场份额。美国人形机器人企业Figure也在2024年3月发布首个OpenAI大模型加持的机器人demo，在8月推出该公司第二代人形机器人Figure02，并且已经在宝马工厂“上班”。

优必选“人形机器人工业场景解决方案”首次在2024世界机器人大会展出

中国人形机器人产业的发展同样迅速而精彩，产品竞相落地，并加快迭代发展。以深圳优必选科技有限公司为例，早在2014年就开发生产了首款小型人形机器人Alpha；在2018年发布人形机器人Walker，实现该公司双足机器人行走能力的突破；在2023年推出身高达1.7米的工业版人形机器人Walker S。今年以来，优必选公司的人形机器人已经进入多家汽车制造企业“打工”实训，在制造业的典型场景下，向规模化应用突破。

据首届中国人形机器人产业大会发布的报告预测，2024年中国人形机器人市场规模将达到27.6亿元，2030年有望成长为千亿元市场。多家投行和智库机构预测，2035年人形机器人产业将达到万亿级。2023年11月，我国工业和信息化部印发《人形机器人创新发展指导意见》，提出到2025年初步建立人形机器人创新体系，整机产品达到国际先进水平，孕育开拓一批新业务、新模式、新业态，到2027年产业综合实力达到世界先进水平、成为重要的经济增长新引擎等发展目标。

人形机器人最基本的特征，是具有人类的外形特征和行动能力。以移动为例，人形机器人采用双足行走的模式，要始终保持身体平衡，因此每个关节受力情况非常复杂，对减速器负载和电机响应速度要求都很高。此外，人形机器人在行走过程中还要始终适应地面情况，需躲避障碍，包括上下台阶，这都要求机器人能通过视觉系统或雷达系统感知环境，并迅速做出决策，再通过控制系统做出动作，完成移动。从技术角度看，传感和控制等技术已经被广泛应用于工业机器人和各类自动化设备中，发展相对比较成熟。

然而，人形机器人与人或其他设备交流，分析环境信息，做出行动决策等，都更依赖软件系统和算法，尤其是大模型技术。有专家提出，如果人形机器人仅仅依靠人们编好的程序去行动，也只是人形的工业机器人，并不是人们追求的具有高智能的具能人形机器人。具能人形机器人的交互决策技术需要借助大量的深度学习和图像训练，实现对不同场景的环境精准实时地判断，制定最佳决策规划，并向运动控制模块发出实时响应。因此，软件方面的复杂性和系统性是人形机器人领域的核心难点。总的来说，从技术角度看，人形机器人本质是AI技术落地物理世界的又一个新载体，可以认为是AI技术与机器人技术的结合。

对于这个问题，焦继超博士认为，无论是机器人技术还是大模型算法，其技术的成熟与发展都需要全面布局和不断探索。以优必选公司对人形机器人的研发为例，该公司在高性能伺服驱动器技术、大模型技术、语义VSLAM技术、学习型运动控制技术、视觉感知技术、多模态交互技术等多个方面进行布局研发并取得技术成果。以全栈技术支撑，人形机器人才能具备出色的任务规划技能、灵巧操作技能、导航移动技能、人机交互技能，实现安全、稳定、可靠、实用的工业场景服务。

在全栈技术发展理念指引下，优必选对人形机器人的技术升级及应用实践，按照由浅入深、先易后难的方针进行了规划，准备分三个阶段实施人形机器人在制造业场景中的应用，具体包括：

第一阶段（2023～2024年），以新能源汽车制造场景作为人形机器人在工业场景的切入点，实现人形机器人在搬运、物料分拣等工业场景中的测试，不断完善硬件的稳定性和可靠性。

第二阶段（2025～2027年），优必选人形机器人将逐步拓展至中等难度任务，重点打造3～5个专用场景下的应用，随着大规模的落地应用，不断提升产品性能，逐渐实现规模商业化，不断降低人形机器人的成本，并横向拓展至消费电子制造业等其他行业及应用场景。

第三阶段（2028～2033年），优必选人形机器人将进一步拓展到较为复杂的任务场景，具备超过10种技能，成为多任务通用型工业人形机器人。

很多专家都认为，物流行业具有非常适合人形机器人作业的场景。焦继超博士介绍说，尽管现在物流系统智能化建设的程度越来越高，众多智能化专用设备已经应用于物流作业领域，但仍有很多细分领域和环节、特殊作业环境无法匹配合适的自动化解决方案，例如货车装卸货环节和窄巷道或狭小空间的物料搬运。在很多仓库中，相关作业（例如装卸货）是不固定时间和区域的，如果选择自动化专用设备，可能实际使用时间并不高，由此造成设备作业效率不高的问题。

更重要的原因是，很多专用自动化物流设备的应用对相关环境要求很高，造成很多仓库无法使用专用设备或改造成本高昂。在这种情况下，人形机器人凭借其类似于人类的身体结构和动作方式，以及出色的环境适应性和任务灵活性，在仓储物流行业中展现出独特的应用潜力和显著优势。它们能够胜任各种复杂的搬运、分拣和盘点任务，显著提高工作效率和准确性，同时降低人力成本和安全风险。

焦继超博士特别强调，人形机器人和专业物流自动化设备不是完全竞争和替代的关系，只是在特殊情况下，人形机器人将会是智能物流系统建设更好的方案。而且，随着技术进步和发展，人形机器人与物流智能专用设备将会有更大的协作发展空间，从而推动智能物流系统建设上升到一个新的高度。

从全球视野来看，很多大型物流公司都在接受并欢迎人形机器人时代的到来。例如，全球最大的物流服务商之一GXO Logistics, Inc.近期在人形机器人领域连续发力，迎来两大战略上的里程碑，不仅与Agility Robotics签署了多年期的部署协议，还宣布与Apptronik 开展研发合作。这些举措标志着人形机器人在物流领域的商业化应用迈出了实质性的一步，有望彻底改变仓储运营的面貌。GXO的战略布局也预示着物流业自动化和智能化的未来发展方向。随着这些尖端技术的逐步落地，物流行业有望迎来效率提升、成本降低和员工工作环境改善的全面突破。

关于人形机器人的落地应用，焦继超博士坦言，现阶段人形机器人在工业领域和物流领域的应用可能还是比较有限的，因为目前广泛应用的工业机器人（如机械臂）、专用物流自动化设备等在成本及效率方面还更具优势。不过，人形机器人是属于未来的产品，它能执行的任务是不确定的。随着人工智能技术的赋能，随着大模型技术的加持，人形机器人的发展潜力巨大，能给人们带来广阔的想象空间。当前，人工智能技术正以惊人的速度发展，由此推动的新一轮技术革命已经开始。未来已来，可能只是我们还未察觉。也许很快，人形机器人就能带给我们更多的惊喜。

编辑、排版：罗丹

本文内容源自《物流技术与应用》2024年10期(点击查看掌上电子刊)，有删改。

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