人形機器人，未來將如何突破？
2024-6-4 來源：- 作者：-
圖片說明：進行現場展示的人形機器人Kuavo。冷舒眉攝
5月30日，2024第十四屆中國國際機器人高峰論壇暨第十屆恰佩克頒獎儀式（以下簡稱“論壇”）在安徽蕪湖開幕。在本屆論壇的展覽區，各式各樣的機器人上演“十八般武藝”，吸引著參觀者的目光。其中人形機器人是其中最受關注的類型之一。為什么要研制人形機器人？研制人形機器人面臨哪些技術挑戰？未來將有哪些新的發展趨勢呢？《環球時報》記者在論壇現場尋找答案。
多款人形機器人備受矚目
在論壇展覽區一眾令人眼花繚亂的機器人產品中，最引人注目的當屬兩款人形機器人——H1和Kuavo。Kuavo是典型的黑白配色機器人。開幕當天一到論壇現場，《環球時報》記者就被正在悠閑地打太極的Kuavo吸引住了。抬手、下蹲、落手、抱圓，Kuavo沉穩如老師傅，帶領本報記者與參觀者們一起進入太極秘境。而一身黑的H1則更加年輕和炫酷，它奔跑、跳躍，甚至跳起了科目三，是調動會場氣氛的小能手。
為何要研制人形機器人？據哈爾濱工業大學機器人所所長趙杰的介紹，人形機器人的發展目標是“把我們現在傳統的某種機器人只能完成一些簡單的作業，向能像人一樣做一些技能型作業、靈巧作業、類人靈巧作業方面發展”。
專家認為，人形機器人是具身智能（一種人工智能的發展方向，是指智能系統或機器能夠通過感知和與環境進行實時互動，從而在真實的物理環境下執行各種任務——編者注）最好的體現。同時人形機器人也是仿生機器人、腿足機器人發展的一個階段。但未來機器人是不是一定要像人？專家認為是不一定的。機器人開發的最終目的是輔助人類，還是要從功能出發，讓機器人在形態上能更加通用，更適應不同的場景。
“人形機器人的關鍵不是人形”
人形機器人發展面臨哪些技術挑戰？多位專家從不同角度給出了自己的答案。北郵人機交互與認知工程實驗室主任劉偉接受《環球時報》記者采訪時表示，人形機器人面臨三大關鍵技術及挑戰：伺服控制、人工智能、運動控制。基于上面這三大問題，進一步可分解為人形機器人研究和開發面臨的6個主要挑戰：動力和能源管理、機械設計和運動控制、感知與感知處理、智能決策與規劃、人機交互與安全性、成本和可用性。
論壇上，專家普遍認為，要實現人形機器人在復雜場景下的應用，還要看AI大模型的發展進展。宇樹科技聯合創始人陳立認為，“洗衣、做飯、疊被子這些任務之間其實沒什么關聯性，每個任務里面又有很多不同的步驟，步驟之間又有前后順序。人形機器人能不能勝任這些任務，主要還是看現有的大模型能不能處理得過來”。
近幾年大模型的迅速發展，確實成就了人形機器人產業快速推進的浪潮，也成了人形機器人下一步長遠發展的關鍵。“現在大模型具身智能技術飛速發展。過去的機器人，在復雜度不高的情況下，它的多模態感知對算力要求沒有那么高。考慮到現在中美的關系，中國需要一段時間進行高端算力芯片方面的追趕，高端的AI算力，包括端側算力的門檻依然是我們不可逾越的一個難點。”科大訊飛人形機器人首席科學家季超5月30日在論壇上表示。
除了大模型之外，人形機器人的硬件軟件也是需要考慮的關鍵。趙杰表示，目前國內人形機器人的芯片依然在一定程度依賴國外生產商。“這樣下去，人形機器人本體是中國產的，但它的大腦是外國的，我們又處在一個人形機器人產業鏈的低端，高端又被別人占領，我們在機器人大腦方面要下大力氣，這也是需要加大投入的地方。”
同時趙杰強調，未來復雜場景的應用對人形機器人的零部件，尤其是機器人的手也提出了更高要求。而目前許多人形機器人的手離真正能夠在復雜家庭場景中應用還差很多。
俄羅斯工程院院士孫立寧認為，未來機器人還應該有像手機、電腦一樣的操作系統，這個操作系統能夠把人的技能植入到機器人當中，從而可以情感交互。
但陳立認為，具身智能目前還只能說是一個遙不可及的夢想。“要實現具身智能首先要突破對任務的理解和認知。但現在國內外開發者，包括OpenAI在做的事情，都還是基于大模型底座的一些數據融合和計算。它底層的邏輯還是用一些通用的計算公式來把模型給計算出來。但人的思維方式并不是簡單的計算。人會有情感，還會有自我意識、自我認知、自我價值、自我否定等。要真正實現科幻片當中那樣讓機器人像人一樣感知，甚至有自己的想法和意識，目前來看難度還是非常大。”
“交叉學科是機器人未來發展的生命力來源”
劉偉認為，人形機器人可以被視為一個典型的人-機-環境生態系統，包括人形機器人、人類用戶和周圍的環境。人形機器人作為機器人智能化技術的體現，通過傳感器、處理器和執行器等技術來感知、處理和響應環境的變化。它可以與人類用戶進行交互，通過語音識別、圖像識別、姿勢識別等技術進行溝通和理解人類的意圖。人形機器人還可以與環境互動，通過移動、抓取和操作等方式來完成任務。人形機器人和人類用戶的交互是人-機-環境生態系統的重要組成部分。通過與人形機器人的交互，人類用戶可以向其傳達指令、提供信息，并從中獲取服務和反饋。
人形機器人可以根據人類用戶的需求和意圖來做出相應的行為，提供相關的服務和支持。周圍的環境也影響著人形機器人的行為和性能。環境中的物體、場景和其他人類用戶的存在都會對人形機器人的感知和決策產生影響。同時，人形機器人也可以通過與環境互動來獲取信息和執行任務。因此，人形機器人可以被視為一個人-機-環境生態系統，其中機器人、人類用戶和環境之間相互作用，共同構成一個復雜且動態的生態系統。
孫立寧認為，未來機器人行業的發展潛力在交叉學科。在機器人發展智能化的同時，跟微納米技術的結合，產生了微納機器人的概念。仿生、柔性、醫療、微納和生命科學結合又產生了微納機器人這樣新的研究方向。所以學科交叉一定是機器人未來發展的生命力來源。
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