潮声丨人形机器人：越来越近的赛博梦

人体的一切都是那么美妙。

德国慕尼黑工业大学教授尤韦·哈斯（Uwe Haass）的这句感叹，道出人类百年来对“人形机器人”的偏爱和痴迷。在各式科幻小说和电影中，我们能见到它的投射：是《复仇者》中的终结者T-800，也是《钢铁侠》中的钢铁装甲。

人形机器人，正加快向我们走来的步伐。

今年3月初，工信部部长金壮龙在国新办新闻发布会上提到，将加快布局人形机器人等前沿领域。刚过去的全国两会上，全国人大代表，小米集团董事长兼CEO雷军就“高质量发展”建言献策，首次提出推动仿生人形机器人快速发展的建议。与此同时，特斯拉公司创始人马斯克公开放言：“未来，人形机器人的数量甚至比人类更多，将不止1：1。”

人形机器人，还有多久能走入我们的生活？我国的人形机器人研究，正处于什么样的发展阶段？带着这些问题，我们在浙江省内、外探访，见证这个“赛博梦”（Cyber，意为仿生、人工智能）从幻想走向现实。

“大脑”：机器之魂

“人形机器人，也可以叫‘仿生人’，指那些模仿人类外观和行为的机器人。人们创造初衷，是让它们帮助完成重复、枯燥以及危险的工作。”浙江大学机器人研究院院长助理王进向潮新闻记者解释，“某种意义上，它们是人能力的延伸。”

1927年，美国西屋公司制造了世界上第一个人形机器人“Televox”。

这是科技长河中，人形机器人跃起的第一朵浪花。

随后日本、欧盟等开启了这项研究，尤其日本一度遥遥领先，如早稻田大学研发的全球首个全尺寸人形“智能”机器人WABOT-1，本田公司能“跳舞、踢足球”等玩花活的ASIMO（阿西莫）。

因核心技术无法突破、商用价值不高同时造价又不菲，人形机器人一度陷入发展的泥沼。近年来人工智能的发展，人形机器人重新“站上C位”。强大的算法加持下，人形机器人能够自主决策、完成任务，拥有了类人的逻辑、沟通能力，还能模拟出人类的情感和情绪。

当地时间2022年3月17日，日本本田公司向媒体展示设计生产的人形机器人。图片据视觉中国。

在杭州之江实验室智能机器人研究中心，一支百人团队正以“最强大脑”和“最强本体”两大模块推进，研发全新的“人形机器人”整机。听说，这个机器人已经“出生”了，但尚未对外正式展示，它的算法表现力如何？潮新闻记者前去探访。

“高1.65米，重72公斤，去年底刚刚调试完。”一见面，之江实验室智能机器人研究中心副主任宋伟，便向潮新闻记者展示了这台白色的人形机器人。宋伟介绍，这是团队研发三年的成果，“名字还没正式取，暂时叫‘小之’。它的学习速度比人类婴儿快多了，半岁不到就能对答如流！”

我们决定试试。走近“小之”，朝它挥挥手。小之抬起手臂，清脆地打了声招呼：“你好！请问需要带您参观展厅吗？”宋伟在旁解释，因为“小之”身上有敏锐的传感器，那是机器人的感官，“刚刚，它捕捉到了你的挥手动作。因为不需要‘唤醒’，实验人员在小之身边聊天时，‘小之’还会主动加入谈话。”

“这个是什么？”第二次试探，记者打断“小之”海洋生物知识的讲解，指向展板上的鱼类图片问道。想了想后，“小之”脱口而出——“深海鱼，常常可以在大洋深处见到……”这是“小之”进阶版的技能，即使在“这个”“那个”的模糊指令下，依然能匹配出最精确答案。

“具体来说，‘小之’通过视觉及听觉等多模态情景的感知，利用目标追踪、场景理解等技术生成数据，并模拟人脑进行算法处理，最终执行任务。先感受思考、后决策执行，这和人类是相似的。”宋伟说，这样的自主决策系统，可称之为机器人的‘大脑’，也是‘机器之魂’。

听懂人、理解人，某种程度上是为更好与人交互。情感交流是研究人机交互的切入点，当机器人也会忧伤、开心、冷静时，人们距离向他倾吐心事也就不远了。

1998年起，中国科学技术大学就开始研究智能机器人，他们研发的“佳佳”机器人在情感交互体验上走在前列。近两年，研究团队将“佳佳”的核心技术升级，制造出仿生大熊猫机器人“小川”，它具备了超乎普通机器人的情感能力。

今年1月，员工“小川”到成都的大熊猫繁育研究基地正式上班。你可以看到游客和小川这样互动——游客：“你怎么还‘凶’我？”小川：“那我抱抱你”，并张开双臂；游客：“我不要你抱。”小川：“我难过了”，并用手蒙上眼睛。

中国科学技术大学机器人实验室在读博士梁聪说：“通过构建情感引擎，熊猫机器人‘小川’有了情感起伏，并且还会有记忆。在不同的情绪下，对同一个问题的反应是不同的。当你批评它后，难过的它会拒绝或消极回答下一个问题。”

经过情感训练的机器人，未来可能以“陪伴者”的角色进入家庭、养老院等，类似于宠物猫和狗一样，在人们孤独时给予情感的抚慰。还有多久能实现？“从技术上来说，大约还有5年时间。”梁聪回答。

练“肌肉”：为更快、更强

波士顿动力发布的视频里，机器人Atlas灵活地上下台阶、多轴翻转、前空翻，完成任务后还会给自己打call鼓劲，让人不禁为其流畅的运动能力、极高的协调性所惊叹。这些“逆天”动作背后，除了大脑层面的控制算法，还涉及到支撑运动的核心零部件的关键能力。

中国科学院宁波材料技术与工程研究所，另一支“百人团队”正持续多年攻坚。这个精密驱动与智能机器人团队，做的事更为精细——造出“够有爆发力、够轻”的机器人关节。

机器人Atlas，图片据波士顿动力官网。

“爆发力强，能给予跑、跳以支撑。”副所长杨桂林解释，连接机器人四肢的关节，专业名词叫“机电一体化关节”，由电机、减速器、传感器、驱动控制器等组成，在功能上相当于人类的肌肉，是人形机器人灵活运动的基础。

为什么要轻？“未来机器人进入家庭后，身体过重可能对人造成较强的冲击力，减轻重量的意义在于能够更好地与人交互、共融，减少风险的发生。”杨桂林说。

其中，“关节电机”是驱动手臂运动、腿走动的能量之源。锚定“关节电机”8年，杨桂林团队做出产品，不但轻巧，且爆发力强。一项对比数据显示，在电机“功率密度”“过载能力”等性能指标上，已高过德国某知名品牌，达到国际一流水平。

杨桂林（右一）和学生在实验室研究协作机器人人机交互问题。图片由中科院宁波材料所提供。

为机器人瘦身，也是宋伟考虑的问题。“体重72公斤，‘小之’还需要减减肥。”宋伟笑着告诉潮新闻记者，“去年年底，我们运用3D金属打印技术，在机器人局部‘骨骼’强度不变下，腿部重量减轻了30%。”宋伟了解到，Atlas也采用了这样的技术。

对人形机器人来说，让双足如何行走，是行业公认的一大难关。实现“够轻”“够有力”，最终目的就是为了走得更快。

经过团队不断调试、验证，如今“小之”在现实环境中最快行走速度达“6公里/小时”，相当于成人走路的速度。今年，之江实验室团队将继续突破这一速度，实现从“走”到“跑”的跨越。

潮新闻记者采访下来发现，浙江省的人形机器人研究集中度不高，主要在科研院校、研发平台，且在一定的技术领域有其优势，像“整机”型的机器人在之江实验室、浙江大学等已经能见到，比如“晓乐”机器人可以弹奏钢琴曲，“悟”“空”机器人会打乒乓球。

北京理工大学智能机器人研究所所长余张国告诉潮新闻记者，从全国来看，得益于国家相关科技计划的支持，北京理工大学、国防科技大学、哈尔滨工业大学、清华大学、中科院自动化研究所等高校、研究所围绕人形机器人开展了大量研究，成果不俗。“我国人形机器人的行走、奔跑、跳跃等运动能力接近国际最领先水平。优必选的Walker X、小米的CyberOne等产品代表了当前中国企业人形机器人产业化水平。”余张国说。

之江实验室“晓乐”机器人。

不过，“做人”难，这是业内共识。机器人被誉为制造业皇冠顶端的明珠，其需翻越的高山足以想象。它横跨多门学科，是高度复杂、刚柔耦合的动力学系统。没有科研能力、没有战略定力，一般人不敢轻易涉足。“既然这么难，为什么还要去做？”潮新闻记者将这个问题提给之江实验室。

宋伟说，向难处行，是为了以此为牵引，加快发展、实现突破，从而带动相关产业的发展。之江实验室采取“沿途下蛋，择机开花”的研发策略，人形机器人所涉及的本体硬件设计、一体化关节、运动控制技术，成熟一项，就向其他领域转移一项。

“我们的弹琴机器人‘晓乐’，已经优化到第三代，其机械臂的定位精度误差控制在0.03毫米左右，往长远看，就可以转化到养老助残服务领域。还有一体化关节技术，完全适用于工业机器人。”宋伟说，“开春以来，已对接三四家相关企业的需求，希望尽早赋能产业。”

人形机器人，必须像人？

“人形机器人”，顾名思义，理应拥有类人的大脑、有手有脚，甚至身高大小也相当。科学家设计成“人形”的考虑，是为了有朝一日，机器人可以使用一切人类使用的物品，并适应目前人类的环境——比如设计成双足而非滚轮式，就基于双足较强的通行能力，轻松上下楼梯，跨越障碍。

但随着研究的深入，科学家们发现，未来实际应用的人形机器人长什么模样，未必有标准答案。就这个问题，中国科学技术大学及浙江大学的专家们谈了谈他们的看法。

“进入家庭的机器人，需兼顾功能性和安全性。”中国科学技术大学机器人实验室主任、教授陈小平认为，“中国科大团队早就研制出‘佳佳’‘可佳’机器人，从功能角度来说，可以适用于各类场景。但在投入市场之前，需充分考虑其安全性问题，比如在家务劳动中，会不会存在机器人被碰倒，又砸到周边人的风险。”

这样的风险，曾发生在实验室中。中国科大实验室软机器人组博士研究生姜皓举了个例子，团队在对机器人测试实验时，刚性的手臂无缘故地发生意外，“啪”一声打到实验人员的下巴。“那一下，还是挺疼的，万幸没有受伤。”姜皓说，这样的意外值得被重视，如果是软体手臂，输出的力量要比刚性的小很多。

早从2010年起，团队转而研发一款更灵活、更安全的柔性手臂。这款手臂更像“象鼻子”，拥有无限的自由度，且造价成本低。现在，走进中国科学技术大学附属第一医院康复科，你会发现这款机器人正在为患者喂饭、擦身。

情感交互、场景理解、任务规划、运动规划……中国科大的机器人团队正分组攻坚关键技术。“最终多模块技术成熟后，再进行集成。至于未来的机器人，是双足还是多足，是不是一定像人，会根据不同的应用场景而定。”陈小平说。

浙江大学机器人研究院院长助理王进认同这一观点，“人形机器人功能越多、自主性越高，带来的技术挑战将会更大，安全性可能随之降低。”

但也需要看到的是，人们更容易接受人类外表的机器人，当它们像人一样走路、说话、微笑，是‘自由个体’而非单纯‘机器’，会给人带来安全感、亲切感，让人与之更自然地互动。“所以，如果机器人的人形外貌能在安全性和实用性之间取得平衡，将是最佳结果。”王进说。

人工智能时代，机器人会走向何方？

ChatGPT凭实力出圈，也让人们展开对“人形机器人新拐点”的讨论。王进认为，借助ChatGPT等人工智能实现自主语音交互，可能是人形机器人最先取得突破性进展的点，“通过数据、算力大规模训练，机器人就可以直接与人类进行实时音视频交流，实现智能化、人性化的沟通和服务。”

也有专家表示，与ChatGPT身处虚拟世界不同，我们身处的世界，是动态的、充满变化的复杂世界。这是机器人不得不去面对的问题，“比如随时随地出现的突发情况，机器人如何精准识别感知、自主化思考，进而与现实世界交互，只有做到这些，才能和人类一起适应这个世界。”

抢滩：“做人”时机到了吗？

风起时，皱痕再微小，湖水亦能感知。

杭州市临安区新剑机电传动董事长单新平，属于最早感知风向的人之一。他的产品，应用到了特斯拉“擎天柱”机器人身上。

好学、敏锐的浙江民营企业家特质，在单新平身上展露无疑，并影响着他在15年前做出的投资决定。靠着一趟趟飞到日本、美国蹭传动学术会议，单新平从信息海洋中打捞起这款产品“行星滚柱丝杠”——略带科幻味道的名字，最小一只手就可以握住，未来可适用于新能源汽车、人机协作与服务机器人。

单新平向潮新闻记者展示的产品——行星滚柱丝杠。

未来有多远？不知道。单新平想：“这既符合企业超精密生产的定位，看上去又足够科幻、前沿。为什么不试试？”他决定赌一把，“每年研发投入占比达13%，持续在日本、美国、德国布局销售团队。”

后来，特斯拉通过中间人找到单新平。2022年，特斯拉发布的“擎天柱”机器人身上，就有了他公司生产的零部件，大、中、小规格共14个。

据专业人士测算，人形机器人的核心零部件占整机成本70%左右，一旦量产的话，将打开上下游达亿万级市场。

“这样的产业在浙江基础深厚，比如相当于人类眼睛的视觉传感器，海康威视、浙江大华等公司接近世界先进水平；在自然语言处理和应答方面，阿里巴巴、杭州一知智能等企业已有多年累积的基础；在核心零部件上，像中科院宁波材料所的伺服电机、双环传动的精密减速器，均是行业内的佼佼者。”王进介绍说。

在省科技厅高新技术处有关负责人看来，浙江正全力构建“315”科技创新体系，提及打造“互联网+”、生命健康、新材料三大科创高地，“包含智能计算与人工智能、智能控制与先进技术等领域的布局，会为人形机器人产业发展提供坚实支撑。”

在中国，人形机器人何时会进入人们的生活？专家预测，大约10到20年时间。当下，我国的人形机器人还处于技术展示阶段，距离国外的商用阶段还有一段距离。接下来，在技术上要解决仿人技能迁移学习、行为智慧决策、多传感融合力位自主柔顺等核心问题，这需要依赖新材料、计算机、人工智能、生命医学等前沿学科的进一步交叉融合。