北京亦莊—— 讓人形機器人產(chǎn)業(yè)“跑起來”

安徽合肥，蔚來汽車第二先進制造基地總裝車間，一臺身高1.7米的機器人邁著小碎步走向生產(chǎn)線。受過培訓的它，有條不紊地完成了車門鎖質(zhì)檢、后車燈蓋板質(zhì)檢、安全帶檢測等工作，最后以輕柔的動作為汽車貼上了車標。

這，是全球首例人形機器人在汽車工廠流水線與人類協(xié)作完成汽車裝配及質(zhì)量檢查作業(yè)。在重復性勞動極為繁重的汽車生產(chǎn)線，機器人正在帶來全新的可能。

距合肥1000公里之外的北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)（北京亦莊），是這臺機器人——優(yōu)必選WalkerS的“家”。從今年4月起，優(yōu)必選人形機器人總部已經(jīng)落戶亦莊。

今年，亦莊的人形機器人產(chǎn)業(yè)多次引起外界關(guān)注。今年4月，北京具身智能機器人創(chuàng)新中心發(fā)布“天工”，因為它以跟人一樣高的身體“跑”上了舞臺，而引起廣泛關(guān)注。

如今的亦莊，已經(jīng)成為人形機器人產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新高地，產(chǎn)業(yè)規(guī)模占北京市一半以上。近日，本報記者走進亦莊，探訪方興未艾的機器人產(chǎn)業(yè)。

有望成為“顛覆性產(chǎn)品”

人形機器人發(fā)端很早，此前在科幻小說、電影中更是常見。但在現(xiàn)實世界中，它是最近幾年伴隨著人工智能等新技術(shù)的發(fā)展才開始嶄露頭角的。

2023年10月，工業(yè)和信息化部在《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》中，對人形機器人的發(fā)展給出很高的預期——“人形機器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進技術(shù)，有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品，將深刻變革人類生產(chǎn)生活方式，重塑全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局?！?/p>

在全國各地，人形機器人產(chǎn)業(yè)在多個城市呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢，亦莊人形機器人產(chǎn)業(yè)正是其中的代表。

在北京具身智能機器人創(chuàng)新中心，一進門就是諸多新技術(shù)的展示。

一只靈巧手，擺在桌面上，靈活地做出抓、握、伸手指等動作，在它旁邊的電腦上，實時顯示著傳感器上傳的數(shù)據(jù)；一個酷酷的機器人，在跑步機上，工作人員一聲令下，它緩緩奔跑起來；一個具備交互能力的機器人，正在根據(jù)工作人員的指令，把一只網(wǎng)球拿起來、放下去……

工作人員指著眼前的機器人說：“未來有一天，你對居家機器人說，‘我口渴了’。它會分析你這句話，然后自己走到冰箱，拿出一罐你最喜歡的可樂，走回來遞給你?！?/p>

這一天并不遙遠。工作人員對著眼前與一名普通女性差不多高的機器人說，“你好，把蘋果拿給我”。機器人回了句“好的”，便伸手從桌子上拿起了蘋果，然后伸手遞到了工作人員手中。

這個機器人，今年4月27日剛剛發(fā)布，名叫“天工”，是北京具身智能機器人創(chuàng)新中心發(fā)布自主研發(fā)的通用人形機器人母平臺。發(fā)布時，“天工”已經(jīng)實現(xiàn)了全球首例純電驅(qū)全尺寸人形機器人的擬人奔跑。

“這些定語，每一處都體現(xiàn)了我們團隊的技術(shù)實力?！北本┚呱碇悄軝C器人創(chuàng)新中心副總經(jīng)理李春枝告訴記者。純電驅(qū)，有別于液壓驅(qū)動，在全球范圍內(nèi)，純電驅(qū)的擬人奔跑機器人，這是第一個；全尺寸，有別于小尺寸，實現(xiàn)了跟人一樣高的全身運動控制，對于機器人難度更大。

上斜坡、爬樓梯、過障礙……身高1.63米、體重達56公斤的“天工”，做起來游刃有余。它具有42個自由度，配備了多個視覺感知傳感器，配備每秒550萬億次操作算力，并配備高精度的慣性測量單元（IMU）和3D視覺傳感器。目前，“天工”已擁有視覺識別、語音交互、無序抓取等多個高級別具身智能能力。

事實上，創(chuàng)新中心是2023年11月才成立的，由優(yōu)必選、京城機電、亦莊機器人等人形機器人行業(yè)領軍企業(yè)單位聯(lián)合組建。創(chuàng)新中心聚焦具身智能機器人關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)和生態(tài)建設，圍繞通用機器人母平臺“天工”和多任務智能體母平臺“開物”兩大核心任務開展攻堅，并致力于成為具身智能領域的行業(yè)資源組織者、產(chǎn)業(yè)發(fā)展培育者、落地應用推動者，打造具有全球影響力的具身智能創(chuàng)新策源地和應用示范高地。

盡管成立時間短，創(chuàng)新中心已經(jīng)匯聚了全球具身智能機器人產(chǎn)業(yè)頂尖的科學家和工程師，研發(fā)人員占比70%以上。李春枝介紹，所有人才都是從市場上招聘的業(yè)內(nèi)頂尖人才，4位技術(shù)部門負責人中，有3位是從海外知名高?；貒牟┦?，在相關(guān)領域擁有豐富經(jīng)驗。

向關(guān)鍵技術(shù)進軍

優(yōu)必選科技北京公司展廳中，陳列著大大小小的人形機器人。從2012年的小型人形機器人Alpha，到2016年的Walker原型機，到2018年實現(xiàn)了運動與交互的Walker第一代，到2019年實現(xiàn)了感知與智能的Walker第二代，到2021年凸顯安全與認知的WalkerX，再到2023年可以適用工業(yè)場景的WalkerS。

一代代產(chǎn)品，見證著優(yōu)必選人形機器人前進的步伐。原型機，只有1.2米高、20公斤重，行走速度每小時1公里，經(jīng)過多代升級后，到WalkerS，已經(jīng)做到1.7米高、65公斤重，行走速度可定制。

“我們是全球極少數(shù)具備人形機器人全棧式技術(shù)能力的公司?！眱?yōu)必選科技副總裁、研究院執(zhí)行院長焦繼超告訴記者。截至2023年底，優(yōu)必選全棧式技術(shù)擁有2100余項機器人及人工智能相關(guān)專利，其中400多項為海外專利，發(fā)明專利占比超50%，人形機器人有效專利數(shù)量全球第一。

“人形機器人在快速發(fā)展階段，從0到1是很快的，但它從實驗室模型到工廠應用這一步必須走好。工廠需要的是成熟、穩(wěn)定的產(chǎn)品，而非實驗室級別的原型機?！苯估^超認為，在現(xiàn)實世界的考驗中，人形機器人會面對很多之前未曾設想的問題。比如，在實驗室里基本是恒溫，但在南方夏天的工廠中，因為要運行大量深度學習的模型，機器人會面對嚴峻的散熱問題；再如，實驗室中光照條件比較均勻，但在現(xiàn)實世界中，光線條件的劇烈變化對定位導航、感知等影響很大，這些都對人形機器人提出了很大的挑戰(zhàn)。

問題，還是要在現(xiàn)實中解決。焦繼超說，越來越多的現(xiàn)實場景“培訓”，提供了越來越多的數(shù)據(jù)去迭代人工智能大模型，只有人形機器人越來越穩(wěn)定、可靠，未來才有可能脫離人的參與，獨立自主完成工作。

“你看它跑步的體態(tài)，是不是很柔美？”創(chuàng)新中心工作人員介紹，最初打造“天工”時，選用了一位女性作為學習樣本。值得一提的是，大部分時間，人形機器人是在虛擬物理仿真引擎中自主學習的，一臺人形機器人在虛擬空間訓練10個小時相當于在現(xiàn)實物理空間訓練100天。

對于人類而言輕而易舉的任務，對機器人來說卻是巨大的考驗。

創(chuàng)新中心工作人員介紹，人形機器人可以簡單分為三部分。第一部分是本體，可以類比為人的肢體，用上千個零部件完成對人類身體的模仿；第二部分是運動控制，可以與人類的小腦類比，旨在讓機器人完成跟人類相似的動作；第三部分是具身智能，意思是讓機器人像人類一樣擁有聰明的大腦?！爸挥羞@三個條件同時具備，人形機器人才能像人類一樣去面對各項需求、完成各類任務。”

基于此，創(chuàng)新中心設定了本體原型（肢體）、運控系統(tǒng)（小腦）、具身智能大模型（大腦）、開源工具鏈及OS操作系統(tǒng)等五大研發(fā)板塊，可以隨時擴展軟、硬件等功能模塊，滿足不同應用場景下的需求。

這也符合有關(guān)部門對人形機器人的發(fā)展預期。工信部的指導意見提出，到2025年，人形機器人創(chuàng)新體系初步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破，確保核心部組件安全有效供給。

上下游產(chǎn)業(yè)鏈條做好“硬支撐”

人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要面對很多挑戰(zhàn)，這是采訪中，從政府到企業(yè)表達的共識。

盡管已經(jīng)有100多家產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)，但這個數(shù)量對亦莊來說遠遠不夠。無論從產(chǎn)業(yè)體系建設還是軟硬件結(jié)合層面，都還需要大量企業(yè)參與進來。比如，人形機器人需要的一些非標準件的加工，過去要依賴外地企業(yè)，今年亦莊引進了螞蟻工廠等精加工制造企業(yè)入駐，希望幫助人形機器人公司迅速打樣、成型，縮短研發(fā)時間。

企業(yè)要發(fā)展，離不開良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。在智能制造領域，更需要上下游產(chǎn)業(yè)鏈條的“硬支撐”。

智同科技，就是其中很重要的一家核心零部件企業(yè)。

智同科技首席科學家張躍明告訴記者，工業(yè)機器人運動的核心部件就是由減速機構(gòu)成，并且每個關(guān)節(jié)需要用不同型號的減速機。對新興的人形機器人產(chǎn)業(yè)來說，每個關(guān)節(jié)處，都需要減速機。關(guān)節(jié)數(shù)量，一定程度上也體現(xiàn)著人形機器人的發(fā)展水平。

比如，張躍明分析，過去為工業(yè)機器人做減速機，只需要做好正向驅(qū)動就夠了，但人形機器人需要的是既要正向驅(qū)動靈活，也要反向驅(qū)動靈活。但與此同時，工業(yè)機器人對精度要求非常高，人形機器人是否需要如此高的精度，現(xiàn)在還不確定。

再比如，對工業(yè)機器人來說，減速機運行過程中可能達到五六十度的高溫，但在人形機器人身上，因為日常與人接觸比較多，減速機不能到這么高溫。

張躍明告訴記者，智同科技從2019年就開始研究用于人形機器人的減速機，但人形機器人產(chǎn)業(yè)也正處于探索階段，整機企業(yè)的很多要求也都是試探性提出的，需要大家一起嘗試。

對于智同科技來說，這種困難并不陌生。這家成立于2015年的企業(yè)，僅僅用了9年時間，就已經(jīng)成為機器人精密傳動領域的領軍企業(yè)。智同科技成立之初，面對的就是RV減速機這個工業(yè)機器人核心部件的研發(fā)問題。過去，中國在這一領域長期受制于人。

作為國內(nèi)機器人減速機領域的知名專家，張躍明還有另一個身份是北京工業(yè)大學機械與能源工程學部教授。在多年努力之下，他帶領團隊突破了RV減速機核心技術(shù)，并迅速將這些成果應用到了生產(chǎn)一線。如今，智同科技已具備年產(chǎn)20萬臺減速機的生產(chǎn)能力，曾經(jīng)的技術(shù)難題徹底得到了解決。

展望人形機器人未來，張躍明認為，現(xiàn)在為人形機器人做的零部件還都是定制的單件，他期待著未來人形機器人成規(guī)模化之后，逐漸可以有統(tǒng)一的標準?！叭诵螜C器人由于自身的特殊性，提出了很多新問題，我們期待和整機企業(yè)一起去努力解決。”

瞄準各行各業(yè)的具體需求

人形機器人背后的市場十分廣闊。隨著“人工智能+大模型”技術(shù)近期呈現(xiàn)爆發(fā)式的飛躍，全球正迎來人形機器人與通用人工智能融合發(fā)展的熱潮。

進入商業(yè)化應用階段，人形機器人的優(yōu)勢顯而易見。比如在汽車生產(chǎn)線上，工業(yè)機械臂、焊接涂裝機器人等工業(yè)機器人已不稀奇，但與人形機器人相比，這些傳統(tǒng)工業(yè)機器人智能化程度較低，只能執(zhí)行固定流程的任務，難以有效完成柔性裝配等復雜場景的工作。

焦繼超舉了個例子，汽車總裝線上很常見的搬運，其實依然消耗著大量的人力，“很多家汽車生產(chǎn)商都問過我們，人形機器人能否在這方面發(fā)力，協(xié)助大量類似這樣高重復性的工作”。

事實上，在工業(yè)領域，人形機器人可以做的事情很多，尤其是執(zhí)行高重復性、高風險、高復雜性任務，比如搬箱子、質(zhì)量檢查、化學品操作、螺絲擰緊、零件安裝等。

2024年年初，優(yōu)必選工業(yè)版人形機器人WalkerS進入蔚來第二先進制造基地總裝車間進行實地“培訓”。隨后，東風柳汽、一汽大眾青島公司、吉利汽車等企業(yè)也與優(yōu)必選達成合作，共同探索人形機器人在工業(yè)場景的深度應用，打造智能化和柔性化的生產(chǎn)線及汽車超級工廠。

焦繼超介紹，今年以來，優(yōu)必選研發(fā)團隊已經(jīng)調(diào)研了十多家汽車和3C等智能制造企業(yè)的需求，就人形機器人在汽車制造產(chǎn)線的應用進行了深入交流與溝通，主要針對汽車配件搬運、分揀、上線、組裝、測試等應用環(huán)節(jié)進行了可行性討論。

各行各業(yè)遇到的問題，是人形機器人研發(fā)的重要方向。

李春枝認為，從根本上來說，還是要以應用為驅(qū)動，為人形機器人找到落地的場景，科研機構(gòu)及機器人相關(guān)企業(yè)可以基于“天工”母平臺的軟硬件功能，根據(jù)市場需要進行二次開發(fā)，應用于智能制造、危險作業(yè)、特種工作、商業(yè)服務、家庭陪護等場景。

李春枝介紹，“天工”正在嘗試的方向之一是巡檢。一個例子是，在與南方電網(wǎng)的合作中，他們發(fā)現(xiàn)，夏天的高壓變電站檢測工作非常辛苦，工人需要在高溫天氣穿著絕緣服開展高危作業(yè)，而這恰恰是人形機器人可以有效替代的危險工作。

從“天工”出發(fā)，人形機器人具備無限的可能性。李春枝介紹，如今的創(chuàng)新中心，已在與清華大學人工智能研究院智能機器人中心合作靈巧手聯(lián)合實驗室，與北京大學情感與認知智能機器人實驗室合作研究情感智能機器人，與河北工業(yè)大學郭士杰教授團隊合作研究電子皮膚、電子肌肉等。從這些合作出發(fā)，未來或許可以開發(fā)出能“察言觀色”的機器人、養(yǎng)老照護機器人等多種全新形態(tài)的人形機器人。

以組合機制支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展

“一個產(chǎn)業(yè)、一套規(guī)劃、一個產(chǎn)業(yè)局、一家平臺公司、一個園區(qū)、一只基金”，在亦莊，這是不少重點產(chǎn)業(yè)發(fā)展的配置方式。圍繞人形機器人，這樣的組合機制已經(jīng)完成。

其中，產(chǎn)業(yè)局是重要手段，引導、支持著現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設。圍繞重點產(chǎn)業(yè)成立專門的局——“專項、專班、專人、專責”，是亦莊的一種探索。

到目前為止，亦莊已經(jīng)針對主導產(chǎn)業(yè)或其重點細分領域，組建信息技術(shù)、生物技術(shù)和大健康、機器人和智能制造、高端汽車和新能源等4個產(chǎn)業(yè)局，負責所覆蓋領域的專業(yè)化招商及管理服務。

人形機器人產(chǎn)業(yè)，正是產(chǎn)業(yè)局推進的產(chǎn)業(yè)之一。亦莊機器人和智能制造產(chǎn)業(yè)局相關(guān)工作人員告訴記者，從2022年起，亦莊就開始布局人形機器人產(chǎn)業(yè)。

“我們將產(chǎn)業(yè)職能集中在一起，從產(chǎn)業(yè)規(guī)劃到招商引資，從企業(yè)落地到企業(yè)服務，以及后續(xù)一系列的問題，‘一站式’‘管家式’地解決?！惫ぷ魅藛T告訴記者，通過產(chǎn)業(yè)局的運行，實現(xiàn)了集中統(tǒng)籌資源，提高工作效率。

在采訪中，不少企業(yè)認為，亦莊為企業(yè)提供了許多實實在在的幫助，除了政策、場地、人才引進等方面的支持外，還為企業(yè)提供了一些算力，以訓練自有的大模型，實現(xiàn)快速迭代。

正是在這樣重點推進之下，短短時間內(nèi)，亦莊迅速聚攏了100多家與人形機器人產(chǎn)業(yè)有關(guān)的企業(yè)。

2023年，《北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)機器人產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展三年行動計劃（2023—2025年）》出臺。其中明確提出一系列目標，包括到2025年，經(jīng)開區(qū)機器人研發(fā)投入，年復合增長率達50%以上，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力顯著提升；培育引進一批國內(nèi)外領軍企業(yè)、產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈重點企業(yè)；搭建50個機器人應用場景示范項目，成為機器人新品、應用示范、產(chǎn)業(yè)基礎提升等工程建設主力軍；規(guī)上工業(yè)企業(yè)機器人密度達到365臺/萬人，產(chǎn)值規(guī)模達到100億元，形成要素集聚、創(chuàng)新活躍的機器人產(chǎn)業(yè)綜合集聚區(qū)等。

占地25萬平方米的中關(guān)村（亦莊）國際機器人產(chǎn)業(yè)園已經(jīng)投入使用，優(yōu)必選科技、北京具身智能機器人創(chuàng)新中心等均已入駐。至今，每天依然有裝修的拉貨車進進出出，工人們正在加班加點裝修其中幾棟樓。很短時間內(nèi)，一家家企業(yè)將這里填充起來。

如今，亦莊還在園區(qū)里籌劃一個機器人大世界未來體驗館。有關(guān)負責人告訴記者，這個面向大眾的展示空間，將提供“產(chǎn)品+場景”展示空間、創(chuàng)新技術(shù)協(xié)同攻關(guān)平臺、科技成果轉(zhuǎn)化促進平臺和科普教育體驗空間。通過科技化場景、互動式體驗、啟發(fā)式教育，實踐化活動，讓觀眾領略機器人的奇妙世界。

來源丨人民日報海外版