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文 | 開山
人形機器人憑借其類人的感知交互能力、肢體結(jié)構(gòu)和運動方式，能夠快速融入為人類設(shè)計的各種環(huán)境，可以在簡單重復(fù)勞動和危險場景中替代人類，在復(fù)雜技能場景中輔助人類，在商業(yè)和家庭場景中服務(wù)人類。未來人形機器人的廣泛應(yīng)用將深刻改變社會形態(tài)和人們的生產(chǎn)生活方式，有望成為繼個人電腦、智能手機、新能源汽車后的新終端，形成新的萬億級市場。繼《一文讀懂具身智能最佳載體——人形機器人（一）》介紹人形機器人的發(fā)展歷程、進展和關(guān)鍵技術(shù)之后，本文介紹人形機器人市場規(guī)模、應(yīng)用場景和主流產(chǎn)品。
2025：人形機器人產(chǎn)業(yè)的“量產(chǎn)元年”
人形機器人處于發(fā)展初期。從功能上看，人形機器人可分為5個能力等級。
第一級Lv1基礎(chǔ)能力實現(xiàn)，指具備穩(wěn)定的走、跑、跳功能和初步的交互能力；
第二級Lv2初級智能實現(xiàn)，可實現(xiàn)特定場景下的特定功能，泛化能力較弱；
第三級Lv3場景智能實現(xiàn)，特定場景下能夠完成大部分非結(jié)構(gòu)化任務(wù)，具備一定泛化能力；
第四級Lv4是多場景適配，能夠在多個場景完成大部分非結(jié)構(gòu)化任務(wù)，不少于3個場景；
第五級Lv5是全面智能實現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)真正的具身智能，通過簡單學(xué)習(xí)即可完成各類任務(wù)。
目前全球絕大多數(shù)全能型人形機器人產(chǎn)品處于Lv1級，少部分頭部企業(yè)最新產(chǎn)品正在逐步向Lv2級探索，并從工業(yè)制造領(lǐng)域的to B端向服務(wù)領(lǐng)域的to C端拓展。比如2024年10月特斯拉Optimus機器人演示做飯、調(diào)酒、跳舞等服務(wù)功能，展現(xiàn)出更高水平的交互能力和更流暢的運動能力。
2025年被視為人形機器人產(chǎn)業(yè)的“量產(chǎn)元年”，處于從技術(shù)突破到量產(chǎn)落地的關(guān)鍵階段。2024年在生成式人工智能熱潮的推動下，人型機器人商業(yè)化取得一系列突破性進展。隨著伺服電機、諧波傳動和傳感器等關(guān)鍵技術(shù)的進步，人型機器人的開發(fā)成本明顯降低。同時，設(shè)備內(nèi)人工智能計算的改進讓運動控制、導(dǎo)航和計算機視覺方面的人工智能軟件得以集成。由于對計算密集型設(shè)備內(nèi)人工智能的高需求，人型機器人在未來機器人自動化領(lǐng)域充滿潛力。
多因素驅(qū)動人形機器人市場擁有廣闊前景
人形機器人產(chǎn)業(yè)未來市場前景十分廣闊。據(jù)Omdia最新研究報告《2021-2030年機器人硬件市場預(yù)測》稱，預(yù)計到2027年，全球人型機器人出貨量將超過10,000臺，到2030年將達到38,000臺。意味著2024-2030年的復(fù)合年增長率將達到83%。高盛預(yù)測，到2035年，全球人形機器人市場規(guī)模將達到380億美元，出貨量達140萬臺。中國市場預(yù)計在2030年成長為千億元市場，占全球份額的30%以上，年均增速超過50%。摩根士丹利在最新發(fā)布的《人形機器人100：繪制人形機器人價值鏈圖譜》中提到，人形機器人將成為未來十年科技投資的最大主題之一，預(yù)計到2050年，中國的人形機器人市場規(guī)模將達到6萬億元，人形機器人總量達到5900萬臺。行業(yè)規(guī)模增長背后的驅(qū)動因素主要包括：
1. 勞動力短缺與老齡化：人形機器人的核心需求是代替或輔助人類完成各種任務(wù)，中國60歲以上人口占比超18.7%，日本、歐洲老齡化率持續(xù)攀升，推動護理、醫(yī)療機器人需求；
2. 工業(yè)自動化升級：制造業(yè)對柔性生產(chǎn)需求激增，特斯拉Optimus已進入工廠測試，優(yōu)必選Walker S1在比亞迪產(chǎn)線實現(xiàn)質(zhì)檢效率翻倍；
3. 技術(shù)成本下降：宇樹G1售價9.9萬元，硬件自研率超80%，國產(chǎn)供應(yīng)鏈成熟推動成本下降；
4. 政策及資金支持：中共中央、國務(wù)院發(fā)布關(guān)于深化養(yǎng)老服務(wù)改革發(fā)展的意見提出，研究設(shè)立養(yǎng)老服務(wù)相關(guān)國家科技重大項目，重點推動人形機器人、腦機接口、人工智能等技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用。中國《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》提出2025年建立創(chuàng)新體系，北京、上海等地設(shè)立百億級產(chǎn)業(yè)基金。全球范圍內(nèi)，OpenAI、英偉達等科技巨頭通過投資Figure AI、Apptronik等企業(yè)加速技術(shù)落地。
人形機器人應(yīng)用場景豐富，從工業(yè)到家庭滲透
人形機器人有著與人類似的“肢體”結(jié)構(gòu)和運動方式，在各類場景中將發(fā)揮重要作用。主要潛在場景包括生產(chǎn)制造、社會服務(wù)、特種作業(yè)三大類。
生產(chǎn)制造領(lǐng)域，可以有效解決人口老齡化問題，緩解未來的勞動力短缺，如汽車、農(nóng)業(yè)和3C制造業(yè)生產(chǎn)等；社會服務(wù)領(lǐng)域，可從事公共服務(wù)業(yè)、家政服務(wù)員、物流配送員、安保巡邏員等崗位；特種作業(yè)領(lǐng)域，人形機器人可在危險的作業(yè)環(huán)境中對人類進行替代，如深海、民爆、核電站等危險場景替代人類完成生產(chǎn)、巡檢、探測、排爆等工作。
服務(wù)B端仍然是目前人形機器人應(yīng)用的重點場景，如電網(wǎng)巡檢、電氣作業(yè)、核主泵安防巡檢等特殊場景。而在C端領(lǐng)域，無論是科研、工業(yè)，還是家庭服務(wù)，人形機器人的未來發(fā)展?jié)摿薮蟆８鲌鼍暗墓残孕枨蟀?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E4%BA%BA%E6%9C%BA%E4%BA%A4%E4%BA%92/">人機交互能力、精準(zhǔn)作業(yè)能力、自主決策能力、運動安全和安全倫理需求等，同時各有側(cè)重。
目前，特斯拉、優(yōu)必選、小米等人形機器人均已聚焦工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，可通過與傳統(tǒng)自動化設(shè)備的協(xié)同，可實現(xiàn)裝配底盤、打螺絲等，實現(xiàn)復(fù)雜工業(yè)場景的無人化生產(chǎn)。如特斯拉稱Optimus將率先應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域，協(xié)助人類完成重復(fù)性、高危險性的工作。優(yōu)必選推出的Walker S系列，也將率先適用于汽車領(lǐng)域工業(yè)場景，未來將逐步拓展至汽車零部件、3C、智慧物流等場景?？偨Y(jié)來說，主要應(yīng)用場景包括以下幾個方面：
1.工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域
在工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域，人形機器人可實現(xiàn)：
-?精密裝配與操作。3C電子產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含大量微小精細零部件，人形機器人通過高精度的機械臂和靈巧手，可進行精準(zhǔn)的抓取、放置、組裝等操作，完成一系列精密裝配任務(wù)。
-?廠內(nèi)物料流轉(zhuǎn)與管理。人形機器人可以高效進行物料搬運、庫存盤點等工作，通過自動識別技術(shù)，準(zhǔn)確無誤地將物料送達至指定工位，提高供應(yīng)鏈效率。
-?質(zhì)量檢測與維護。借助視覺識別、力感知等技術(shù)，可以執(zhí)行產(chǎn)品外觀檢查、功能測試等質(zhì)量控制任務(wù)，也能對設(shè)備進行預(yù)防性維護和故障排查。
人形機器人在汽車制造、電子裝配等領(lǐng)域的應(yīng)用已初見成效。優(yōu)必選Walker S1在比亞迪工廠執(zhí)行質(zhì)檢任務(wù)，錯誤率低于0.1%。
2.智慧物流領(lǐng)域
在智慧物流領(lǐng)域，人形機器人可以實現(xiàn)：
-?倉儲管理與挑選。人形機器人可以靈活在貨架間移動，利用視覺識別和深度學(xué)習(xí)精準(zhǔn)定位和抓取貨物，實現(xiàn)智能挑選；
-?搬運與裝卸?？梢赃M行重物搬運以及復(fù)雜環(huán)境下的貨物裝卸作業(yè)，減輕人類負擔(dān)，并且能在一些不適合人類進入的特殊環(huán)境下替代人類作業(yè)。如Agility Robotics的Digit V2在GXO倉庫實現(xiàn)貨物分揀效率提升50%。
-?自主導(dǎo)航與調(diào)度。通過先進的傳感器和自主導(dǎo)航系統(tǒng)，可以在復(fù)雜的倉庫環(huán)境中實現(xiàn)自主路徑規(guī)劃和避障行駛，提高整體作業(yè)效率。
3.家庭服務(wù)領(lǐng)域
在家庭服務(wù)領(lǐng)域，人形機器人作為陪伴型機器人，能提供家政、教育、娛樂等多種服務(wù)，如照顧老人與兒童、進行簡單的家務(wù)勞動、輔導(dǎo)孩子學(xué)習(xí)等。
目前，人形機器人在家庭服務(wù)的應(yīng)用處于起步階段，主要集中在基礎(chǔ)陪伴、娛樂互動及簡單家務(wù)勞動。隨著未來成本進一步下降，人形機器人將逐步承擔(dān)家務(wù)、陪護等任務(wù)。
特斯拉Optimus的目標(biāo)成本已降至2萬美元以下，為家庭普及奠定了基礎(chǔ)。優(yōu)必選Alpha Ebot可通過編程教學(xué)與兒童互動。智元遠征A2-D可協(xié)助老人如廁、喂食，情感識別模塊支持情緒安撫。
4.商業(yè)服務(wù)領(lǐng)域
在商業(yè)服務(wù)領(lǐng)域，目前人形機器人主要應(yīng)用在封閉環(huán)境的室內(nèi)場景中，首先落地的包括迎賓接待、導(dǎo)覽講解、需求解答、舞蹈表演等對運動性能要求不高的場景。
5.醫(yī)療健康領(lǐng)域
在醫(yī)療健康領(lǐng)域，我國醫(yī)療行業(yè)面臨長期護理工作人員短缺和人口老齡化日益嚴重的問題，主要痛點包括醫(yī)護人員短缺、醫(yī)療資源分布不均衡和醫(yī)療成本高昂等。人形機器人可以輔助醫(yī)護人員進行日常工作，降低工作強度和負擔(dān)。智能康養(yǎng)人形機器人能夠承擔(dān)繁重和重復(fù)的康復(fù)任務(wù)，確保訓(xùn)練動作的準(zhǔn)確性和一致性，可以應(yīng)對快速增加的養(yǎng)老需求，填補人工供需缺口。
目前人形機器人在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用處于起步階段，仍面臨技術(shù)成熟度、成本、醫(yī)療準(zhǔn)確性和安全性等問題。此外，醫(yī)療行業(yè)對安全性和隱私性要求極高，人形機器人的生產(chǎn)和應(yīng)用需要滿足諸多嚴格的標(biāo)準(zhǔn)和認證。
6.危險作業(yè)領(lǐng)域
在危險作業(yè)領(lǐng)域，人形機器人可替代人類在危險環(huán)境中進行工作，提高工作安全性和效率。在石油和天然氣行業(yè)，可以用于井下作業(yè)、油氣管道巡檢、?；诽幚淼任ｋU作業(yè)。在核能行業(yè)，人形機器人可以在輻射環(huán)境下進行工作，用于核廢料處理、核設(shè)施維護等危險作業(yè)，降低人員風(fēng)險。此外在礦山、化工、消防等領(lǐng)域，人形機器人也可以用于礦井巡檢、采礦等危險作業(yè)。
7.災(zāi)害救援領(lǐng)域
在災(zāi)害救援領(lǐng)域，人形機器人可以在地震、火災(zāi)、洪水等災(zāi)害發(fā)生后幫助救援人員快速定位受害者，提高救援效率，減少人員傷亡。人形機器人可以進入人類無法進入的區(qū)域，進行搜索和救援工作，通過各種傳感器和設(shè)備探測生命跡象、搜尋被困人員、探測有害氣體等，為救援提供重要信息。
此外，還可以進行一系列危險的操作，進入高溫、有毒或有放射性的危險環(huán)境，并協(xié)助救援人員進行物資運輸和后勤保障工作。
全球已有多款人形機器人產(chǎn)品發(fā)布
截至2025年2月，全球已有多款人形機器人產(chǎn)品發(fā)布，國際上包括：Optimus（特斯拉） 、Figure 01（Figure AI） 、Atlas（波士頓動力）、Digit V2（Agility Robotics）、Apollo（Apptronik）、Clone（波蘭Clone Robotics）等。國內(nèi)包括：宇樹H1/G1（宇樹科技）、優(yōu)必選Walker S1、智元機器人 遠征A2-D、傅利葉GR-1（傅利葉智能）、CyberOne（小米）等。
1.特斯拉的Optimus
Optimus在外形設(shè)計上，體現(xiàn)科技與仿生的融合。采用極簡主義設(shè)計理念，身高1.72米，體重73公斤，接近成年人體型。其外觀以黑色與金屬銀色為主色調(diào)，面部無傳統(tǒng)五官設(shè)計，通過集成顯示屏實現(xiàn)交互信息的可視化呈現(xiàn)。
身體結(jié)構(gòu)采用仿生學(xué)關(guān)節(jié)設(shè)計，模擬人類骨骼與肌腱形態(tài)，手部采用五指仿生設(shè)計，每只手擁有22個自由度（接近人類的27個），指尖集成觸覺傳感器，可精準(zhǔn)抓握雞蛋而不破碎。腿部采用12個自由度搭配6軸力傳感器，步行速度達1.5米/秒，可在傾斜15°的斜坡或碎石地面上穩(wěn)定行走。材質(zhì)方面采用碳纖維與輕量化合金，兼顧強度與運動靈活性。
硬件架構(gòu)上，全身配備28個結(jié)構(gòu)執(zhí)行器，包含14個旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器（無框力矩電機+諧波減速器）和14個線性執(zhí)行器（行星滾柱絲杠），扭矩密度達150?！っ?千克，比傳統(tǒng)伺服電機高50%。感知模塊集成8顆Autopilot攝像頭、毫米波雷達及3D視覺傳感器，實現(xiàn)360°環(huán)境感知，支持動態(tài)避障與自主導(dǎo)航。動力系統(tǒng)采用特斯拉4680電池組（2.3kWh容量），單次充電支持8小時中等強度工作，能量密度達260瓦時/千克.
軟件與AI能力上，復(fù)用特斯拉完全自動駕駛（FSD）的視覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建“感知-決策-執(zhí)行”閉環(huán)，通過Dojo超算（1.1 EFlops算力）實現(xiàn)動作的端到端學(xué)習(xí)。整合了自然語言處理（NLP）與觸覺反饋，例如通過麥克風(fēng)識別指令，或根據(jù)壓力傳感器調(diào)整抓握力度。同時，基于強化學(xué)習(xí)算法，Optimus可通過觀察人類動作（如遙操作團隊的動作捕捉數(shù)據(jù)）自主優(yōu)化任務(wù)執(zhí)行策略。
特斯來計劃2025年部署1萬臺Optimus，執(zhí)行零件搬運、電池分裝等重復(fù)性任務(wù)，預(yù)計提升裝配線效率30%。同時可承擔(dān)生活助手、醫(yī)療輔助、危險作業(yè)等任務(wù)。預(yù)計2025年生產(chǎn)數(shù)千臺，2026年擴產(chǎn)至5-10萬臺，2027年突破百萬臺，單臺成本降至2萬美元以下。未來會在續(xù)航、通用性和人機協(xié)同方向繼續(xù)演進。
2.Figure 02
Figure AI于2023年3月發(fā)布人形機器人Figure 01，2024年8月發(fā)布Figure 02。Figure 02的硬件能力以及與AI的融合程度顯著提升。外觀方面，沒有任何電線或電子設(shè)備裸露在外，使得整體外觀更加可靠和美觀。硬件方面，第四代靈巧雙手擁有16個自由度，可抓取25公斤物體；電池容量較前代產(chǎn)品增加了50%，一次充電可運行5小時。
25年2月4日創(chuàng)始人宣布Figure終止與OpenAI的合作，放棄了之前演示的Figure01和02中采用的OpenAI的模型，而是全新自研的VLA模型Helix。微軟幫助Figure進行訓(xùn)練，英偉達則在GPU硬件和其他模擬工作上給予了大力支持。
Figure 02在寶馬工廠測試結(jié)果很成功，25年初開始入駐寶馬。未來，計劃到Figure 03時將實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)和商業(yè)化，機器人可以降到每臺設(shè)備低于2萬美元。
3.波士頓動力公司的Atlas
波士頓動力成立于1992年，研發(fā)的人形機器人以卓越的運動能力著稱，代表產(chǎn)品Atlas人形機器人，以液壓驅(qū)動，于2013年首次對外亮相。
Atlas具有出色的平衡能力和高動態(tài)運動性能，能夠在復(fù)雜地形上行走、奔跑、跳躍，甚至完成一些高難度的動作。這得益于波士頓動力深厚技術(shù)積累的機器人動力學(xué)、高精度控制算法使機器人能夠在考慮環(huán)境的同時規(guī)劃復(fù)雜的全身運動。
公司2005年推出四足機器狗BigDog，2008年開發(fā)PETMAN機器人，2013年首次公開Atlas，后續(xù)16-24年陸續(xù)更新了Atlas的行走、跳躍、后空翻、跑酷等能力。2024年宣布液壓Atlas退役，并公布了下一步全電動Atlas機器人，電動版Atlas更強大，運動范圍更廣。
由于商業(yè)化能力緩慢，多次易主被收購：2013年被谷歌收購，2017年被軟銀收購。2021年被現(xiàn)代汽車集團收購，持有80%股份，估值11億美元，預(yù)計25年底在現(xiàn)代汽車產(chǎn)線上測試。公司還與英偉達合作，利用英偉達的AI和Omniverse技術(shù)，加速人形機器人的開發(fā)，包括使用英偉達的Isaac Sim進行模擬訓(xùn)練，以及使用英偉達的Jetson Thor等計算平臺來運行模型；2024年與豐田研究院達成戰(zhàn)略合作，將利用豐田在LBM（大行為模型）的能力加速Atlas人工智能能力的發(fā)展。
4.宇樹科技 UnitreeH1
宇樹科技2016年成立，在核心零部件上，自主研發(fā)電機、減速器、控制器、激光雷達、雙目相機等機器人的關(guān)鍵核心零部件，配備了先進的三指靈巧手Dex3-1，同時由機器人世界模型UnifoLM驅(qū)動。AI方面，使用與英偉達合作的大模型，利用其通用AI優(yōu)勢為機器人賦能。
2023年8月推出通用人形機器人H1，2024年5月又迭代G1，售價9.9萬起，為業(yè)界最低。UnitreeH1人形機器人身高約1.8米，整機重量僅47千克，最大關(guān)節(jié)扭矩可達360牛米。憑借輕量化與高負載能力，UnitreeH1在科研和高校領(lǐng)域表現(xiàn)出色。而另一款面向C端的UnitreeGo2機器狗，則以遛狗和拖物功能為主，售價從1萬到1.8萬不等，最大可負重10公斤，續(xù)航50公里或4-6小時，具備避障和爬樓梯的能力，被稱為寵物的替代品。
5.優(yōu)必選 Walker S1
Walker系列擁有全身40+自由度，雙足步態(tài)控制誤差<2cm。運動控制方面，基于自研3D視覺定位+多傳感器融合，實現(xiàn)動態(tài)平衡、上下樓梯、舞蹈等高難度動作。AI能力上，搭載多模態(tài)交互系統(tǒng)「Cloud AI」，整合自研語音、視覺大模型，支持場景化任務(wù)學(xué)習(xí)，Walker S通過接入百度文心大模型，多模態(tài)感知與運動控制能力上提升，獲得了高級的意圖理解能力和細粒度規(guī)劃能力。2025年2月20日，優(yōu)必選官網(wǎng)公布將基于DeepSeek-R1研發(fā)適用于人形機器人的多模態(tài)具身推理大模型。
6.智元機器人 遠征A2-D
智元機器人的遠征A2-D人形機器人，主要聚焦于家居場景，如做三明治、熨燙衣服等C端領(lǐng)域，同時也可用于B端場景的仿真工業(yè)操作。通過手柄控制，A2-D能夠采集更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，包括力度、角度和視覺等，確保數(shù)據(jù)的高精度。
參考文獻
[1] 中國信通院，人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告2024，2024年12月
[2] 億歐智庫，2024年人形機器人核心場景發(fā)展洞察研究報告，2024年8月
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本書由吳冬升、李大成擔(dān)任主編，機械工業(yè)出版社出版。書中在分析智慧城市重點建設(shè)內(nèi)容和智能網(wǎng)聯(lián)汽車重點發(fā)展內(nèi)容基礎(chǔ)上，進一步探討智慧城市與智能網(wǎng)聯(lián)汽車融合發(fā)展帶來的車聯(lián)網(wǎng)智能道路基礎(chǔ)設(shè)施、新型能源基礎(chǔ)設(shè)施、地理位置網(wǎng)、現(xiàn)代信息通信網(wǎng)、車城網(wǎng)平臺建設(shè)和發(fā)展情況。并且介紹智慧城市與智能網(wǎng)聯(lián)汽車融合創(chuàng)新發(fā)展的相關(guān)案例。
吳冬升 博士
