人形机器人特征、构成、产业挑战与驱动因素有哪些?

最佳答案 匿名用户编辑于2025/10/20 17:18

从企业数量看,中国内地人形机器人整机初创企业领先全球。

1、人形机器人概念

定义:人形机器人,又称仿人机器人或类人机器人,是指具有仿人的形态和功能的机器人,具备一定的 感知、学习和认知能力。 特征:1)高度仿人的外形结构:拥有与人类相似的躯干、四肢和头部。腰部灵活,可轻松实现转身、 弯腰等动作。手臂的肩部、肘部和腕部关节活动范围大,能完成复杂的伸展、抓取和操作任务;腿部的膝关节和踝关节使机器人能够稳健行走,步伐节奏与人类相近。手部通常具有多个灵活的手指,可实现 精细的抓握动作。2)强大的环境感知能力:配备多种先进的传感器,包括视觉、听觉、触觉等,能够 全面感知周围环境信息。3)智能决策与学习能力:借助计算机科学和人工智能技术,它们能够对感知 到的大量环境信息进行快速分析和处理。当面对复杂的任务时,人形机器人会根据预设的算法和模型, 结合实时的环境信息,制定出最优的行动方案。它们还能通过机器学习算法,从过往的经验中吸取教训, 不断优化自己的行为。 应用场景:当前人形机器人主要应用于医疗护理、家庭服务、教育娱乐、工业生产和公共服务等领域中, 替代人类完成危险或重复性高的工作,进一步释放劳动力,提高社会生产力。

2、人形机器人主要构成部分

人形机器人主要构成部分包含由“大脑”、“小脑”和“本体”。其中,“大脑”负责实现环境感知、行为控制、 人机交互等任务级能力,目前主要是基于人工智能大模型技术,同时也可通过云边协同,提高机器人的 智能水平。“小脑”负责控制人形机器人的运动,目前主要基于人工智能、自动控制、机器人操作系统等 技术,实现复杂环境下的运动控制。“本体”负责实现高动态、高爆发、高精度运动,集成了人体运动力 学、机械结构设计、新材料、传感器等诸多技术,包括仿人机械臂、灵巧手、腿足等关键结构,并通过 集成传感器和长续航动力单元,实现能源-结构感知一体化。

大模型驱动人形机器人智能化跃迁,AGI 为终极目标。大模型已成为人形机器人“大脑”的核心技术底座, 推动其从预设路径的机械执行向通用智能跃升。传统机器人依赖决策树或状态机模型,适应能力受限, 而大模型通过四大能力突破实现智能化升级:1)任务交互:基于语言/视觉的多模态入口,支持自然指 令理解与响应;2)环境感知:融合多模态信息,提升复杂场景泛化能力;3)任务规划:依托大模型推 理与知识迁移能力,自主拆解复杂任务;4)决策控制:整合环境与运动信息,优化动作策略。技术路 径上,非具身大模型聚焦任务分解与规划,而具身大模型直接输出高频运动指令,终极形态指向 AGI (通用人工智能)——通过单模型闭环实现主动理解与无限适应。

3、人形机器人产业面临的挑战

(1)技术挑战:1)数据采集与标注复杂且成本高昂:特别是人类动作数据的收集,需要高精度的传感 器和专业的标注团队来确保数据准确性。2)多模态信息融合鲁棒性与实时性不足:将视觉、听觉、触 觉等多种信息有效融合以形成统一的环境认知,在鲁棒性和实时性方面仍有不足,尤其在复杂多变环境 中,机器人难以准确理解和应对变化。3)自主学习与适应性不足:现有机器人虽能进行一定程度的自 主学习,但在处理未知或复杂任务时,适应性和泛化能力不足。需要更有效的学习算法以从少量样本中 快速学习并适应新环境。4)学习过程中的安全问题:需要确保机器人在学习过程中不会产生偏差或做 出有害行为。5)能源效率与续航能力:尽管电动驱动系统有所改进,但如何进一步降低能耗、延长工 作时间仍是亟待解决的问题。 (2)市场挑战:成本高昂、应用场景不明确、相关的法规政策有待完善、社会接受度有待提高。

4、驱动因素

供需两端共振,国内人形机器人产业落地条件已成熟。

1、政策端:国内政策提供指引,自上而下统筹机器人产业发展

2023 年 11 月工信部印发指导性文件《人形机器人创新发展指导意见》推动人形机器人技术创新和产业 发展,明确了 2025/2027 年国内人形机器人产业发展目标,明确了关键突破技术与重点培育产品,通 过顶层设计推动人形机器人核心技术突破与产业链升级。

各地加速响应并密集推出配套支持政策,形成“中央引领+地方协同”的产业推进格局。北京、上海、广 东等省市落地建设人形机器人创新中心,支持人形机器人产业发展;苏州、重庆等城市鼓励支持产业基 金建设,加快构建人形机器人产业集群发展。

2、技术端:中国内地累计人形机器人技术专利全球第一

从企业数量看,中国内地人形机器人整机初创企业领先全球。根据国家地方共建人形机器人创新中心透 露,截至 2024 年,全球通用人形机器人整机商业公司约 150 家,其中中国内地超过 80 家,占比超过 50%,中国内地人形机器人整机商业公司中有半数来自高校的学生和教师创业。 从专利数看,根据人民网研究院数据,截至 2023 年,中国已累计申请 6618 件人形机器人技术专利, 成为申请人形机器人技术专利数量最多的国家。在人形机器人领域,以有效发明专利计算,中国共拥有 有效发明专利 1699 件,仅次于日本的 1743 件,排名全球第二。从申请人所持有的有效技术专利数量来 看,优必选科技已经在人形机器人的有效专利储备量方面排名全球第一,高于本田、索尼、丰田等企业。 在 2025 年的国际消费电子展(CES),芯片巨头英伟达发布了多个新产品,其中包括首个生成式世界 基础模型 Cosmos。英伟达表示已经有许多领先的机器人和汽车公司成为 Cosmos 的首批用户。

3、需求端:人形机器人替代劳动力与多场景应用蓬勃兴起

根据国家统计局数据,2024 年中国 65 岁及以上人口达到 2.2 亿人,占总人口比重的 15.6%,该比重连 续 29 年上升。当前我国 15-64 岁人口占比为 68.22%,仍然占比较大,但是该比例已连续多年下滑。劳 动力供给减少将直接推高用工成本,倒逼国内产业向自动化、智能化转型,人形机器人产业蓬勃兴起顺 应时代发展需求。

人形机器人落地应用场景持续扩散。在工业制造领域,人形机器人能够深度融入自动化生产线,承担复 杂装配、物料搬运等精准作业,持续深化应用;在商业服务范畴,凭借其灵活交互特性,加速落地商超 导购、酒店服务、餐饮配送等场景;在家庭生活维度,逐步探索陪伴老人、照护儿童、家居清洁等多样 化服务功能。政策助力、资金注入和技术迭代全方位推动人形机器人大规模商业化应用与持续创新发展 注入澎湃动力,加速人形机器人融入千行百业的进程。

人形机器人替代人成本优势明显。人形机器人在工厂中,可以高强度、长时间、不间断稳定的劳动。在 家庭中机器人能够提供全天候服务,且无需考虑人工疲劳或情绪问题,适合需要稳定服务的家庭环境。 人形机器人在工厂仓储和家庭服务两种场景中的使用成本均显著低于人工费用,且能够提供更高的效率 和稳定性,展现了极高的性价比,是替代人工的理想选择。

4、资本端:人形机器人项目持续受到青睐

从中国内地人形机器人产业链企业的分布看,据高工机器人产业研究《人形机器人产业地图(2024)》 显示,深圳、北京、上海、杭州、苏州分别拥有 22.4%、14.5%、11.8%、5.8%和 5.5%的产业链企业。 同时从一级融资情况来看,据中国机器人网不完全统计,2024 年,中国内地机器人行业共发生 200 起 左右投融资事件,金额总计超 200 亿元。其中,近亿元与过亿元级事件约 55 起,金额超 175 亿元,融 资总额超 70 亿元反映人形机器人项目持续受到资本青睐。