人形機器人是人工智能技術(shù)與機器人技術(shù)深度融合的產(chǎn)物。近年來(lái)，機器擬人多條技術(shù)路線(xiàn)得到突破和實(shí)際應用，不少企業(yè)推出技術(shù)相對成熟且價(jià)格較低的機器人產(chǎn)品，使得人形機器人走進(jìn)大眾視野。4月份在北京舉辦的全球首場(chǎng)人形機器人半程馬拉松賽更是進(jìn)一步推高人形機器人的熱度。在機器人應用較為普遍的工業(yè)領(lǐng)域，人形機器人的發(fā)展會(huì )帶來(lái)什么影響？能否進(jìn)一步改造升級工業(yè)，促成產(chǎn)業(yè)的又一次變革？

　　相較傳統機器人，人形機器人有突出的特征和優(yōu)勢，在機械構造、智能化、擬人仿生等技術(shù)領(lǐng)域取得顯著(zhù)進(jìn)步。一是實(shí)現了工程機械的突破。人形機器人雙足站立奔跑、五指抓取等動(dòng)作逐漸成熟，推動(dòng)了傳動(dòng)系統、機械設計、結構設計、運動(dòng)控制、環(huán)境感知等技術(shù)發(fā)展，使機器人能夠在復雜環(huán)境中穩定運行和執行多樣化任務(wù)。二是實(shí)現了智力水平的突破。在傳感技術(shù)和人工智能技術(shù)賦能下，人形機器人實(shí)現了對外部世界的更強感知，能夠主動(dòng)適應外部環(huán)境變化，這使機器人具有更強的自主性和柔性。三是實(shí)現了擬人仿生的突破。人形機器人的外形設計具有更強的親近感，與人的交互更加簡(jiǎn)便，使用者不需要專(zhuān)門(mén)學(xué)習，就可以通過(guò)人類(lèi)語(yǔ)言向機器人下達指令，這使得機器人能夠進(jìn)入更多非專(zhuān)業(yè)化應用領(lǐng)域。

　　盡管人形機器人發(fā)展迅速，但目前應用場(chǎng)景主要是展示、引導、陪伴等，多屬于服務(wù)機器人或專(zhuān)業(yè)機器人。相較而言，傳統工業(yè)機器人發(fā)展歷史更長(cháng)，技術(shù)專(zhuān)業(yè)程度更高，更加追求安全、效率和穩定。其一，工業(yè)生產(chǎn)以安全為基本原則，工業(yè)機器人的使用必須保障工人和工廠(chǎng)安全，這具體表現為工業(yè)機器人工作空間與人類(lèi)物理隔離，工業(yè)機器人的使用需具備專(zhuān)業(yè)知識和技能，對機器人參數的修改在未得到授權前是不被允許的。而服務(wù)業(yè)使用的人形機器人一般不會(huì )造成重大人身和財產(chǎn)損害，其操作也更加簡(jiǎn)單。其二，工業(yè)生產(chǎn)強調效率優(yōu)先，工業(yè)機器人會(huì )犧牲柔性化、多樣化，突出專(zhuān)業(yè)化。目前大多數工業(yè)機器人是針對流水線(xiàn)上某一步驟專(zhuān)門(mén)設計的，例如焊接機器人、噴涂機器人、碼垛機器人、運輸機器人、抓取機器人等。這些機器人的機械設計以完成專(zhuān)業(yè)化任務(wù)為目的，強化了完成特定工作的力量、速度、精確度等性能，犧牲其他不必要的功能，實(shí)現更高生產(chǎn)效率。而人形機器人的擬人化確實(shí)能夠拓寬機器人的應用領(lǐng)域，但難以在單一任務(wù)上實(shí)現高效率和高穩定性。其三，流水線(xiàn)的工業(yè)生產(chǎn)模式突出分工基礎上的協(xié)同，工業(yè)機器人注重生產(chǎn)線(xiàn)上的連續性和機器人之間的合作，一般不獨立運行。例如，汽車(chē)制造流水線(xiàn)上的焊接機器人通常4至6個(gè)為一組同時(shí)工作，以滿(mǎn)足不同焊點(diǎn)的具體要求，節約換裝焊頭的時(shí)間。而在服務(wù)業(yè)和家庭場(chǎng)景中不適合同時(shí)使用多臺機器人，人形機器人需具備獨立工作能力，但這也會(huì )損失多臺機器人合作帶來(lái)的高效率。

　　可見(jiàn)，不同類(lèi)型機器人有各自擅長(cháng)的領(lǐng)域，目前人形機器人更適合應用于商業(yè)和家庭，在工業(yè)生產(chǎn)方面的可靠性和性?xún)r(jià)比低于傳統工業(yè)機器人。盡管如此，作為機器人技術(shù)、工藝的重要驗證平臺，人形機器人能夠促進(jìn)機器人動(dòng)力系統、感知系統、控制系統的進(jìn)一步優(yōu)化，其發(fā)展理念也會(huì )對工業(yè)機器人未來(lái)發(fā)展提供重要啟示，這將對工業(yè)機械化、智能化發(fā)展產(chǎn)生持續影響。

　　人形機器人能夠助推工業(yè)生產(chǎn)“人機融合”發(fā)展。出于安全考慮，傳統工業(yè)機器人在運行中是不能被人類(lèi)接觸甚至接近的，而“人機融合”就是通過(guò)技術(shù)手段破除人與機器的物理障礙，更好發(fā)揮兩者優(yōu)勢，實(shí)現更高效率，完成更復雜工作。2015年前后，各大機器人廠(chǎng)商開(kāi)始力推可以和人類(lèi)伙伴同平臺工作的協(xié)作機器人，并迅速擴大產(chǎn)品線(xiàn)，例如發(fā)那科的CR和CRX系列，ABB公司的YuMi、SWIFTI、GoFa系列，安川的HC系列，庫卡的LBR iiwa系列，等等。協(xié)作機器人與人類(lèi)共享空間，協(xié)同工作完成任務(wù)并保證人類(lèi)的安全，已經(jīng)在汽車(chē)制造、電子信息、金屬加工、生物醫藥等工業(yè)行業(yè)得到應用，成為工業(yè)機器人家族的新成員，進(jìn)一步提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。人形機器人本身就具備和人類(lèi)頻繁肢體接觸的特征，其傳感技術(shù)、軌跡運算技術(shù)、運動(dòng)控制技術(shù)可以被應用于協(xié)作機器人的設計和制造。此外，人形機器人與人類(lèi)共處的理念和邏輯也可對協(xié)作機器人發(fā)展提供重要借鑒。

　　人形機器人可以促進(jìn)工業(yè)數智化改造升級。傳統工業(yè)機器人按照事先編寫(xiě)的程序進(jìn)行工作，難以感知外部環(huán)境變化，更不能根據環(huán)境變化實(shí)現自我調整和優(yōu)化，哪怕很小的問(wèn)題也必須依靠工程師或技術(shù)工人幫助。人形機器人大多具備智能感知和環(huán)境適應能力，能夠進(jìn)行自主決策和任務(wù)規劃，實(shí)現多模態(tài)融合和交互，甚至進(jìn)行自主學(xué)習和自我優(yōu)化，這些技術(shù)的成熟發(fā)展有助于工業(yè)機器人智能化升級。目前，已經(jīng)有一些植入人工智能系統的工業(yè)機器人在半導體、電子信息、食品、機械加工等零部件較多、較復雜的行業(yè)得到應用，機器人能夠準確迅速抓取流水線(xiàn)上多樣零散的零部件，或者根據不同加工對象執行差異化程序。例如，智能焊接機器人能夠自主識別多品種小批量工件，分析工件的結構和空間關(guān)系，并自主執行焊接工藝和機械臂的驅動(dòng)程序，大大節約了設備調試時(shí)間。此外，人形機器人更友好的人機交互方式也可以被工業(yè)機器人借鑒。例如，歐姆龍提出一種新的制造理念，機器人能夠接受人類(lèi)語(yǔ)言指令自主生成一套生產(chǎn)流程對零部件進(jìn)行加工，編程和調試由機器人自行完成，不需要人參與。

　　人形機器人有助于推動(dòng)工業(yè)機器人可移動(dòng)化發(fā)展。除了用于貨物搬運的自動(dòng)導向車(chē)和在有限范圍內移動(dòng)的導軌式機器人，絕大多數傳統工業(yè)機器人固定不可移動(dòng)，一點(diǎn)局部的位置調整都需要經(jīng)過(guò)嚴格的論證和驗證，這雖然確保了工業(yè)大規模制造的安全可靠，但也極大犧牲了柔性，難以滿(mǎn)足低成本大規模定制化生產(chǎn)要求。人形機器人有高度自主移動(dòng)特征，其無(wú)線(xiàn)定位、軌跡規劃、防碰撞等成熟技術(shù)以及可移動(dòng)的設計理念，可以推動(dòng)工業(yè)機器人的可移動(dòng)化發(fā)展，從而實(shí)現未來(lái)工廠(chǎng)的柔性化和可重組化。當然，在工業(yè)生產(chǎn)中，要實(shí)現機器人的自主移動(dòng)，輪式或履帶式要優(yōu)于人形機器人的雙足式。近幾年，整合了多關(guān)節機器人、直角坐標機器人與自動(dòng)導向車(chē)的復合移動(dòng)機器人得到快速發(fā)展，實(shí)現了中小型工業(yè)機器人的可移動(dòng)化。

　　總之，在諸多機器人類(lèi)型中，工業(yè)機器人和人形機器人分屬不同技術(shù)路線(xiàn)，適用于不同場(chǎng)景，人形機器人雖然短期內不會(huì )大規模應用于工廠(chǎng)，但能夠提供相關(guān)技術(shù)和理念，讓未來(lái)工業(yè)生產(chǎn)更加高效、柔性、安全和智慧。

　?。ū疚膩?lái)源：經(jīng)濟日報 作者：鄧 洲 作者系中國社會(huì )科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟研究所工業(yè)發(fā)展研究室主任、研究員）