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1、人形机器人概念

机器人是能进行运动、操纵或定位且具有一定程度自主能力的可编程执行机构。按外在形态分类可分为传统机器人和人形机器人，其中人形机器人是一种利用人工智能和机器人技术制造的具有类似人类外观和行为的机器人。具备仿真程度高、有较强的自主性、多功能性的特点。主要可运用在医疗领域、教育培训、服务行业、工业制造、公共服务等领域。

2、人形机器人发展阶段

进入21世纪，随着第三次工业革命，以原子能技术、航天技术、电子计算机技术的应用为代表，还包括人工合成材料、分子生物学和遗传工程等高新技术的突破和发展，人形机器人的行业迎来飞速发展。

业内认为，人形机器人的发展历程主要分为三个阶段：第一阶段，是以早稻田大学仿人机器人为代表的早期发展阶段；第二阶段，是以本田仿人机器人为代表的系统高度集成发展阶段；第三阶段，是以波士顿动力仿人机器人为代表的高动态运动发展阶段。

3、人形机器人根据应用类型分类

人形机器人相比工业机器人、服务机器人等，首先是应用场景更加通用，因其人形造型更易于接受，有可能打破工厂、商用和家用壁垒，成为一个真正通用的产品；其次，它可作为天然的商业入口，今后很多商业价值，会从人形机器人身上得到反映。

根据应用类型，人形机器人可分为智能服务型人形机器人、工业型人形机器人、医疗型人形机器人、军事型人形机器人、教育型人形机器人以及娱乐型人形机器人。

工业型人形机器人通常被用于工业领域，例如生产线上的操作、维护和检测等。

医疗型人形机器人主要是用在医院中协助医生进行手术，可以完成难度较大、技术要求较高的手术，例如头颅手术（脑部整形手术等），用机械的精度和平稳来代替人类的精细手术，减少了医生对手术质量的担忧。

教育型人形机器人主要是作为教学辅助工具，比如应用于学校的编程教育和机器人竞赛中，能让学生更加直观地理解编程逻辑，增加编程实践经验。

军事型人形机器人可以用在战场上执行任务，例如驾驶汽车，持枪射击，区域反恐，精准狙击等。俄罗斯机器人士兵“费多尔”已经可以完成执行驾驶汽车，双枪射击等任务。

娱乐型人形机器人主要是用来作为玩具和表演道具。

4、人形机器人三大系统

人形机器人主要由三大系统组成，分别是传感系统、控制系统、执行系统。

（1）传感系统对应“五官”，包含内部传感器和外部传感器。内部传感器主要用来检测机器人本身的状态，为机器人的运动控制提供必要的本体状态信息，如各关节的位置、速度、加速度等，并将所测得的信息作为反馈信号送至传感器，形成闭环控制，主要有位置传感器、速度传感器等。外部传感器则用来感知机器人所处的工作环境或工作状况信息，使机器人的动作适应外界情况的变化，达到更高层次的自动化，提高机器人的工作精度，常见有视觉传感器、触觉传感器等。

（2）控制系统对应“大脑”和“小脑”，是机器人的指挥中枢。“大脑”负责环境感知、行为控制、人机交互，通过深度学习和AI技术，实现自主学习和智能决策。“小脑”则负责运动控制包括运动规划、姿态控制、动态平衡等，通过实时感知机器人的状态和环境信息，小脑可以调整机器人的动作，使其能够稳定地行走、跑步、跳跃等。控制系统负责处理作业指令信息、内外环境信息，并依据预定的本体模型、环境模型和控制程序做出决策，产生相应的控制信号，通过驱动器驱动执行机构的各个关节按所需的顺序、确定的轨迹运动，完成特定的作业。

（3）执行系统对应“肢体”，负责执行控制系统制定的操作。“机器肢”指仿人机械臂、灵巧手、腿足等，“机器体”指骨骼、本体结构等。执行系统的工作流程如下图所示，涉及到伺服系统和执行机构：伺服系统是能根据指令信号精确地控制执行部件的运动速度与位置的驱动系统，一般伺服系统由核心零部件电机、驱动器和传感器/编码器组成；传动机构是把动力从机器的一部分传递到另一部分，实现改变动力机输出转矩或者改变其运动方式（旋转运功和直线运动的转换），机械传动分为两类，一是靠机件间的摩擦力传递动力与摩擦传动，二是靠主动件与从动件啮合或借助中间件啮合传递动力或运动的啮合传动，典型机构有减速器、丝杠、蜗轮蜗杆传动杆等。

5、人形机器人痛点

（1）硬件成本高

硬件成本高导致人形机器人价格居高不下。1）设计复杂，零部件数量多。人形机器人按照复杂的人体结构进行设计，从大脑、关节、躯干等部分涉及大量零部件，累计在一起造成机器人整体成本较高。2）尚未平台化，定制成本高。人形机器人处于发展初期，尚未实现平台化，部分零部件的结构和产线需要进行专门定制，无法通过规模效应摊薄固定成本，初期单个零部件制造成本会处于较高水平。

（2）非结构化场景

目前人形机器人存在场景适应性的问题，如：1）无法适应复杂环境或环境变化：机器人往往会出现因严格遵循固定的程序，不能灵活应对突发情况的事件，各类复杂环境对机器人正常工作的挑战性较大，且环境变化后，用户无法通过简单操作实现场景适配；2）智能化程度低：传感器将眼前物体的信息传输给机器人，大脑则负责筛选并分辨信息从而输出正确的决策信号，智能化程度低会导致机器人无法分辨眼前各种各样的物体导致无法工作，甚至输出错误决策；3）人机交互问题：人形机器人作为与人类进行交互的工具，需要具备良好的人机交互能力，但目前来看，人形机器人与人之间的交互效率不高，且互动过于单一，难以应对过于复杂的交互。

6、人形机器人终极目标

人形机器人是软硬件能力高集成的实体，商业化的核心突破点在于“AI大脑”。可以说，当前的AI大脑在逻辑思维和行为智慧决策层面还需要一段成长空间，其驱动力很大程度上来自于算法的升级与高水平的智能化。

具身智能是人形机器人想要实现的最终方向，机器人机体和人工智能形成飞轮效应，共同拥抱“具身智能”时代。具身智能是指一种智能系统或机器能够通过感知和交互与环境（物理世界）产生实时互动的能力。具身智能包括三个模块：具身感知（Perception）、具身想象（Imagination）和具身执行（Execution），AI+机器人正是“具身智能”当前的落点。具身智能因为需要外界信息反馈，所以一定要依赖于硬件实体。人形机器人能够更好地服务人类，有潜力成为数量最大的机器人类型；另一方面由于其下游应用广泛，所以有望接触更多复杂场景。得益于未来人形机器人基数大、场景复杂的特性，其有望成为具身智能最好的载体，为AI提供海量多维度训练数据；AI基于数据训练提升模型可靠性和准确性，能够进一步提升机器人的工作性能和场景适用性，反而进一步促进机器人在各行各业的广泛应用。能够认为，远期看人形机器人和AI互相促进形成飞轮效应，有望加速具身智能时代到来。大模型也凭借高泛化性与思维链能力，成为具身智能机器人的必备选项。