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10月1日，美國富豪馬斯克再一次吸引了全世界的眼球：就在這天，他公開了自己團隊研制已久的人形機器人“擎天柱”（Optimus）原型機……人形機器人究竟是不是人工智能的終極形態(tài)？科學家能把人形機器人做到什么程度？從美國波士頓動力公司的Atlas，到英國機器人公司Engineered Arts的Ameca，再到優(yōu)必選科技的Walker和小米公司的“鐵大”，我們來看看人形機器人的發(fā)展之路。

在學術界，一般仿人機器人可以分為大仿人機器人和小仿人機器人。大仿人機器人一般指成人大小，一般一米多高，雙足行走的機器人，這涉及到很多的控制、規(guī)劃、機電一體化技術、全方位的AI感知技術，移動能力和工作范圍，人機交互等，不是簡單買零部件就可以組裝完成的。小仿人機器人，一般是桌面式的，比如NAO和阿爾法機器人屬于小仿人機器人。

業(yè)內認為，人形機器人的發(fā)展歷程主要分為三個階段。第一階段，是以早稻田大學仿人機器人為代表的早期發(fā)展階段；第二階段，是以本田仿人機器人為代表的系統(tǒng)高度集成發(fā)展階段；第三階段，是以波士頓動力仿人機器人為代表的高動態(tài)運動發(fā)展階段。

機器人WABOT-1 圖片來源：網絡

全球首個人形機器人WABOT-1

研制機構：日本早稻田大學

特點：雙腿步行，日語對話

日本早稻田大學是日本研究機器人較早的大學之一，特別是加藤一郎教授創(chuàng)立的加藤實驗室。1967年，實驗室啟動了極具影響力的WABOT項目，1972年，世界上第一個全尺寸人形“智能”機器人—WABOT-1誕生。

該機器人身高約2米，重160公斤，包括肢體控制系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)和對話系統(tǒng)，有兩只手、兩條腿，胸部裝有兩個攝像頭，全身共有26個關節(jié)，手部還裝有觸覺傳感器。

WABOT-1搭載著機械手腳、人工視覺、聽覺裝置，并且擁有擬人化的外型，與現代人形。它可以透過嘴巴進行簡單日語對話，并且憑借耳朵、眼睛測量距離和方向，再依靠雙腳行走前進，而兩手也具有觸覺，可以搬運物體行動。據悉，WABOT-1行動能力約與一歲半的嬰兒幾乎差不多。

盡管行走一步需要45秒，步伐也只有10公分左右，尤其身形巨大顯得相當笨重，但在當時這個技術，已震驚了全世界。

加藤一郎研究室于1984 年再次研發(fā)了擅長藝術表演的WABOT-2。WABOT-2擁有與日本人進行自然對話的能力，還能用眼睛看樂譜，用手腳靈活地演奏電子琴，具有演奏中級難度音樂的能力。另外，它還能夠識別歌聲，自動進行轉錄，或在此基礎上根據人的歌聲進行伴奏，機器人的實力驚人。

加藤一郎被譽為“世界仿人機器人之父”，于1994年逝世，他認為，人類在21世紀將迎來機器人和改造人的時代。

機器人ASIMO（阿西莫夫） 圖片來源：網絡

第二代的佼佼者ASIMO

研制機構：日本本田公司

特點：57個關節(jié)，能小跑單腳跳上下樓梯

從1986年開始，日本本田公司開始研發(fā)人形機器人，相繼推出雙足機器人E系列、仿真機器人P系列。2000年10月，仿真機器人P4，也被稱為ASIMO（阿西莫夫）問世。

2005年，本田公司發(fā)布了最新一代ASIMO機器人，其身高130cm，體重48kg，最大速度是9km/h，全身57個關節(jié)，能實現小跑、單腳跳、上下樓梯以及踢足球等系列復雜運動。

2017年，本田公司推出新一代人形機器人E2-DR。該機器人身高168cm，體重85kg，全身總共33個關節(jié)，面對不同地形采用相應的行走模式，可以變形成大猩猩模式通過路障和豎直樓梯，也可以匍匐前進通過狹小低矮空間，具有很強的環(huán)境適應能力。

本田公司原本希望ASIMO能實現量產，進入千家萬戶照顧老年人。但ASIMO價格昂貴，造價高達300-400萬美元，功能過于簡單，也無法進行語境對話，因此2022年3月底本田公司選擇讓ASIMO退役。

波士頓動力研制的幾款機器人。 圖片來源：網絡

第三代里讓人耳目一新的Atlas

研制機構：波士頓動力

特點：擅長運動，能流暢進行跑酷

波士頓動力是一家成立于1992年的工程和機器人設計公司，總部位于美國馬薩諸塞州沃爾瑟姆，2020年12月被現代汽車集團收購。波士頓動力以開發(fā)一系列動態(tài)高機動性機器人而聞名。從2009年，該公司開始研發(fā)PETMAN人形機器人，主要用于測試個人防護裝備在危險化學環(huán)境中對人的影響。

Atlas原型機最早于2009年亮相，2013年7月11日向公眾正式公開。Atlas機器人身高188cm，體重150kg，其設計目的是為了搜索和救援任務。2016年，波士頓動力在視頻網站上發(fā)布了新一代的Atlas機器人，這一代機器人身高175cm，體重81.6kg。2018年，波士頓動力進一步對機器人進行了優(yōu)化設計，最新身高1.5m，體重80kg，全身具有28個關節(jié)，速度能達到1.5m/s，能完成快速小跑、三級跳、后空翻和空中體操等一些列復雜動作。

在2021年8月網上公布的一段視頻中，Atlas甚至能夠流暢進行“跑酷”，可謂是目前在運動方面最接近人類的人形機器人了。有報道稱Atlas已經學會了自主規(guī)劃路徑。

具備邏輯思維能力

還期待核心算法突破

人形機器人的商業(yè)化之所以遙遙無期，主要還是因為目前人形機器人產品還“不夠智能”。

人形機器人要突破的技術難題有很多。首先，人形機器人與工業(yè)機器人和服務機器人相比，在結構設計、硬件構成、控制算法、核心性能要求以及零部件選擇上都有很大的差異。如普通工業(yè)機器人的關節(jié)在2-10個之間，而人形機器人關節(jié)數量預計在40個以上；其次，除了電機、散熱、機身自由度等硬件問題，還有“感知-認知-決策-執(zhí)行”等方面的算法和軟件問題；最后，人形機器人還要面臨的第三個也是最大的挑戰(zhàn)——思維。如何讓機器人具備人類的邏輯思維能力，同時可以模擬出人類的情感和情緒，達到與人類共情，需要機器人基礎核心算法的技術突破。

最后，人形機器人商業(yè)化不能逃避的一個深層次問題是：其AI水平需要達到很高，又不能過高，只在一定的智能水平區(qū)間內才具有商業(yè)化的價值和能力。這好比是人與光譜和聲譜的關系——只有在一定的譜系范圍內的光與聲，才能被人類感知——只有在某一個AI水平區(qū)間的人形機器人，才有可能走進千家萬戶。

擎天柱（Optimus）在辦公室給花澆水。 圖片來源：網絡

多款著名人形機器人

名稱：擎天柱

制造商：特斯拉

10月1日上午，特斯拉CEO馬斯克帶人形機器人擎天柱（Optimus）正式亮相。官方消息稱，這款機器人高1.72米，重56.6公斤，可拿取約20千克重的物品，行走速度為每小時5英里（約時速8公里）。在現場機器人展示了穩(wěn)步行走、轉體俯身、揮手與臺下觀眾打招呼、以緩慢速度揮手，做簡單的舞蹈動作等動作。

另外，特斯拉還展示了人形機器人擎天柱在汽車工廠搬運箱子、澆水植物等的視頻。馬斯克透露，這款機器人售價預計不到2萬美元，比汽車還便宜，“三五年后人們可以訂購擎天柱機器人?！?/p>

據介紹，Optimus的大腦采用特斯拉的超級計算機系統(tǒng)Dojo，擁有超強的計算能力；視覺感知系統(tǒng)主要基于特斯拉FSD的計算機模組和方案，面部配備8個汽車同款Autopilot攝像頭，最遠監(jiān)測距離可達250米；運動則是主要靠脖子、手、腿以及軀干等搭載的40個機電傳動器，其中手部的12個機電傳動器，能夠讓機器人達到接近人類靈活水平。

馬斯克此前曾表示，特斯拉機器人最初的定位是替代人們從事重復枯燥、具有危險性的工作，但遠景目標是讓其服務于千家萬戶，比如做飯、修剪草坪、照顧老人等。

CyberOne給雷軍送玫瑰。 圖片來源：網絡

名稱：鐵大

制造商：小米

今年8月11日，小米秋季新品發(fā)布會在京舉行，小米首款全尺寸人形仿生機器人CyberOne也正式亮相。

據悉，CyberOne是繼去年小米仿生四足機器人Cyberdog后，小米機器人Cyber家族的新成員，內部藝名“鐵大”?！拌F大”身高177cm，體重52kg，采用了多種技術，能感知45種人類語義情緒，分辨85種環(huán)境語義；搭載小米自研全身控制算法，可協(xié)調運動 21 個關節(jié)；配備了Mi Sense視覺空間系統(tǒng)，可三維重建真實世界；全身5種關節(jié)驅動，峰值扭矩300Nm，它“小腦”發(fā)達、可實現雙足運動姿態(tài)平衡，四肢強健、動力峰值扭矩300Nm等領先技術能力。

據介紹，CyberOne可以單手垂直抓握3斤重的物體，在發(fā)布會現場，“鐵大”走上舞臺，向小米創(chuàng)始人雷軍送上了一朵玫瑰。

機器人Ameca表情豐富。 圖片來源：網絡

名稱：Ameca

制造商：英國科技公司Engineered Arts

機器人Ameca由英國科技公司Engineered Arts開發(fā)。據介紹，Ameca重49kg，1.87m，身體共有52個模塊，支持51種關節(jié)運動。該公司稱Ameca為“機器人的未來面孔”，是迄今為止“最有人味的機器人”。

關于這個機器人，最著名的是2021年底一段視頻：Ameca活動肩骨后，突然間靈魂附體，大夢初醒般睜開雙眼。最新的視頻中，機器人Ameca的眼神又可以做到隨著人類手指頭移動自如，甚至還會退縮。更令人驚奇的是，它被侵犯私人領域后滿臉嫌棄，甚至直接對人類動手——把人類的手擋開。研究人員稱，視頻中人類觸碰Ameca鼻子的行為讓它“感受”到了恐懼。

Ameca是如何做出逼真的表情和拒絕人類的動作呢？簡單講，為機器人配備一個更精細，更智能的身體（Artificial Body，即AI×AB），主要依靠兩大核心技術實現：一個是機器人操作系統(tǒng)Tritium，另一個是Mesmer技術，一個用于建造仿真人形機器人的系統(tǒng)。它能為Ameca提供大量的真人表情數據，也正是上面提到Ameca做出逼真表情的背后支撐。

Walker機器人。 圖片來源：網絡

名稱：Walker

制造商：優(yōu)必選

Walker機器人是位于深圳的優(yōu)必選為實現“讓機器人走進千家萬戶”而打造的大型家庭服務機器人。

新一代Walker機器人具備36個高性能伺服關節(jié)以及視覺、聽覺、空間知覺等全方位感知系統(tǒng)，可以實現平穩(wěn)快速的行走和靈活精準操作。Walker機器人具備了在常用家庭場景和辦公場景的自由活動和服務的能力，可以雙手雙足，能像人一樣走路、上下樓梯、走斜坡和不平整地面，還可以在家中自由行走，并完成簡單的家庭服務工作。

經過四次迭代，優(yōu)必選Walker已開始在特定的場景下提供專業(yè)服務，例如在機場、銀行、企業(yè)，還有科技館、高端酒店等場景中使用。

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