中国科学院院士褚君浩：人形机器人感知技术发展与探索

  4月2日，由中国机器人网、智能谷产业园主办的「2024中国人形机器人生态大会」在上海顺利举行！数千人齐聚，聚焦人形机器人产业前沿话题，剖析产业风口，共同探寻产业融合与落地的方向。

  在上午的院士专家报告环节中，中国科学院院士褚君浩围绕「人形机器人感知技术发展与探索」这一主题，展开了主题报告。

  以下是本次报告实录，「中国机器人网」整理删改：

  人形机器人感知技术的发展与探索，主要包括三个方面：一是智能时代与机器人；二是传感器研究若干进展；三是人形机器人的感知功能。

  关于智能时代与机器人，大模型、脑机接口现在发展很快，生产方式生活方式会转变，这段时间要有高度的敏感性和预见性。

  第一次工业革命机械化，第二次工业革命电气化，第三次是信息化，第四次是智能化。人形机器人要智能化，要融入实体世界当中，智能化智造技术，智能化诊断，脑际接口，AI融入物理世界，这些方面我们人都可以做，将来这些工作将由机器人代替人做，这里面涉及到高学科、高领域的应用，多方向的延展。

  智能化系统，比如说守门员看到球，动态感知相当于五官，他能够大脑分析这个球哪里过来，并且肢体采取措施把这个球搞掉，他是一个典型的机器人，他是一个智能的机器人，是人形的。得到信息分析，然后再给你对话，这里面涉及到很多内容，人工智能、工业机器人，服务机器人，手术机器人，ChatGPT都是属于这方面的内容。

  现在机器人广泛应用在工业上面，宝马有5000个人工人在慕尼黑，其中1000个是机器人，尤其是喷油漆完全靠机器人完成。

  第二个问题是讲传感器，有很多的传感器将来都要安装到人形机器人上面去。人形机器人一定要有信息感知的支撑，还要有大脑分析、控制，各类传感器是其中非常重要的一个内容，包括红外、紫外、X光等，传感器以后就是各类大数据。

  各类大数据是你后面进一步做分析的基础，数据、算力、算法，所有的里面都先要有数据，这个数据是传感器实时得到的数据。从光学的角度，红外的角度是要做慧眼，能够全天候的拍照，最后希望能够像孙悟空二郎神一样做到慧眼。

  红外线我们有微波炉，WIFI，光通信，红外加热等。红外传感器的功能，图像、热像，我们安检的时候可以穿过人体，看你身上有没有带了东西，如果带了枪，带了刀就可以看到。红外侦查，知道了以后打击目标。红外传感器放到天上，白天看风云，夜里看风云，对这个风云气象就报的很准，这也是通过信号分析，最后再做出判断，就是天气预报的判断，现在是对大气做CT，它的温度湿度，现在天气预报非常准，可以知道某一个地区几点它的气侯怎么样。

  热成像可以看到温度分布，对温度可以测得非常明确。它有些公式具体可以算出多少度，而且可以穿过烟雾，所以它的功能很强。夜里面哪里有排污，哪里有短路，哪里有电子软件失效都可以看出来。

  光谱识别，数据库做好，然后就可以分析了。比如说这个水稻亩产多少斤，光谱识别跟数据一比就可以知道这个地方亩产600斤。铀矿，跟数据库的光谱很接近，就知道这个地方有铀矿，目前这个事情在月亮上面做，上面放了探测器，分析月亮表面什么成分，在月亮的正面有一个月球侧，发现月亮表面到底是什么材质，这就是慧眼。

  现在火星在做这个事情，收集火星上面的光，来分析火星表面什么样，我们在天上做，在月亮上做，在火星上面做，也可以对人体来做。如果光谱信息拿来，一分析是活性还是良性，就可以用于病理诊断。

  人身体上有很多的传感器采集人的信息，我们的机器人上面也可以放传感器。机器人行动的信息，比如说表情、影像、行为，通过这个判断抑郁症有多严重，这个小设备放到人形机器人上，一看就知道是抑郁症的程度。我们现在发展一种微小的压力传感的设备，比如说分子传感器，能不能事先知道呢？要靠传感器知道，有一种荧光效应，发荧光，用这个道理可以做成报警器。

  嗅觉也很重要，人形机器人如果有嗅觉也非常好，像人一样，现在嗅觉也是研究的非常重要的一面，有机半导体材料，荧光、传感，对嗅觉也是很好的研究，美国开过一个万人传感器的峰会，对这个方面做过很多研究，在这个会上发表。

  第三个问题是人形机器人的感知功能。机器人发展还是很快的，智能时代下的机器人要有4个模块：环境感知模块、智能芯片模块、运动控制模块、操作系统模块。人形机器人中的核心传感器，推他一下就会过来，这个传感器有很多的固定，还要有触觉传感器。

  视觉传感器的研究热点就是仿生感光，市场规模非常大，每一个部件的研究非常重要。还有就是惯性传感器，要加速倾斜的角度。人形机器人里面大量的传感器设备，包括大量的部件，都需要把每一个部件的水平都能够研究得非常好，而且能够做出来。

  现在我们有很多的例子，机器人辅助手术系统，假肢矫形，可感知的脑部起搏器，仿生手，还有乒乓球教练，清洁机器人，数字导航机器人，数字化手术平台……

  我们现在发展的方向是要有一定的场景，基本的核心，基本的元器件要做好，要集成，还是需要瞄准我们每一个场景，比如说扫地的机器人，如果+ChatGPT，可以跟他说话，老年社会，比家里养一个狗好一些，功能好一些的买10万多的，又能够扫地，还能够给你讲话很好，这个难度也很大。

  还有教育机器人，把这个教育资源怎么写题目，怎么创造，怎么分析，搞个人形机器人在那儿，家长买回来以后，小孩子培训班不用去了，可以帮你分析。还有消防员，消防员很辛苦，很危险，他们从事危险的工作，希望能够被机器人替代。

  我们觉得做一个人形机器人的三大支柱：一个是感官设备；第二是大脑分析；第三是四肢行动。各种各样的元部件，把它融入到人形机器人里面去，又能够看书，回家还能够烧饭烧菜。

  我们人形机器人希望做成部分智能，能够做某一件事，或者能够做两件事，程序化的人形机器人从第一功能扩展到多功能，智能化人形机器人从单一智能发展到多智能，发展场景牵引的动作与对话相结合的智能化人形机器人，家务机器人，乒乓球教练等等，针对某一个场景具有一种功能，很多人就有市场的需求，所以机器人行业是未来智能时代里面非常主流的一个行业，会有许多上亿发展的可能性。