人形机器人催化不断！2024或是产业化元年？

  在人工智能和机器人技术的飞速发展下，人形机器人正逐渐从科幻小说走向现实生活。2024年4月27日，北京人形机器人创新中心在北京经济技术开发区发布了一款具有划时代意义的人形机器人——“天工”。这款全尺寸人形机器人以其纯电力驱动和拟人奔跑的能力，在全球科技领域引起了广泛关注。

“天工”机器人的亮相，不仅展示了中国在人形机器人领域的自主创新能力，也预示着人工智能技术在实体化应用方面的新突破。这款机器人的身高为163厘米，体重轻量化达43公斤，其设计巧妙地融合了力量与灵活性。通过搭载多个视觉感知传感器、每秒550万亿次操作的算力，以及高精度的惯性测量单元（IMU）和3D视觉传感器，“天工”在运动控制方面取得了显著进展，成为了具身智能场景应用和研究的优选平台。

  人形机器人的未来发展潜力不可估量。它们被视为继计算机、智能手机、新能源汽车之后的下一个颠覆性平台产品，预计将成为推动产业数字化、智能化升级的新质生产力。随着技术的不断进步和成本的逐渐降低，人形机器人有望进入日常生活的方方面面，从工业生产到家庭服务，从医疗护理到教育娱乐，它们将催生出全新的产业、模式和业态。2024年是不是人形机器人产业化的元年？笔者认为还是有待商榷但值得期待。

  01具身智能仍面临困境

  人工智能发展历经了六十年的风雨历程。从最初的基于规则的AI系统，到基于机器学习的AI，再到如今备受瞩目的基于大模型的AI代理，我们不禁要问：计算机真的已经能够“像人类一样行事”了吗？答案是显而易见的——我们还远未达到这一目标。

  尽管AI在某些领域取得了令人瞩目的成就，如AlphaGo在围棋领域的胜利，以及计算机视觉在日常生活中的广泛应用，甚至ChatGPT和GPT-4在语言理解方面的卓越表现，这些算法的神奇之处在于它们能够在计算机构建的虚拟世界中进行复杂的计算。然而，它们似乎仍然缺乏对我们所处物理世界产生直接影响的能力。

  这种“主体性”与“能动性”的缺失，构成了AI与人类行为之间巨大的鸿沟。如何让AI从虚拟的数字世界中“解放”出来，成为能够在物理世界中发挥作用的实体？机器人学家Rodney Brooks提出了一个响亮的口号：“智能需要一个身体”。

  这一概念的核心在于“具身化”（Embodied），即智能需要通过一个物理形态与世界互动。对于智能而言，一个存在于物理世界的“身体”既是一种能力，也是一种限制。它赋予了智能与物理世界互动的能力，同时也限定了智能的行动范围。

  尽管让机器人通过感知、行动和试错来学习的想法并不新鲜，但要让机器人在真实世界中表现得和人类一样好，其复杂性远远超出了最初的设想。人类的身体经过数万年的进化，形成了一套复杂的生物信息处理机制。例如，当我们上楼梯时，大脑能够迅速感知足部的受力情况，找到合适的重心，并通过调整全身肌肉来保持平衡。

  将这种人类无意识完成的复杂动作转移到机器人身上，却变得极其复杂。对机器人来说，在物理世界中成功完成某一任务的方式可能只有一种，而失败的方式却有无数种。即使我们能够详尽地模仿人类身体的解剖学特征，并对可能的行为动作进行细致的归纳和分类，但这种自上而下的有意识“复现”似乎始终难以完美模拟生物细胞经过万年进化所获得的“本能”。

  我们的身体DNA中似乎已经写入了一个“世界模型”，即使是婴儿，在无意识的阶段就已经能够完成与现实世界互动的复杂动作。这些与物理世界互动的经验是我们逐渐学习语言、知识、文化等“上层建筑”的基础。

  因此，人形机器人或具身机器人面临的真正挑战在于构建这样一个经过自然选择和进化考验的“身体”，再现人类基因中记录的“世界模型”。这是一条充满挑战的道路，但也是AI发展的重要方向。只有当我们能够创造出能够真正理解和互动物理世界的机器人时，我们才能说AI真正实现了“像人类一样行事”。

  02类似智能手机的产业链机会？

  在科技的浪潮中，人形机器人的时代正在缓缓拉开帷幕，预示着新一代技术革命的曙光。正如苹果公司定义了智能手机，特斯拉引领了新能源汽车的潮流，未来人形机器人领域的领军企业正在孕育之中。放眼全球，特斯拉、英伟达等行业巨头已经开始布局，致力于开发下一代具身智能机器人。在中国，随着华为、比亚迪、宁德时代、小鹏等大型资本的加入，以及优必选、傅里叶、智元等国产机器人企业的商业化进程不断深入，人形机器人的商业化奇点可能正在到来。

  在这一大产业机遇的背景下，目前市值较小的公司有潜力成长为未来的行业巨头。从政策层面来看，中国已经明确了发展目标，计划到2025年实现整机的批量生产，并在2027年建立一个安全可靠的产业链供应链体系。然而，人形机器人的关键零部件，如丝杠、减速器、电机等高端产品，国产化率仍然较低。面对2030年全球人形机器人市场规模有望达到千亿元的巨大机遇，小市值公司有望借助技术创新和市场东风，实现向大市值巨头的跨越。

  AI大模型的问世为人形通用机器人的发展带来了新的希望，具身智能也被视为AI发展的终极目标。人形机器人是软硬件能力高度集成的实体，其商业化的核心在于“AI大脑”的突破。大模型的泛化能力为实现机器人的通用性提供了可能。例如，机器人制造商Figure与OpenAI合作推出的Figure 01机器人，已经能够与人自然交流并理解执行任务。英伟达在最近的GTC大会上也推出了全球首个人形机器人通用基础模型，该模型具备完整的机器人仿真、训练和模拟平台。随着软硬件技术的不断融合，通用人形机器人有望更快地进入工业和消费应用领域。

  然而，科技的快速发展也可能带来风险。正如克隆技术对人类伦理道德的冲击，科技奇点也可能成为人形机器人发展的风险源。回顾智能手机和新能源汽车的发展历程，它们都受到了技术边界的限制。人形机器人作为AI和高端智能的结合体，随着以ChatGPT为代表的大模型的快速迭代，人工智能技术正在以前所未有的速度前进，人形机器人的科技奇点即将到来。但与此同时，政策边界也在逐步形成。2024年3月13日，欧盟通过了全球首个关于人工智能的综合法律框架《人工智能法案》，旨在确保人工智能系统尊重基本权利、安全和道德原则，并解决强大和有影响力的AI模型的风险，培育值得信赖的人工智能。

  随着海外特斯拉发布人形机器人以来，相关产业链快速发展。中国政府部门也在2023年出台了顶层设计指导意见，以推动机器人产业链的快速发展。人形机器人有望成为一个宽广的赛道，并为产业链带来巨大的市场空间。随着2024年中期定型量产阶段的临近，具有更高性价比、更高研发生产效率的国产零部件供应商预计将获得更多的市场份额。建议投资者关注产业链中的关键环节，包括总成、空心杯电机、丝杠和轴承、减速器、传感器、IMU、编码器、配套高端设备、机器人大模型等领域的公司。