2024人形機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化白皮書解讀:行業(yè)迎來標(biāo)準(zhǔn)化加速期,多場景落地可期
在全球智能化浪潮下,人形機(jī)器人正成為繼計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)和新能源汽車之后,重塑全球經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)格局的關(guān)鍵力量。近日,全國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會發(fā)布《人形機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化白皮書(2024版)》(以下簡稱“白皮書”),系統(tǒng)梳理行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,明確標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)方向,為行業(yè)穩(wěn)健前行提供重要指引。
從概念界定來看,白皮書首次明確人形機(jī)器人的狹義與廣義定義。狹義上,它是外觀和行為與人類相似、具備軀干、頭部和四肢的機(jī)器人;廣義上則涵蓋具有部分或全部人類特征(包括軀干、肢體、語言、智力等)的機(jī)器人,此次研究聚焦廣義范疇,更貼合當(dāng)前技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際。同時,白皮書厘清了人形機(jī)器人與智能機(jī)器人、具身智能、雙足機(jī)器人等相關(guān)概念的關(guān)系,例如并非所有機(jī)器人都具備智能,具身智能機(jī)器人是智能機(jī)器人與具身智能的交集,而雙足機(jī)器人與人形機(jī)器人存在交集但形態(tài)定義更寬泛。
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在發(fā)展歷程方面,人形機(jī)器人已走過半個多世紀(jì)的探索之路。國際上,日本1972年研制出世界首個全尺寸人形“智能”機(jī)器人WABOT-1,本田ASIMO、波士頓動力Atlas等產(chǎn)品不斷突破運(yùn)動性能,特斯拉Optimus系列則推動行業(yè)進(jìn)入智能化階段。國內(nèi)研究起步于20世紀(jì)80年代末,國防科技大學(xué)“先行者”、北理工“匯童”、浙江大學(xué)“悟”和“空”等標(biāo)志性產(chǎn)品接連涌現(xiàn),如今宇樹科技H1、小米CyberOne、優(yōu)必選Walker S1等產(chǎn)品已具備語義識別、平穩(wěn)行走和復(fù)雜動作執(zhí)行能力,柔性材料的應(yīng)用還推動了驅(qū)動器技術(shù)革新。
產(chǎn)業(yè)層面,全球人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)多元化布局,中國、歐美、日韓等地區(qū)處于領(lǐng)先地位,涌現(xiàn)出特斯拉、波士頓動力、優(yōu)必選、宇樹科技等一批核心企業(yè)。產(chǎn)業(yè)鏈上游,核心零部件如電機(jī)、減速器、傳感器等國產(chǎn)化程度參差不齊,部分高端部件仍依賴進(jìn)口,基礎(chǔ)軟件中操作系統(tǒng)、控制算法、大模型等正加速國產(chǎn)化;中游整機(jī)企業(yè)分為引領(lǐng)者、追隨者和新興力量,國內(nèi)產(chǎn)品在自由度、運(yùn)行速度等性能指標(biāo)上已達(dá)到國際先進(jìn)水平;下游應(yīng)用場景不斷拓展,工業(yè)制造、家庭服務(wù)、醫(yī)療康養(yǎng)、商業(yè)服務(wù)、高危作業(yè)等領(lǐng)域均已出現(xiàn)落地案例,例如宇樹科技H1在汽車生產(chǎn)線完成零件裝配,優(yōu)必選Walker S1實(shí)現(xiàn)與無人物流車、工業(yè)移動機(jī)器人的協(xié)同作業(yè)。
技術(shù)發(fā)展上,人形機(jī)器人已形成“大腦-小腦-肢體”協(xié)同的核心技術(shù)架構(gòu)。機(jī)械本體方面,一體化關(guān)節(jié)、靈巧手、仿人臂/腿、柔性電子皮膚等部件不斷向輕量化、高精度、高可靠性方向突破;動力系統(tǒng)涵蓋電驅(qū)動、液壓、氣動等多種方式,電驅(qū)動因高效、易控制成為主流,液壓驅(qū)動功率密度優(yōu)勢顯著,氣動人工肌肉則在仿生性上表現(xiàn)突出;多模態(tài)感知、自主任務(wù)規(guī)劃、運(yùn)動控制等技術(shù)持續(xù)升級,大模型與仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的應(yīng)用,進(jìn)一步提升了機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)能力和決策效率。
標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)是當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵議題。目前,國際上ISO、IEC、IEEE等組織已發(fā)布部分與機(jī)器人相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),但專門針對人形機(jī)器人的國際標(biāo)準(zhǔn)仍屬空白。國內(nèi)已發(fā)布122項(xiàng)機(jī)器人領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn),在研21項(xiàng),全國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會還成立人形機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)工作組推進(jìn)體系建設(shè)。白皮書提出,未來需重點(diǎn)構(gòu)建基礎(chǔ)通用、零部件、模塊、整機(jī)四大類標(biāo)準(zhǔn),涵蓋術(shù)語定義、安全倫理、技術(shù)要求、測試認(rèn)證等內(nèi)容,同時明確標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)路線年)聚焦基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn),中期(3-5年)完善零部件與模塊標(biāo)準(zhǔn),長期(5年以上)實(shí)現(xiàn)整機(jī)與應(yīng)用場景標(biāo)準(zhǔn)全覆蓋。
展望未來,標(biāo)準(zhǔn)化將為行業(yè)發(fā)展注入強(qiáng)勁動力。通過統(tǒng)一接口、規(guī)范技術(shù)準(zhǔn)則,不僅能降低企業(yè)研發(fā)成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量可靠性,還能推動人形機(jī)器人與人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)深度融合,加速其在工業(yè)自動化、智能物流、醫(yī)療康養(yǎng)等新業(yè)態(tài)中的應(yīng)用。在國際層面,我國需加強(qiáng)與ISO、IEC等組織的對接,推動國內(nèi)先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌,提升在國際標(biāo)準(zhǔn)制定中的話語權(quán)。同時,政企協(xié)作機(jī)制的完善、產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新的深化,將進(jìn)一步促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化,助力人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)從“并跑”向“領(lǐng)跑”跨越,開啟人機(jī)共融的全新篇章。
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