人形机器人未来将如何突破？专家：研发面临三大关键技术及6个主要挑战
人形机器人未来将如何突破？专家：研发面临三大关键技术及6个主要挑战
人形机器人作为最具代表性的智能机器人之一，近年来在全球范围内引发了广泛关注。2024年5月30日，第十四届中国国际机器人高峰论坛暨第十届恰佩克颁奖仪式在安徽芜湖开幕，各类机器人产品纷纷亮相，其中人形机器人更是成为全场焦点。本文将为您详细介绍人形机器人面临的技术挑战及其未来发展趋势。
人形机器人展示亮点
在论坛展览区，两款人形机器人——H1和Kuavo最为引人注目。Kuavo以黑白配色示人，现场展示打太极，动作沉稳如老师傅；而一身黑色的H1则更加年轻炫酷，通过奔跑、跳跃等动作调动现场气氛。
进行现场展示的人形机器人Kuavo
人形机器人研发意义
哈尔滨工业大学机器人所所长赵杰表示，人形机器人的发展目标是实现从简单作业到类人灵巧作业的转变。专家普遍认为，人形机器人是具身智能的最佳体现，也是仿生机器人、腿足机器人发展的重要阶段。但未来机器人是否一定要像人？专家认为，开发机器人最终目的是辅助人类，应从功能出发，让机器人形态更通用、更适应不同场景。
技术挑战与突破方向
多位专家从不同角度分析了人形机器人面临的技术挑战。北邮人机交互与认知工程实验室主任刘伟指出，人形机器人面临三大关键技术及挑战：伺服控制、人工智能、运动控制。基于这三大问题，进一步可分解为六大主要挑战：动力和能源管理、机械设计和运动控制、感知与感知处理、智能决策与规划、人机交互与安全性、成本和可用性。
论坛上，专家普遍认为AI大模型的发展是实现人形机器人在复杂场景应用的关键。宇树科技联合创始人陈立表示，人形机器人能否胜任洗衣、做饭等任务，主要取决于现有大模型的处理能力。科大讯飞人形机器人首席科学家季超则指出，中国在高端算力芯片方面仍需追赶，这是实现人形机器人长远发展的关键。
除了大模型之外，人形机器人的硬件软件也是需要考虑的关键。赵杰表示，目前国内人形机器人的芯片依然在一定程度依赖国外生产商。“这样下去，人形机器人本体是中国产的，但它的大脑是外国的，我们又处在一个人形机器人产业链的低端，高端又被别人占领，我们在机器人大脑方面要下大力气，这也是需要加大投入的地方。”
同时赵杰强调，未来复杂场景的应用对人形机器人的零部件，尤其是机器人的手也提出了更高要求。而目前许多人形机器人的手离真正能够在复杂家庭场景中应用还差很多。俄罗斯工程院院士孙立宁认为，未来机器人还应该有像手机、电脑一样的操作系统，这个操作系统能够把人的技能植入到机器人当中，从而可以情感交互。
但陈立认为，具身智能目前还只能说是一个遥不可及的梦想。“要实现具身智能首先要突破对任务的理解和认知。但现在国内外开发者，包括OpenAI在做的事情，都还是基于大模型底座的一些数据融合和计算。它底层的逻辑还是用一些通用的计算公式来把模型给计算出来。但人的思维方式并不是简单的计算。人会有情感，还会有自我意识、自我认知、自我价值、自我否定等。要真正实现科幻片当中那样让机器人像人一样感知，甚至有自己的想法和意识，目前来看难度还是非常大。”
未来发展趋势
刘伟认为，人形机器人可以被视为一个典型的人-机-环境生态系统，包括人形机器人、人类用户和周围的环境。人形机器人作为机器人智能化技术的体现，通过传感器、处理器和执行器等技术来感知、处理和响应环境的变化。它可以与人类用户进行交互，通过语音识别、图像识别、姿势识别等技术进行沟通和理解人类的意图。人形机器人还可以与环境互动，通过移动、抓取和操作等方式来完成任务。人形机器人和人类用户的交互是人-机-环境生态系统的重要组成部分。通过与人形机器人的交互，人类用户可以向其传达指令、提供信息，并从中获取服务和反馈。人形机器人可以根据人类用户的需求和意图来做出相应的行为，提供相关的服务和支持。周围的环境也影响着人形机器人的行为和性能。环境中的物体、场景和其他人类用户的存在都会对人形机器人的感知和决策产生影响。同时，人形机器人也可以通过与环境互动来获取信息和执行任务。因此，人形机器人可以被视为一个人-机-环境生态系统，其中机器人、人类用户和环境之间相互作用，共同构成一个复杂且动态的生态系统。
孙立宁认为，未来机器人行业的发展潜力在交叉学科。在机器人发展智能化的同时，跟微纳米技术的结合，产生了微纳机器人的概念。仿生、柔性、医疗、微纳和生命科学结合又产生了微纳机器人这样新的研究方向。所以学科交叉一定是机器人未来发展的生命力来源。