人形機器人是人工智能技術與機器人技術深度融合的產物。近年來,機器擬人多條技術路線得到突破和實際應用,不少企業推出技術相對成熟且價格較低的機器人產品,使得人形機器人走進大眾視野。4月份在北京舉辦的全球首場人形機器人半程馬拉松賽更是進一步推高人形機器人的熱度。在機器人應用較為普遍的工業領域,人形機器人的發展會帶來什么影響?能否進一步改造升級工業(工業行業分析報告),促成產業的又一次變革?
相較傳統機器人,人形機器人有突出的特征和優勢,在機械構造、智能化、擬人仿生等技術領域取得顯著進步。一是實現了工程機械的突破。人形機器人雙足站立奔跑、五指抓取等動作逐漸成熟,推動了傳動系統、機械設計、結構設計、運動控制、環境感知等技術發展,使機器人能夠在復雜環境中穩定運行和執行多樣化任務。二是實現了智力水平的突破。在傳感技術和人工智能技術賦能下,人形機器人實現了對外部世界的更強感知,能夠主動適應外部環境變化,這使機器人具有更強的自主性和柔性。三是實現了擬人仿生的突破。人形機器人的外形設計具有更強的親近感,與人的交互更加簡便,使用者不需要專門學習,就可以通過人類語言向機器人下達指令,這使得機器人能夠進入更多非專業化應用領域。
盡管人形機器人發展迅速,但目前應用場景主要是展示、引導、陪伴等,多屬于服務機器人或專業機器人。相較而言,傳統工業機器人發展歷史更長,技術專業程度更高,更加追求安全、效率和穩定。其一,工業生產以安全為基本原則,工業機器人的使用必須保障工人和工廠安全,這具體表現為工業機器人工作空間與人類物理隔離,工業機器人的使用需具備專業知識和技能,對機器人參數的修改在未得到授權前是不被允許的。而服務業使用的人形機器人一般不會造成重大人身和財產損害,其操作也更加簡單。其二,工業生產強調效率優先,工業機器人會犧牲柔性化、多樣化,突出專業化。目前大多數工業機器人是針對流水線上某一步驟專門設計的,例如焊接機器人、噴涂機器人、碼垛機器人、運輸機器人、抓取機器人等。這些機器人的機械設計以完成專業化任務為目的,強化了完成特定工作的力量、速度、精確度等性能,犧牲其他不必要的功能,實現更高生產效率。而人形機器人的擬人化確實能夠拓寬機器人的應用領域,但難以在單一任務上實現高效率和高穩定性。其三,流水線的工業生產模式突出分工基礎上的協同,工業機器人注重生產線上的連續性和機器人之間的合作,一般不獨立運行。例如,汽車制造流水線上的焊接機器人通常4至6個為一組同時工作,以滿足不同焊點的具體要求,節約換裝焊頭的時間。而在服務業和家庭場景中不適合同時使用多臺機器人,人形機器人需具備獨立工作能力,但這也會損失多臺機器人合作帶來的高效率。
可見,不同類型機器人有各自擅長的領域,目前人形機器人更適合應用于商業和家庭,在工業生產方面的可靠性和性價比低于傳統工業機器人。盡管如此,作為機器人技術、工藝的重要驗證平臺,人形機器人能夠促進機器人動力系統、感知系統、控制系統的進一步優化,其發展理念也會對工業機器人未來發展提供重要啟示,這將對工業機械化、智能化發展產生持續影響。