在科幻电影的预言中，人类与机器人️的共生总是始于一场静默的革命——那些曾经笨拙的机械臂开始像人类一样思考，冰冷的金属关节学会与生活场景共舞。而2025年2月，这一幕似乎悄然在现实中上演。
美国初创公司Figure推出的新一代人形机器人️，搭载了名为Helix的视觉-语言-动作（VLA）模型，极大增强了机器人️的感知、控制、理解能力，让两台机器人️无需预演便能默契传递物品，以近乎科幻的智能协作能力，将家庭场景中的机械管家从幻想拉入现实。
人形机器人️：科技的集大成者
机器人️（Robot）的概念，最早出现在捷克著名作家卡雷尔·恰佩克（Karel Čapek）于1920年创作的戏剧《罗素姆万能机器人️》中。1927年电影《大都会》中的人造人玛丽亚，便以机械之躯承载人性，成为赛博朋克美学的早期雏形。
人形机器人️（Humanoid Robot）是一种利用人工智能和机器人️技术制造的具有类似人类外观和行为的机器人️，融合了机械工程、电子技术、计算机科学、人工智能等多学科领域的前沿成果。
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人形机器人️的核心技术由四部分组成：
感知系统：指人形机器人️需要具备感知环境的能力，通过传感器等设备来获取外部信息，如视觉感知、听觉感知、触觉感知等。
智能决策：指通过机器学习、深度学习、神经网络等人工智能技术，使机器人️能够根据情景和任务要求自主决策和判断。
人机交互：指人形机器人️能够更好地与人类进行交流和互动的功能，如语言识别、情感识别等。
运动控制：指通过使用各种传感器和算法来对机器人️进行姿势控制、步态规划和平衡控制。
人形机器人️的发展史，是一部人类试图用机械复刻自身的史诗。从蒸汽时代的齿轮幻想，到AI时代的神经网络革命，每个技术节点的突破都暗合着科幻作品的预言与启示。
01
早期发展阶段（1970s-2000）：
早期的人形机器人️模型外表简略，仅仅具有初级的人类躯干与肢体形状，能实行的功能也存在很大局限性，只能实现简单的行走和手部运动，尚未具备交互能力且智能化水平较低。
例如1973年，日本早稻田大学研发出了世界上第一款人形机器人️WABOT-1，它只能够执行搬运物体等任务，智力水平相当于一岁半的婴儿；同时期日本本田公司研发的自主行走机器人️P2和ASIMO也仅仅在行走和平衡方面进行不断优化。
02
高度集成发展阶段（2001-2011）：
这一阶段是人形机器人️初级感知功能的起步阶段。这一时期的人形机器人️因技术的突破可以实现与外界环境有限的互动，并且运动自由度提升。虽然应用场景较为简单，主要用于展览和娱乐，但在运动控制和人机交互方面确实有很大进步。
例如2003年索尼QRIO机器人️配备了语音识别功能和人脸识别功能，能识别10种面部表情；2011年，日本本田推出的第三代ASIMO，其利用传感器避开障碍物等自动判断并行动的能力，还能用五根手指做手语，或将水壶里的水倒入纸杯；ASIMO不仅能上下楼梯、端茶倒水，还曾在2014年指挥底特律交响乐团。
03
高动态运动与交互能力提升阶段
（2012-2020）：
该阶段的研发重点放在强化人形机器人️的运动能力或交互能力上。强化学习技术让人形机器人️在与环境的交互中不断优化动作和行为，情感识别和语言交互技术也得到显著提升。
例如，2013年美国波士顿动力公司研发的双足人形机器人️Atlas具有超高的运动能力，可以熟练地完成垂直起跳、倒立、跨越障碍、后空翻，甚至和Spot机器人️一起舞蹈，具有手脚都参与的跑酷功能。
2016 年法国 Inria Flower 实验室开发的第一款开源人形机器人️ POPPY 上市，它在教育、科研、文化艺术等多个领域都展现出出色的适应能力。在教育领域，POPPY 可以作为教学工具，帮助学生更直观地理解机器人️原理和编程知识；在文化艺术创作中，艺术家们借助 POPPY 的独特表现力，创作出许多新颖的艺术作品。
04
高度智能化发展阶段（2020至今）：
借助现代人工智能、计算机视觉系统等先进技术，人形机器人️迈向智能化进阶之路。如今的人形机器人️的感知与认知能力大大增强，大多具有高度仿生的躯干构型和拟人的运动控制，在重量、灵活性等方面都有显著进步，实用性大大增强。
例如，英国 Engineered Arts 为 Ameca 接入 GPT-3/4 后，它如获新生。Ameca 配备了高级传感器，具备面部和多种语音识别功能，可以自然地与人类互动，不仅能敏锐检测人类情绪，还能通过丰富的表情和手势传达信息。
在一些高端科技体验场所，Ameca 作为接待员，以亲切的交流和互动为访客提供服务，给人留下深刻印象。特斯拉公司的Optimus Gen2人形机器人️的移动功能、灵巧性、平衡性和实时处理方面的功能也因为AI大模型的介入得到了显著提升。
虽然国内人形机器人️的发展起步较晚，上个世纪90年代才开始研究。但近年来，国内人形机器人️研发取得了显著进展，众多企业和科研机构积极投身其中，在技术创新和产品应用方面不断探索。宇树科技便是国内人形机器人️领域的佼佼者。
在春晚舞台上，宇树科技的16台人形机器人️Unitree H1与舞蹈演员🎭️共同演绎《秧BOT》，以“赛博秧歌”惊艳全场。这些机器人️拥有19个关节，手臂额外增加3个自由度，实现了手绢旋转、抛掷回收等高难度动作。
这支名为《秧BOT》的舞蹈背后，是19个关节的精密协同，是每帧动作的AI映射，更是双足机器人️在复杂动态平衡领域的突破性进展，充分展现了宇树科技在人形机器人️研发方面的深厚实力。
人形机器人️的发展前景令人充满期待。随着人工智能、材料科学、传感器技术等领域的持续创新突破，人形机器人️将变得更加智能、灵活和强大。
在智能水平方面，它们将具备更强大的学习能力和推理能力，能够理解和处理更加复杂的任务和情境。通过与物联网、大数据等技术的深度融合，人形机器人️可以实时获取和分析海量数据，实现更精准的决策和更高效的行动。
在运动能力上，新型材料和机械设计将使人形机器人️的动作更加流畅、自然，能够适应各种复杂的地形和环境，完成更多高难度的动作。
随着人形机器人️技术的不断成熟，其应用场景也日益广泛。在工业领域，它们可以承担一些危险、重复或高精度的工作；在医疗领域，人形机器人️可协助医生进行手术，凭借其高精度的操作能力，降低手术风险；在家庭服务方面，人形机器人️可以担当家务助手，扫地、擦窗、洗碗等家务都能轻松完成；在教育领域，人形机器人️作为创新的教学工具，能够以生动有趣的方式传授知识。
由此可见，人形机器人️未来潜力巨大，不过仍面临多种挑战。
1.高算力：人形机器人️的姿态、速度和力度等方面，都需要高算力，现阶段的计算能力面临巨大挑战。
2.弱技术：现在基础技术能力仍然很弱，现有的软件算法等不足以支撑人形机器人️的大规模应用，仍需技术大幅创新。
3.高成本：研发成本高昂，高额亏损、研发投入高，是人形机器人️行业的常态。
4.不安全：数据安全能力和体系均存在不足，面临安全隐私等问题。
从WABOT-1的简单动作到Ameca的自由互动，人形机器人️正以“科技奇迹”之姿步入日常生活。它们既是《2001太空漫游》中HAL 9000的进化版，也是《底特律：变人》中康纳的原型。但技术的终极目标并非取代人类，而是如《星际穿越》中的TARS一般，成为探索未知的协作伙伴。
未来，当人形机器人️真正融入社会时，人类或将重新定义“人性”——不是以生物学特征为界限，而是以创造力、同理心与伦理选择为标尺。
或许正如所有经典科幻的警示寓言，人形机器人️终将成为照见人类本质的镜子：当它们学会在递出苹果时调整指尖力度以防磕碰，我们是否能以同等温柔对待同类？当它们突破图灵测试的瞬间，人类引以为傲的 “意识” 疆域又该如何重新勘定？
答案或许藏在下个十年的实验室里，也可能早已写在艾西莫夫的机器人️定律与《仿生人会梦见电子羊吗》的雨夜独白中。唯一确定的是，这场机械觉醒的终章，注定由人类文明与机器智能共同书写。
参考资料：
- https://www.ccidgroup.com/info/1207/41123.htm
- https://www.hanspub.org/journal/paperinformation?paperid=86460
- https://www.figure.ai/news/helix
- https://en.wikipedia.org/wiki/Atlas_(robot)
- https://builtin.com/robotics/humanoid-robots
- https://en.wikipedia.org/wiki/Humanoid_robot
作者：杨雨鑫
策划：刘颖 张超 李培元 杨柳
审核：付昌义 南京工业大学副教授
江苏省科普作家协会科幻专委会主任委员
