人形机器人：用高精尖技术塑造人类的新伙伴(2)

“人形机器人从研发走向广泛应用，需要达到高性能、低成本、批量化三个要求。”中国科学院自动化研究所研究员刘禹说，一方面，高性能和低成本是相互制约的两个因素。如何让具有40多个自由度、平均体积与人相当的复杂人形机器人系统精准完成各类任务，同时将整机成本控制在25万元以内，是一个重要挑战。另一方面，批量化与稳定性相互制约。在如此多类型、多组件的复杂系统中，如何克服由于各类零部件制造误差造成的不确定性，使批量生产的系统能够稳定工作，也是一个关键难点。

目前，减速器、伺服电机、控制器等核心零部件占机器人整机成本的70%以上。“我们需要攻关轻量化骨骼、高强度本体结构、高精度传感、全身协调运动控制和手臂动态抓取灵巧作业等技术，以满足人形机器人高动态、高爆发和高精度等运动性能需求，打造具有高安全、高可靠、高环境适应性的人形机器人本体结构。这是我国当前在核心零部件方面需要着力突破的关键瓶颈。”刘禹说。

与人类一样，人形机器人也有“大脑”和“小脑”。刘禹表示：“当前，我们还需要面向人形机器人复杂地形通过、全身协同精细作业等任务需求，攻克控制人形机器人运动的‘小脑’关键技术群；同时增强人形机器人的环境感知、行为控制、人机交互能力；攻克支撑人形机器人全场景落地应用的‘大脑’关键技术群。”

在系统集成方面，如何将感知、认知、决策、控制等软件算法与传感、机械、材料等硬件系统有机融合，形成整体性能高于单元器件性能的软硬件一体化综合系统，也是国内外人形机器人相关研究人员面临的共同挑战。

在刘禹看来，人脑信息处理方式以及人体运动结构机理，对于在有限传感精度和有限本体精度条件下，构建高性能人形机器人系统具有重要借鉴意义，能够有效弥补我国在人形机器人硬件系统方面的不足。

未来产业应用前景广阔

总体来看，我国有良好的制造业基础和完整的产业链，既有能力为人形机器人的发展提供技术保障，又有能力为人形机器人提供广阔的产业应用场景。

近日，在中国科学院、工业和信息化部、北京市政府的支持下，中国科学院自动化研究所人形机器人攻关团队自主研发，突破了高爆发一体化关节、AI赋能设计、机器人大模型、类人柔顺控制等核心技术。团队还成功研制出人形机器人硬件设计和软件开发“大工厂”，通过它可以快速设计构建人形机器人硬件和软件系统，大幅度缩短现有研发周期，进而向抢占实体通用人工智能系统科技制高点迈出坚实一步。中国科学院自动化研究所人形机器人攻关团队技术骨干李睿表示：“通过软硬融合的方式研发核心零部件，是攻克人形机器人卡脖子技术、打造实体通用人工智能系统的关键。”

目前，北京等地已组建了人形机器人创新中心。这些创新中心充分发挥科研机构、企业等的优势共融发展，将有助于培育我国人形机器人这一新质生产力，为新型工业化提供高水平支撑，并推动人形机器人产业实现高质量发展。