日前，特斯拉CEO馬斯克預(yù)測，到2040年，人形機(jī)器人的數(shù)量可能會(huì)超過人類，屆時(shí)，世界上會(huì)有至少100億個(gè)人形機(jī)器人，其價(jià)格可能會(huì)比汽車更低。

其實(shí)，從古代偃師造“人偶”的傳說，到近代簡易的“人形”機(jī)械，再到如今走向市場的高智能AI機(jī)器人……人類對人形機(jī)器人的想象與探索從未停止。而它們，或許也將在不遠(yuǎn)的未來，重塑我們的生活。

綿延千年的幻想

在《列子·湯問》中曾記載了這樣一段故事：周穆王西巡狩獵時(shí)，在昆侖山遇見一位奇人，名叫偃師，他制作人偶的手藝卓絕。人偶不僅在外貌上與尋常人幾乎無異，還能完成前進(jìn)、后退、前俯、后仰等動(dòng)作。

《列子·湯問》中還寫道：“巧夫顉其頤，則歌合律;捧其手，則舞應(yīng)節(jié)。”即只要掰動(dòng)其下巴，該人偶就能夠曼聲而歌，調(diào)動(dòng)手臂，它便會(huì)搖擺起舞，可謂“千變?nèi)f化，惟意所適”。

偃師所制造的人偶，可以看作人類早期對人形機(jī)器人的想象之一。而這樣的想象，也不只存在于中國。

文藝復(fù)興三杰之一的達(dá)·芬奇就曾在其手稿中繪制過一個(gè)人形機(jī)器人，名為“機(jī)器武士”。

1495年，一群意大利工程師根據(jù)達(dá)·芬奇的圖紙，耗時(shí)15年將“機(jī)器武士”制造完成。“機(jī)器武士”以木頭、金屬和皮革作為其外殼，以齒輪為驅(qū)動(dòng)裝置，依靠風(fēng)和水力驅(qū)動(dòng)，能完成坐、站立、揮舞胳膊等動(dòng)作。這也成為歷史上第一臺(tái)有實(shí)物做證的人形機(jī)器人。

除了能像人一樣行動(dòng)，人類還希望機(jī)器人能像人一樣思考。

古今中外，對弈下棋都可以看作人類思考的最具有代表性的表達(dá)，在AlphaGo出現(xiàn)之前三百多年，歐洲就曾出現(xiàn)過一個(gè)“戰(zhàn)無不勝”的“對弈機(jī)器人”。

1770年，發(fā)明家肯佩倫(Kempelen)為奧地利女皇展示了一款可以下國際象棋的機(jī)器人，被稱為“土耳其機(jī)器人”。

這是一個(gè)用楓木雕刻出來的真人大小的機(jī)器人，它身披土耳其禮服，坐在一個(gè)上面放著棋盤的木制柜背后，能夠通過復(fù)雜的齒輪和杠桿系統(tǒng)移動(dòng)棋子，與人下國際象棋。

肯佩倫宣稱，“土耳其機(jī)器人”可以擊敗任何一個(gè)人，隨后，它便真的擊敗了挑戰(zhàn)者。

但事實(shí)上，“土耳其機(jī)器人”并不是真正的“智能”。這臺(tái)機(jī)器只是能模擬人的行為，“下棋”的技能是由肯佩倫雇傭的國際象棋大師在背后進(jìn)行操縱完成的。

在此之后，人們對“人形機(jī)器人”的想象有了更大的空間。在1768年至1774年間，瑞士鐘表匠皮埃爾·雅奎特·德羅茲和他的兩個(gè)兒子制造出三個(gè)惟妙惟肖的自動(dòng)玩偶，分別能夠“寫字”“繪圖”和“演奏”。

不過，在20世紀(jì)之前，人類制作的“人形機(jī)器人”大多只是將復(fù)雜的機(jī)械裝置放在“人形”外殼之下。

從“一只手”到“一個(gè)人”

現(xiàn)代意義上的類人機(jī)器人研制源自20世紀(jì)上半葉的美國。1954年，美國人喬治·德沃爾制造出世界上第一臺(tái)可編程的機(jī)械手，并注冊了專利。現(xiàn)代人形機(jī)器人的研發(fā)便從“一只手”開始了。

隨后，被譽(yù)為“機(jī)器人之父”的美國人約瑟夫·恩格爾伯格創(chuàng)建了世界上第一家機(jī)器人公司——Unimation。幾年后，該公司的第一臺(tái)機(jī)器人產(chǎn)品Unimate問世。

1968年，美國斯坦福國際研究所成功研制出移動(dòng)式機(jī)器人Shakey，它是世界上第一臺(tái)帶有人工智能的機(jī)器人，能夠自主進(jìn)行感知、環(huán)境建模、行為規(guī)劃等任務(wù)。

幾乎在同一時(shí)期，日本早稻田大學(xué)研制出了WABOT-1，該機(jī)器人配備肢體控制系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)和語音交互系統(tǒng)，擁有仿人雙手和雙腿，身體多部位裝有攝像頭和觸覺傳感器。

盡管WABOT-1的行動(dòng)能力僅相當(dāng)于一歲多的嬰兒，但它的問世代表人類已初步實(shí)現(xiàn)全尺寸人形機(jī)器人雙足行走。其主要?jiǎng)?chuàng)造者加藤一郎也被譽(yù)為“世界仿人機(jī)器人之父”。

人形機(jī)器人要想走得穩(wěn)，雙足行走能力是根本。于是，1972年，著名機(jī)器人學(xué)者Vukobratovic研發(fā)出了雙足步行控制方法，為之后的人形機(jī)器人用雙足穩(wěn)定步行提供了基礎(chǔ)。

有了雙足支撐之后，雙手的靈巧性和面部的交互性被進(jìn)一步納入科學(xué)家們的研究范疇之中。

1974年，日本研制出OKADA三指靈巧手，在這之后，各國都在工業(yè)機(jī)器人操作臂、仿人手臂領(lǐng)域取得了長足發(fā)展。1993年，東京理科大學(xué)的小林宏教授首次研制出具有6種面部表情的表情機(jī)器人“AHI”。自此，機(jī)器人的“情感表達(dá)”成為機(jī)器人倫理討論中的重要議題。

到2000年，日本本田公司推出人形機(jī)器人ASIMO，它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)人類的行走速度，還可以與人握手、向人揮手、隨音樂起舞等。這一時(shí)期的人形機(jī)器人已經(jīng)展現(xiàn)出高度的系統(tǒng)集成的能力。自此，傳說中偃師所造的“人偶”似乎已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。

在這之后，以強(qiáng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)能力為特征的波士頓動(dòng)力Atlas機(jī)器人問世。緊接著，便是特斯拉Optimus機(jī)器人開啟的產(chǎn)業(yè)化落地階段。

發(fā)端晚，成長快

中國的人形機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)始于1990年。

自20世紀(jì)80年代起，中國的多所科研院校就已經(jīng)陸續(xù)開啟人形機(jī)器人的研發(fā)工作。直到1990年，國防科技大學(xué)率先研制出了我國首臺(tái)兩足步行機(jī)器人。這標(biāo)志著中國在人形機(jī)器人領(lǐng)域的起步。

十年之后，我國獨(dú)立研制的第一臺(tái)具有人類外形、能模擬人類基本動(dòng)作的人形機(jī)器人同樣在國防科技大學(xué)問世。

這臺(tái)定名為“先行者”的類人形機(jī)器人，不但具有類人一樣的頭部、眼睛、脖頸、身軀、雙臂與兩足，而且具備了一定的語言功能。

與此前的機(jī)器人相比，這臺(tái)類人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)的突破。例如，從只能平地靜態(tài)步行，到快速自如的動(dòng)態(tài)行走;從只能在已知環(huán)境中行走，到可在小偏差、不確定的環(huán)境中行走;行走頻率也由每6秒1步，提高到每秒2步。

2000年之后，人形機(jī)器人行業(yè)從大學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)與產(chǎn)業(yè)階段。

比如浙江人形機(jī)器人創(chuàng)新中心在2006年曾研制出小型仿人足球機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)多機(jī)協(xié)作踢足球;2008—2011年還研發(fā)出乒乓球?qū)Υ蚍氯藱C(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了145個(gè)回合的人機(jī)對打，并能夠適應(yīng)正反拍、旋轉(zhuǎn)球。

在商業(yè)化領(lǐng)域，優(yōu)必選的WalkerX已實(shí)現(xiàn)初步的基礎(chǔ)商業(yè)化，并將雙足真人尺寸人形機(jī)器人的成本降低至10萬美元以下。

2017—2022年，中國人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展開始走向成熟期。小米在2022年8月發(fā)布了首款全尺寸人形仿生機(jī)器人“CyberOne”。

2023年之后，中國人形機(jī)器人企業(yè)進(jìn)入“井噴期”，許多明星人形機(jī)器人企業(yè)誕生，人形機(jī)器人的實(shí)用性能也更加豐富。

如星塵智能的AI機(jī)器人Astribot S1擁有全能操作能力，可以自主完成疊衣、分揀物品、顛鍋炒菜、吸塵清潔、競技疊杯等各項(xiàng)復(fù)雜任務(wù)。

逐際動(dòng)力公布的全尺寸人形機(jī)器人CL-1則可以在堆滿貨物的多重貨架之間，全程連續(xù)無間斷地完成一系列大負(fù)載、大范圍的搬運(yùn)任務(wù)。

據(jù)首屆中國人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)大會(huì)發(fā)布的報(bào)告預(yù)測，2024年中國人形機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)到27.6億元，未來的潛力更是無限。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來越多的人開始相信，人形機(jī)器人將在更多領(lǐng)域展現(xiàn)自己的價(jià)值，為人類社會(huì)帶來更多的可能。

肖雅文

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