人形机器人赛道，我国何以弯道超车？
作者：张杨 华略智库长三角研究院研究经理
来源：第一财经
在刚刚闭幕的2024世界人工智能大会上，人形机器人“群星璀璨”，大会现场展出了25款人形机器人，特斯拉Optimus二代人形机器人首度亮相中国，宇树科技的中国国内首款实现奔跑功能的全尺寸通用人形机器人H1等也悉数亮相。
会场外，国内首款搭载鸿蒙操作系统的人形机器人夸父正在蔚来、江苏亨通集团等工厂检测验证；7月1日，国内“人形机器人第一股”优必选宣布与一汽-大众开展战略合作，共同探索人形机器人在工业场景的深度应用，这是优必选继与蔚来、东风柳汽之后，第三家官宣合作探索落地应用的国内汽车主机厂；7月2日，由英伟达、OpenAI和微软共同加持的美国知名人形机器人企业Figure AI也公布了最新的“落地”进展，并放出其Figure 01在宝马工厂打工的视频。
自1969年世界第一台人形机器人诞生起，人形机器人发展已经走过50余个年头。如今，随着生成式AI的爆发式发展，人形机器人发展“步伐”加快，英伟达、OpenAI、微软、特斯拉等国际领先科技巨头纷纷入场人形机器人赛道，我国人形机器人赛道也异常火热，人形机器人已经成为全球科技和产业竞争的前沿新赛道，人形机器人大规模加快商业化落地也成为可能。
根据2024年4月首届中国人形机器人产业大会上发布的《人形机器人产业研究报告》预测，2024年中国人形机器人市场规模将达约27亿元，2026年达到104亿元，2029年达到750亿元，将占世界总量的32.7%，比例位居世界第一，到2035年有望达到3000亿元规模；根据全球第二大市场咨询机构Markets & Markets的预测，全球人形机器人产业规模将从2023年的18亿美元增长到达到2028年的138亿美元。
究竟什么是人形机器人？我国人形机器人产业在全球的发展地位如何？我国人形机器人区域发展格局如何？未来可以在哪些方面进一步强化呢？
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人形机器人是指一种仿照人类形态和行为的机器人，其结合了机器人技术和AI技术，具有高度仿真外观和较强的人机交互能力，是AI具身智能的最佳载体，有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，将深刻变革人类生产生活方式，重塑全球产业发展格局。根据应用领域，人形机器人可划分为通用人形机器人、工业人形机器人、服务人形机器人和特种人形机器人。
人形机器人产业链主要由上游的零部件、中游的人形机器人本体和下游的终端应用这三个环节构成。人形机器人是机械设计、运动控制、人工智能等领域技术的综合体现，其核心零部件主要为减速器、伺服电机、控制器和传感器。人形机器人发展的技术难点在于模拟人类的“感知-认知-决策-执行”过程，这就意味着人形机器人需要有“大脑” “小脑”和“身体”，“大脑”主导上层的逻辑推理、决策、规划，以及用自然语言来和其他智能体、环境进行交流；“小脑”主要是通过主导视觉、触觉等多种感知来控制身体，从而完成复杂的任务；“身体”则是要有足够的硬件，如传感器和执行器等。
总体来看，欧美日在人工智能、感知技术等领域具有深厚技术积累，人形机器人产业发展具备先发优势，产业发展体系较为成熟。但近年来，我国在核心零部件、本体技术等方面取得了较大进步，涌现出了优必选、乐聚集、达阀、傅里叶等一批优秀人形机器人企业，已跻身全球领先地位。根据人民网研究院发布的《人形机器人技术专利分析报告》（以下简称《专利分析报告》），截至2023年5月底，我国人形机器人专利申请量居全球第一，超越美国、日本、欧洲、韩国等国家。同时，从衡量专利申请人数量的专利集中度上来看，与日本80%左右、美欧韩为50%左右的专利集中度水平相比，我国人形机器人专利申请集中度为20%-30%，技术竞争激烈，发展活力强劲。
从产业链各环节来看，与欧美日等国家相比，我国在高端芯片（如算力芯片、驱动芯片和运动控制芯片）和传感器（如激光雷达和深度相机）等核心零部件，人形机器人算法、模型等核心技术，以及软硬件集成等方面都还存在较大提升空间。根据《专利分析报告》，美国、日本和韩国具有高技术价值的发明专利占专利总量的比重达90%以上，欧洲则维持在80%以上，而我国的占比仅在60%至70%之间。同时，我国人形机器人领域的专利多为重点专利和一般专利，技术布局较为单一，在核心专利布局方面还存在较大欠缺，核心技术方面的话语权还有待提升。
从技术创新体系来看，欧美日韩以企业创新为主，我国则以企业和院校、科研机构为主。根据《专利分析报告》，日本、美国、韩国企业申请的专利占总量的比重分别为93.3%、89.8%和72.2%，而我国企业和院校、科研机构申请的专利量则分别为56.3%和38.1%。同时，我国企业掌握重点专利较多，而院校和科研机构则核心专利和重点专利数量都较多，院校和科研机构在我国人形机器人领域的前沿引领作用更加明显。
2023年起，我国开始密集出台有关人形机器人产业发展的相关政策。2023年10月，工信部发布《人形机器人创新发展指导意见》并明确，“到2025年，人形机器人创新体系初步建立；到2027年，人形机器人技术创新能力显著提升”。各地还加快构建人形机器人技术研发力量，北京、广东等地陆续布局了人形机器人创新中心，加快人形机器人相关技术突破。
人形机器人是机器人的最高级形态，其发展与区域高端制造业基础，尤其是机器人产业基础密不可分。京津冀、长三角、粤港澳是我国机器人产业发展的三大高地，目前也已成为我国人形机器人产业发展的先行地区。其中，北京、深圳、上海产业实力最强，已集聚一批人形机器人领域具有实力的高校院所、科研机构、研究平台及创新型企业，占据了产业发展先发优势。以上海为例，我国具备人形机器人整机能力的企业超过25家，其中约一半来自上海。
——京津冀地区：形成了以北京为发展中心，天津河北特色突出的人形机器人产业发展格局。京津冀地区创新资源丰厚，人形机器人领域技术创新优势明显。北京是京津冀地区人形机器人产业发展的核心重点地区，集聚了清华大学、北京理工大学、北京航空航天大学、中科院自动化所等一批国内领先的智能机器人研究高校和院所，成立了全国首家人形机器人创新中心，有小米、银河通用机器人、星动纪元、加速进化、钢铁侠、伟景机器人等人形机器人整机企业，还有因时机器人、智同科技、清能德创等行业关键零部件配套企业，在特种机器人、医疗机器人、物流机器人、服务机器人等领域特色优势明显。
天津和河北特色机器人产业集聚优势明显，人形机器人产业发展基础扎实，其中天津在水下无人机、工业无人机等领域形成了一定集聚优势，河北省特种机器人、移动机器人市场占有率全国第一。在京津冀三地联合举办的2023京津冀产业链供应链大会上，首次发布了六大跨区域产业链图谱，其中就包括机器人产业链图谱，强调突破核心零件、配套部件及算法模块、机器人本体、系统集成等环节，打造具有国际竞争力的集聚区。
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——长三角地区：形成了以上海为发展核心，苏浙皖各展所长的人形机器人产业发展格局。长三角地区电子信息和制造业基础好，机器人产业生态完善。上海有复旦大学智能机器人研究院、上海交通大学元知机器人研究院、同济大学机器人与人工智能研究院等创新资源，集聚了傅利叶智能、智元机器人、达阀机器人、上海开普勒等机器人本体企业，以及步科股份、鸣志电器核心零部件企业，形成了智能机器人产业发展的较为完整的从上游核心零部件、中游本体到下游集成及终端应用的较为完整的产业链体系。2024年5月，上海还成立了人形机器人领域的首个国家地方共建的首个国家级公共平台——上海人形机器人创新中心。
江苏已涌现出一批具有自主知识产权的人形机器人产品，涵盖了仿人型机器人、服务型机器人、特种机器人等多个领域，形成了南京、无锡、苏州等发展先导区，其中苏州乐聚机器人技术有限公司发布国内首款可跳跃、可适应多地形行走的开源鸿蒙人形机器人“夸父”，无锡则落地了优必选工业具身智能机器人产业园暨优奇智能总部项目，还组建起了由12家企业构成的无锡人形机器人核心部件产业联盟，开展从研发到制造到市场层面的协同合作。
浙江在精密减速器、伺服电机及驱动器等核心零部件领域具有较强实力，有宇树科技、浙江大学、之江实验室等人形机器人领域先进研发力量，浙江大学自2006年起先后研制了四代“悟空”系列人形机器人，动子科技（宁波）有限公司研发的小型人形机器人BRUCE已在高等教育和职业教育行业实现小批量出货，宇树科技推出了国内第一款能跑的全尺寸通用人形机器人Unitree H1，也是全球同类规格中功率性能最高的机器人。
安徽在整机、关键零部件以及人工智能算法等方面具备一定发展基础，产业链关键部分环节形成了一定技术积累，有涉及人形机器人高校院所研发团队11个，产业链企业21家，无论是人形机器人的“大脑”“小脑”还是“肢体”，安徽都已具备一定发展基础。近日，由江淮前沿技术协同创新中心牵头建设的安徽省人形机器人重点实验室、安徽省人形机器人产业创新中心近日相继获批，江淮中心自主研发的“启江一号”人形机器人也将在八月底亮相。
——粤港澳地区：形成了以深圳为发展重心，广佛莞为发展主力的人形机器人产业发展格局。粤港澳大湾区是全球人形机器人供应链的重要集聚区，控制、伺服系统技术较为领先，产业金融氛围活跃。深圳集聚了汇川技术、雷赛智能、奥比中光、大族传动、同川科技、固高科技等企业，涉及减速器、电机、控制器、传感器等核心零部件，拥有优必选、逐际动力、乐聚机器人等一批本体企业，已具有人形机器人产业先发优势，有深圳市人工智能与机器人研究院、深圳市智能机器人研究院、中国科学院深圳先进技术研究院智能仿生研究中心、香港中文大学（深圳）机器人与人工智能实验室等智能机器人科研院所，发布了优必选Walker X、乐聚夸父、逐际动力CL-1、戴盟Sparky1等人形机器人，“人形机器人第一股”优必选就位于深圳。
东莞制造业基础雄厚，华为已在东莞成立了人形机器人公司。佛山企业天太机器人率先推出了全球首款具有仿人脊柱功能的通用型人形机器人平台，发布了全身有64个自由度的人形机器人。
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一是强化国际标准引领能力。国际标准是国际科技竞争的制高点，目前人形机器人领域国际标准尚未形成，由我国之江实验室牵头的全球首个腿式机器人标准已获批立项。未来我国要持续强化与主要国际标准化组织在人形机器人领域标准化方面的交流合作，积极参与国际标准制定，促进国家标准、行业标准和团体标准的分级分类制定，促进国际国内标准协同，在全球人形机器人产业发展中抢占先机。
二是强化关键核心技术布局。未来我国要围绕发展较为欠缺的人形机器人算法、模型等核心技术以及高端芯片、传感器等核心零部件领域，通过发布重大研发专项计划、开展揭榜挂帅、打造创新联合体等方式强化核心技术布局，不断增强产业发展的技术支撑能力。
三是强化技术创新体系结构。未来我国要更好发挥企业创新主体作用，加强企业为主导的产学研用深度融合，提升人形机器人科技成果转化水平；加大对人形机器人产业的扶持力度，积极培育壮大耐心资本，鼓励各类社会资本投入人形机器人产业，提升金融赋能水平；加大应用场景开放和推广，推动人形机器人在制造业、安防、物流、生活服务等多个领域的深度应用。
四是强化重点区域优先布局发展。未来我国要强化重点区域优先布局发展，充分依托京津冀、长三角、粤港澳三大人形机器人产业发展重点区域，发挥京津冀地区创新资源丰富，长三角地区产业链完善，粤港澳地区控制及伺服系统技术领先、产业金融氛围活跃的优势，因地制宜推动人形机器人技术创新和产业发展，打造人形机器人产业优势集聚区。
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