暗黑厨房里的机械共舞，人形机器人如何从科幻走进现实？

发布时间：2025-03-03 09:06:26 / 浏览次数：515 次

Figure机器人（图源：Figure）

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(yī)样(yàng)思(sī)考(kǎo)，冰(bīng)冷(lěng)的(de)金(jīn)属(shǔ)关节(jié)学(xué)会(huì)与(yǔ)生(shēng)活(huó)场(chǎng)景(jǐng)共(gòng)舞(wǔ)。而(ér)2025年(nián)2月(yuè)，这(zhè)一(yī)幕(mù)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

电影《大都会（Metropolis）》剧照

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(jī)械(xiè)之(zhī)躯(qū)承(chéng)载(zài)人(rén)性(xìng)，成(chéng)为(wèi)赛(sài)博(bó)朋(péng)克(kè)美(měi)学(xué)的(de)早(zǎo)期(qī)雏(chú)形(xíng)。

人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)（Humanoid Robot）是(shì)一(yī)种(zhǒng)利(lì)用(yòng)人(rén)工(gōng)智(zhì)能(néng)和(hé)机(jī)器(qì)人(rén)技(jì)术(shù)制(zhì)造(zào)的(de)具(jù)有(yǒu)类(lèi)似(shì)人(rén)类(lèi)外(wài)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。

NASA 的 Valkyrie （R5）机器人

图源：NASA

人形机器人的核心技术由四部分(fēn)组(zǔ)成(chéng)：

感(gǎn)知(zhī)系(xì)统(tǒng)：指(zhǐ)人(rén)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。

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(chū)级(jí)的(de)人(rén)类(lèi)躯(qū)干(gàn)与(yǔ)肢(zhī)体(tǐ)形(xíng)状(zhuàng)，能(néng)实(shí)行(xíng)的(de)功(gōng)能(néng)也(yě)存(cún)在(zài)很(hěn)大(dà)局(jú)限(xiàn)性(xìng)，只(zhǐ)能(néng)实(shí)现(xiàn)简(jiǎn)单(dān)的(de)行(xíng)走(zǒu)和(hé)手(shǒu)部(bù)运(yùn)动(dòng)，尚(shàng)未(wèi)具(jù)备(bèi)交(jiāo)互(hù)能(néng)力(lì)且(qiě)智(zhì)能(néng)化(huà)水(shuǐ)平(píng)较(jiào)低(dī)。

WABOT-1机(jī)器(qì)人(rén)（图(tú)源(yuán)：早(zǎo)稻(dào)田(tián)大(dà)学(xué)）

例(lì)如(rú)1973年(nián)，日(rì)本(běn)早(zǎo)稻(dào)田(tián)大(dà)学(xué)研(yán)发(fā)出(chū)了(le)世(shì)界(jiè)上(shàng)第(dì)一(yī)款(kuǎn)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)WABOT-1，它(tā)只(zhǐ)能(néng)够(gòu)执(zhí)行(xíng)搬(bān)运(yùn)物(wù)体(tǐ)等(děng)任(rèn)务(wu)，智(zhì)力(lì)水(shuǐ)平(píng)相(xiāng)当(dāng)于(yú)一(yī)岁(suì)半(bàn)的(de)婴(yīng)儿(ér)；同(tóng)时(shí)期(qī)日(rì)本(běn)本(běn)田(tián)公(gōng)司(sī)研(yán)发(fā)的(de)自(zì)主行(xíng)走(zǒu)机(jī)器(qì)人(rén)P2和(hé)ASIMO也(yě)仅(jǐn)仅(jǐn)在(zài)行(xíng)走(zǒu)和(hé)平(píng)衡(héng)方(fāng)面(miàn)进(jìn)行(xíng)不(bù)断(duàn)优(yōu)化(huà)。

高(gāo)度(dù)集成(chéng)发(fā)展(zhǎn)阶(jiē)段(duàn)（2001-2011）：

这(zhè)一(yī)阶(jiē)段(duàn)是(shì)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)初(chū)级(jí)感(gǎn)知(zhī)功(gōng)能(néng)的(de)起(qǐ)步(bù)阶(jiē)段(duàn)。这(zhè)一(yī)时(shí)期(qī)的(de)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)因(yīn)技(jì)术(shù)的(de)突(tū)破(pò)可(kě)以(yǐ)实(shí)现(xiàn)与(yǔ)外(wài)界(jiè)环(huán)境(jìng)有(yǒu)限(xiàn)的(de)互(hù)动(dòng)，并(bìng)且(qiě)运(yùn)动(dòng)自(zì)由(yóu)度(dù)提(tí)升(shēng)。虽(suī)然(rán)应(yīng)用(yòng)场(chǎng)景(jǐng)较(jiào)为(wèi)简(jiǎn)单(dān)，主要(yào)用(yòng)于(yú)展(zhǎn)览(lǎn)和(hé)娱(yú)乐(lè)，但(dàn)在(zài)运(yùn)动(dòng)控(kòng)制(zhì)和(hé)人(rén)机(jī)交(jiāo)互(hù)方(fāng)面(miàn)确(què)实(shí)有(yǒu)很(hěn)大(dà)进(jìn)步(bù)。

本(běn)田(tián)机(jī)器(qì)人(rén)发(fā)展(zhǎn)历(lì)史(shǐ)与(yǔ)第(dì)三(sān)代(dài)ASIMO（图(tú)源(yuán)：本(běn)田(tián)Honda）

例(lì)如(rú)2003年(nián)索(suǒ)尼(ní)QRIO机(jī)器(qì)人(rén)配(pèi)备(bèi)了(le)语(yǔ)音(yīn)识(shi)别(bié)功(gōng)能(néng)和(hé)人(rén)脸(liǎn)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(kāi)障(zhàng)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。

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。

POPPY机器人发展历史（图源：Inria）

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。

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(děng)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(děng)方(fāng)面(miàn)都(dōu)有(yǒu)显(xiǎn)著(zhe)进(jìn)步(bù)，实(shí)用(yòng)性(xìng)大(dà)大(dà)增(zēng)强(qiáng)。

Ameca机(jī)器(qì)人(rén)发(fā)展(zhǎn)历(lì)史(shǐ)（图(tú)源(yuán)：Engineered Arts）

例(lì)如(rú)，英(yīng)国(guó) Engineered Arts 为(wèi) Ameca 接(jiē)入(rù) GPT-3/4 后(hòu)，它(tā)如(rú)获(huò)新(xīn)生(shēng)。Ameca 配(pèi)备(bèi)了(le)高(gāo)级(jí)传(chuán)感(gǎn)器(qì)，具(jù)备(bèi)面(miàn)部(bù)和(hé)多(duō)种(zhǒng)语(yǔ)音(yīn)识(shi)别(bié)功(gōng)能(néng)，可(kě)以(yǐ)自(zì)然(rán)地(de)与(yǔ)人(rén)类(lèi)互(hù)动(dòng)，不(bù)仅(jǐn)能(néng)敏(mǐn)锐(ruì)检(jiǎn)测(cè)人(rén)类(lèi)情(qíng)绪(xù)，还(hái)能(néng)通(tōng)过(guò)丰(fēng)富(fù)的(de)表(biǎo)情(qíng)和(hé)手(shǒu)势(shì)传(chuán)达(dá)信(xìn)息(xi)。

在(zài)一(yī)些(xiē)高(gāo)端(duān)科(kē)技(jì)体(tǐ)验(yàn)场(chǎng)所(suǒ)，Ameca 作(zuò)为(wèi)接(jiē)待(dài)员(yuán)，以(yǐ)亲(qīn)切(qiè)的(de)交(jiāo)流(liú)和(hé)互(hù)动(dòng)为(wèi)访(fǎng)客(kè)提(tí)供(gōng)服(fú)务(wu)，给(gěi)人(rén)留(liú)下(xià)深(shēn)刻(kè)印(yìn)象(xiàng)。特(tè)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。

Unitree H1机器人(rén)（图(tú)源(yuán)：宇树科技）

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(liào)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。

Figure机器人（图源：Figure）

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。

游戏《底特律：化身为人（Detroit: Become Human）》主角康纳

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(shi)” 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(zī)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