在與無人物流車協作裝配的過程中，一個人形機器人精準地放置零件，另一個則及時地將成品運往下一個環節，無需任何言語，卻能完美同步。這里，未來智能工廠端倪初現。
優必選全新一代工業人形機器人Walker S1進入車廠實訓（圖片由企業提供）
2023年12月底，人形機器人企業優必選登陸港交所成為國內的“人形機器人第一股”。今年10月，優必選研發的Walker S系列人形機器人實現了與無人物流車等設備的協同作業，為智能制造和自動化物流等領域帶來了新的增長機遇。
十余年來，這家人形機器人“獨角獸”曾在核心零部件研發領域備受矚目，也一度在營收方面受到質疑。
拓展國產人形機器人應用場景、競逐新型工業化“星辰大海”，優必選正在創業之路上持續探索。
“像在黑暗沙漠中行軍”
2008年，一次偶然的機會，優必選創始人周劍在日本的一個展會上邂逅人形機器人，激發了他濃厚的研發興趣。
大學自動化專業畢業的周劍，曾在一家實木機械生產外企任中國區經理。當時三十多歲的周劍辭職創業時，曾認為很快就能做出人形機器人，然后實現商業化量產。
可很快，周劍發現實際工作與最初設想很不一樣，最大難關在于沒有經驗可循，在研發過程中走很多“彎路”。
“開模具”，是制造用于生產機器人部件模具的過程，通過注塑、鍛壓等加工方法中賦予產品形狀。為了試錯，斥資百萬的模具曾開過好幾個。漫長摸索時期的學費，昂貴到“有些絕望”。
為了支撐研發，他賣掉了自己所有的房、車；由于頻頻借錢，朋友拒接電話；甚至親人也難以理解……“就像在一個黑暗沙漠里行軍，甚至連星星、月亮的方位都看不清楚。”初創團隊的成員常常如此形容當時的境遇。
2012年，從事機器人相關技術研究近二十年的熊友軍成為了優必選的首席技術官。作為一名機器人遙操作技術及控制專業博士，熊友軍說：“表面上看，機器人站立和行走很簡單，但不同于天然就很平衡的四足機器人，人形機器人走動起來后還要適應不同地形、障礙等，研發難度比較大。”
熊友軍認為，技術突破以及未來難點就在于機器人手眼協調上，并預測這應該是未來各大廠商比拼的關鍵。為了應對將來未知的困境，優必選采取了“兩條腿走路”的戰略。一方面持續投入人形機器人研發；另一方面，憑借已有的技術，面向多個行業，推出智能服務機器人解決方案，實現“沿途生蛋”的效果。
“人形機器人不要想著一天做成，要做好打‘持久戰’準備。”熊友軍說。
探索技術“無人區”
讓人機交互時更具親近感要像人一樣運動，涉及三個方面挑戰：運動、感知和認知能力。
首先要解決硬件問題——伺服驅動器。機器人越靈活，自由度越高，就需要越多關節，可不同位置的關節，力量、扭矩、精度、速度要求都不一樣。
2010年前后，以減速器、伺服電機和控制器等為代表的核心零部件，其高端市場基本被國外廠商壟斷，高昂的研發成本和制造成本限制了人形機器人產業發展。陷入過同樣困境的不止優必選。在國際知名的人形機器人企業中，有創始人在社交媒體上發表了感慨：“最令我震驚的是人形機器人供應鏈如此不成熟。要做一家人形機器人公司，不僅要造機器人，還要重新設計零部件。”
提升力矩同時如何做到減小體積和重量？怎樣選擇合適材料確保產品性能和壽命，同時兼顧成本？如何做好供應鏈管理，確保零部件質量和供應穩定性……優必選在伺服驅動器研發上投入大量時間和資源，面臨一系列未曾預料的困難。
小到機器人的手指關節，大到高爆發力的踝關節、膝關節皆需要伺服驅動器。據熊友軍介紹，直到2012年，優必選終于研發出在性能參數、穩定性方面不輸日本、韓國、瑞士等國際一流公司，同時性價比更具優勢的專業伺服驅動器。
其次是運動控制能力。“就像足球運動員一樣，即使他體魄強健，如果沒有運控能力，也不一定能踢好球。伺服驅動器只是構建出機器人硬件，想要為人服務，還需要運動控制能力。”熊友軍表示，“為此，優必選在最早可以直立行走機器人上，做運動學建模，還搭建運動控制算法平臺。通過平臺，機器人可以在各種不同環境中行走，包括上下樓梯、走斜坡，適應各種不平路面，甚至人去推它，它還會自動恢復。”
在機器人的感知能力上，優必選通過集成先進的傳感器和計算單元，賦予機器人復雜的路線規劃和任務執行能力。在認知能力方面，利用深度學習與生成對抗網絡（GAN）等前沿技術，不斷增強機器人的智能水平。
功夫不負有心人，在漫長煎熬和等待之后，優必選將伺服驅動器零部件國產化率從四成提升至九成以上，研發團隊獲得多項發明專利。
錨定大型人形機器人
在2016年的春晚上，優必選的540臺Alpha 1S機器人進行了精彩的伴舞表演，不僅為觀眾帶來了視覺上的震撼，也為優必選贏得了巨大的市場關注。春晚過后僅一個月，Alpha 1S機器人的銷量就突破了2萬臺。
隨著市場關注度的提升，優必選開始受到眾多知名投資機構的青睞，并獲得上市公司的注資。這些資金的注入為人形機器人的技術研發和市場推廣提供了強有力的支持，推動了優必選在人形機器人行業的快速發展和擴張。
這期間，我國出臺一系列政策措施以促進機器人產業快速發展。《機器人產業發展規劃（2016—2020 年）》提出，實現我國機器人關鍵零部件和高端產品的重大突破，實現機器人質量可靠性、市場占有率和龍頭企業競爭力大幅提升。明確要形成較為完善的機器人產業體系發展目標。
周劍認識到，盡管優必選的Alpha系列機器人在小型化、特定功能和特定場景應用方面取得了成功，但要實現更廣泛的商業化和家庭應用，還需要更大的突破。
與小型的Alpha機器人相比，大型人形機器人擁有更接近人類的外形、尺寸和動作能力，具有更高的自由度，代表了機器人產業創新發展的前沿。優必選的大型人形機器人“Walker計劃”在這樣的背景下正式立項。
當前整個行業正處于初步“仿人”階段，這也是機器人成為人類伙伴之前的“必修課”。“在實驗過程中，我們會大量模仿人的智能比如語音識別技術，讓機器人和人進行交流和溝通，了解我們的意圖。最終目標是讓機器人延展人的功能以及感知器官能力。”熊友軍說。
當時，公司內部有人提出，在整個行業技術還不成熟的條件下，不應該繼續投入大型人形機器人研發。但優必選研發團隊還是認定，開發人形機器人能更充分地發揮類人各種優勢，在各類極端惡劣環境中更好地代替人類作業。
在周劍的支持下，從2016年加大投入研發大型人形機器人以來，至今已經歷六次迭代。
迎接“奇點”來臨
從打破技術壟斷、讓產品走入市場到步入工業化場景、人形機器人“進萬家”，不是一個簡單由此及彼的問題。由于算力、成本、應用場景等諸多因素制約，人形機器人遠沒到量變引起質變階段。
周劍認為，發展人形機器人不能拋開產業談創新，要同上游企業做好基礎原材料及核心零部件研發，更要面向下游各類應用場景，提供解決方案和概念驗證。
優必選科技副總裁、研究院院長焦繼超在推動人形機器人技術的發展和商業化方面發揮了關鍵作用。他幾乎全程參與人形機器人進入汽車工廠實訓的環境勘測。
“填補一線車間工人的用工缺口”是汽車企業當前最迫切的需求。在調研某大型汽車生產車間時，他發現部分生產車間不能安裝空調，在夏天接近40多度的生產車間里，員工工作數小時卻只能用安全帽上的兩個風扇來獲得微弱的清涼。
“類似這樣的工作崗位正是人形機器人可以發揮作用的地方。優必選的人形機器人曾在吉利旗下極氪5G智慧工廠連續工作21天，沒有出現大的硬件問題，這與車企‘生產安全重于泰山’的理念珠聯璧合。”焦繼超說。
目前，優必選工業版人形機器人Walker S系列逐步進入國內多家頭部汽車工廠進行實訓，公司已經獲得車企超過500臺的意向訂單。
去年10月，工信部印發《人形機器人創新發展指導意見》，將人形機器人定位為“集成人工智能、高端制造、新材料等先進技術，有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品，將深刻變革人類生產生活方式，重塑全球產業發展格局”。
相關數據顯示，2024年中國國際服務貿易交易會期間，全球人形機器人約 38% 的供應鏈企業在中國，北京、上海、廣東等地都成立機器人相關創新中心。在大模型“東風”助推下，人形機器人加速“進化”，萬億級大市場不再遙不可及。
通過尋找更適合人形機器人的應用場景，在實測中不斷試錯、前進，優必選在解決技術困難的同時，進一步密切產業上下游關系，鞏固人形機器人商業化落地的基礎。焦繼超認為，“沒有哪條路絕對正確，停留在實驗室，產品永遠不會成熟”。
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