浅析人形机器人产业化应用
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政策推动人形机器人产业化应用
根据工信部2023年11月《人形机器人创新发展指导意见》，明确3-5年发展路线，即到2025年初步建立人形机器人创新体系，2027年综合实力达到世界先进水平，成为重要的经济增长新引擎；重点产品方向包括整机、传感器、高密度执行器、控制器、动力能源等。人形机器人可划分出典型制造业、民生及重点行业、特种场景三大场景。
（1）典型制造业：聚焦3C、汽车等制造业重点领域，核心是提升人形机器人工具操作与任务执行能力；打造人形机器人示范产线和工厂，在典型制造场景实现深度应用。面向结构化生产制造环节，推动人形机器人在装配、转运、检测、维护等工序的应用和推广。面向非结构化生产制造环节，加强人形机器人与设备、人员、环境协作交互能力，支撑柔性化、定制化生产制造。
（2）民生及重点行业：拓展人形机器人在医疗、家政等民生领域服务应用，重点提升人机交互可靠性和安全性，开发具有复杂区域引导、灵活操作、鲁棒行走、多模态人机交互的解决方案。推动人形机器人在农业、物流等重点行业应用落地，提升人机交互、灵巧抓取、分拣搬运、智能配送等作业能力。
（3）特种领域方面：强化复杂环境下本体控制、快速移动、精确感知等能力。面向山地、远洋等要地警戒守卫场景，强化人形机器人在复杂地形高机动鲁棒行走能力、态势感知与智能决策能力。面向民爆、救援等特殊环境，强化人形机器人本体安全防护能力、复杂任务智慧生成与高精度操作能力，降低作业人员危险性。
2025年1月中共中央、国务院发布《关于深化养老服务改革发展的意见》，其中提到研究设立养老服务相关国家科技重大项目，重点推动人形机器人、脑机接口、人工智能等技术产品研发应用。深化全国智慧健康养老应用示范，推广智能化家居和智慧健康产品，探索开展居家养老安全风险预警和防范服务。
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本体厂商部署进展
根据国家地方共建人形机器人创新中心统计，截至2024年11月，国内外通用人形机器人整机商业公司约150家，国内超过80家，国内人形机器人整机商业公司中有半数来自高校的学生和教师创业。
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应用场景
3.1工业智能
在智能制造转型浪潮下，人形机器人以类人形态和灵活交互优势，深度嵌入工厂搬运与拣选流程。
大负载物料搬运：在汽车制造领域，可承担发动机、电池包等重型部件搬运任务。
精密拣选与装配：面对电子元件、柔性薄膜等易损物品，借助高精度抓取与自适应控制技术，实现无损伤操作。
多任务协同作业：依托群体智能技术，机器人集群可同步开展分拣、运输、质检等工作。
非结构化环境适应：机器狗展现出在狭窄空间、复杂地形（如矿山崎岖地面）的灵活移动能力，助力特殊场景下的运输作业。
具体案例：
人形机器人企业Agility Robotics宣布与物流供应商GXO部署人形机器人Digit，已完成10000个物流订单的履约。Digit具有两只胳膊、两条腿，身高约1.75米，体重65公斤，最多可承载16公斤，能够向前和向后移动，转身和弯曲身体。在这个场景中，Digit从自主移动机器人上卸下货箱，将其装入传送带系统，传送带系统将它们送到下游订单的包装/运输地点，这个过程不再需要人为遥控操作。
优必选在极氪5G智慧工厂开展全球首例多台、多场景、多任务的人形机器人协同实训，机器人分布于总装车间、SPS 仪表区、质检区及车门装配区等多个复杂场景，成功实现了协同分拣、协同搬运和精密装配等多任务协同作业。目前优必选与东风柳汽、吉利汽车、一汽-大众青岛分公司、奥迪一汽、比亚迪、北汽新能源、富士康、顺丰等企业达成合作，其自主研发的工业人形机器人Walker S系列已在多家车厂完成第一阶段的单机自主智能实训。
优必选Walker S1机器人图
3.2电力巡检
电力巡检是电力设备维护常态化手段。传统的电力巡检主要以人工巡检为主，由巡线工人采用目测或通过望远镜、测距仪及红外热像仪等方法完成巡检工作，但存在人工巡检效率低、容易漏检、风险高等风险。通过利用机器人可在发电站、变电站、输电线路等地面场景对待检器件与设备进行检查，输电线路等高空电力场景则主要通过无人机进行杆塔与巡线检测。
人形机器人在电力巡检的应用前景较大。一方面，由于具备灵巧手的硬件结构，人形机器人在电力巡检场景中有望具备巡检+操作的能力，可以进一步减少电力巡检的人员数量。同时，由于可以通过基于强化学习的技能训练，人形机器人能够使用、操作检测器件，并根据仪器仪表反馈，做出适时的运动规划、操作，使得其应用能力上限将有较大幅度的提升。另一方面，双足+环境感知、运控能力优化可以让机器人适应更加复杂的电力巡检场景，巡检的空间和范围得以拓宽。
具体案例：2025年1月，国家地方共建具身智能机器人创新中心与北京亦利和能源发展有限责任公司在北京签署合作协议，围绕电力场景展开深度合作共研。“天工”机器人成为首个在电力行业完成操作和巡检的人形机器人，可实现手持超声波低电波局部放电检测仪对多台电柜进行多点位局部放电检测、精准操作复杂的245母联柜，顺利完成合闸、分闸等倒闸操作任务。同时，“天工”能实时捕捉操作现场的信息，并根据实际操作需求，凭借上肢操作与下肢平衡调整，完成上下蹲起以获取更广泛的操作空间，能够高效完成抓持仪器、点按、旋钮等精细动作。
“天工”机器人图
3.3矿山智能化
据中煤科工数据，全国现有4300个煤矿，其中90%为井工煤矿。每个井工煤矿平均有10-20个巷道，若每个巷道仅配置10台巡检机器人，全国对巡检机器人的需求至少接近40万台。相关应用场景如下：
长距离智能巡检：部署长距离智能巡检车，借助激光雷达建模、多传感器数据融合等技术，实时监测巷道形变、气体浓度及设备状态，代替人工从事高危作业。比如，陕西小保当矿业应用巡检车后，自动化程度提升至90%，每年节约人力成本超30万元。
设备异常预警：利用搭载红外热成像、振动传感器等的机器人，实现设备异常预警。以国家能源集团神东煤矿为例，截至2024年5月，已部署36种共305台机器人，覆盖辅助作业、巡检、救援等场景，显著提升了综合效益。
具体案例：
中信重工紧扣智能矿山建设需求，深度融合AI、大数据、物联网等信息技术，大力推动执行类机器人技术与应用创新，不断提升管控平台系统效能，已打造70余款矿山智能装备，广泛应用于陕煤集团、甘肃窑街煤电、龙煤集团等大型煤炭企业。
3.4深海科技
深海环境面临高水压、能见度低、复杂环境、腐蚀性强等不利因素，在无线通信、能源供应、精确导航与定位、设备密封性与抗压性等方面都面临严峻挑战。
需要多部门学科结合、采用机械化手段进行作业。自主水下机器人作为一种常用的深海探测工具，能够搭载各种传感器进行海洋探测，在军事、民用以及科学研究中发挥重要作用。
深海观测/探测：水下机器人逐渐发展成为水下探索和作业的重要装备。近年来，美国、俄罗斯、挪威、日本等国家已研制出具备深海作业能力的水下机器人，并应用于海洋科学、资源开发、军事等领域。目前，国际上的深海观测/探测与感知传感器朝着更高精度、更大作业水深、更多细分功能的方向发展。
深海水下施工：深海水下施工作业装备主要用于海底开沟埋管、海底地形平整、疏浚、维修维护等，以保护海底光缆、管道及桩基等基础设施，具有广阔的应用前景。例如，法国SIMEC公司的HECTOR水下无人机器人可适应海底3000m海况；英国ACSM公司开发的CMROV电缆检修机器人可在全球范围内极端环境条件和各种海底土壤中运行，额定水深为2000m。
具体案例：
由北京航空航天大学机械工程及自动化学院研究团队，联合中科院深海所、浙江大学历经6年共同研发，深海小型多模态机器人研究成果于3月20日发表在国际学术顶刊《Science Robotics》。研究团队从蝙蝠鱼的运动模式中汲取灵感，设计出能够游动、滑翔、爬行的多模态机器人，并利用手性双稳态超材料结构实现0.75s内的游动-走动快速转换，适应不同的海底地形和任务需求。机器人搭载“深海勇士号”和“奋斗者号”载人深潜器完成了包含海马冷泉（1384m）、龙西海山（3756m）和马里亚纳海沟（10666m）在内的多地形、全海深的共计14次部署测试。
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