随着“具身智能”一词首次被写入政府工作报告,可以明确,我国创新主体要加快布局这一前沿领域,培育新质生产力。人形机器人作为具身智能的重要载体,将可能改变人类的生产生活方式,并重塑全球产业发展格局。
政策东风劲吹
为推动人形机器人产业高质量发展,工业和信息化部联合多部门先后发布了《“十四五”机器人产业发展规划》《“机器人+”应用行动实施方案》《人形机器人创新发展指导意见》等政策文件。在政策的支持下,国内企业迅速崛起。
目前,中国人形机器人专利申请数量位居全球前列,深圳市优必选科技股份有限公司(以下简称“优必选”)的专利申请量位居榜首,乐聚(深圳)机器人技术有限公司、上海傅利叶智能科技有限公司、追觅科技(苏州)有限公司、杭州宇树科技有限公司(以下简称“宇树科技”)等企业也名列前茅。随着专利申请数量的持续攀升,人形机器人的产业化进程加速推进。在国内,优必选、宇树科技、小米科技有限责任公司等企业正积极推进人形机器人在工业领域的商业化应用。优必选的Walker系列机器人已在工业制造和商用服务场景开展试点应用,并与多家新能源汽车头部厂商达成合作。此外,我国高校和研究机构在人形机器人领域持续发力,如中国科学院沈阳自动化研究所、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学等都拥有强劲的技术实力。
专利护航发展
人形机器人的研发涉及三大核心技术分支:智能控制(“大脑”)、运动协调(“小脑”)与机械结构(“肢体”)。优必选和宇树科技在量产能力和专利布局上表现相对突出,具有代表性。
人形机器人的“大脑”具备感知、决策与交互能力。宇树科技H1机器人搭载3D激光雷达和深度相机,以提升环境感知能力,这背后是专利在保驾护航。其名为“一种3D激光雷达及足式机器人”的专利申请,通过对激光脉冲信号的多角度反射,能够完成对周围环境的高频三维扫描。名为“一种用于机器人的高度地图构建方法、系统以及存储介质”的专利申请则提升了高度地图的精准度,为机器人的准确导航提供支持。
优必选的Walker X机器人搭载多目立体视觉感知系统,有力支撑了精准定位导航和手眼协调操作。例如,名为“一种基于视觉伺服的抓取控制方法、装置和机器人”的专利,通过获取目标物体位姿信息并调整抓取装置状态,实现对运动物体的精准抓取。
此外,DeepSeek的突破性技术为人形机器人装上“类人思维”,优必选率先将其应用于工业场景。其Walker S1机器人通过搭载Deep-Seek群脑训练网络,使机器人具备环境语义理解与常识推理能力,成功在复杂场景实现协同分拣、协同搬运和精密装配等多任务协同作业。
人形机器人的“小脑”具备运动协调能力,其决定了机器人能否灵活应对复杂地形。优必选的Walker S1采用自适应控制算法,一件名为“仿人机器人平衡控制方法、装置和仿人机器人”的专利申请通过多任务误差优化,确保机器人在搬运、分拣等工业场景中稳定作业。
人形机器人肢体的机械结构是动态能力的物理基础。宇树科技的H1机器人以后空翻、秧歌舞、功夫踢腿等动作闻名,其下肢设计专利“一种能够变转速比的机器人腿部结构和机器人”通过可变转速比技术,兼顾运动速度与力量输出。高动态能力离不开关节电机的支撑,宇树科技自主研发的M107无刷电机,体积小、扭矩大。名为“高度集成的高性能机器人关节单元”的专利申请,通过中空走线和贯穿连接优化结构,支撑其产品H1实现每秒3.3米的移动速度。
优必选的人形机器人的WalkerX可以进行柔顺物理交互,其灵巧的手可以完成按摩、拧瓶盖、端茶倒水等家居任务。名为“直接力反馈控制方法、装置、控制器和机器人”的专利申请显示,当检测到外力超过安全阈值时,可自动调整控制策略,在保证安全接触的同时实现高精度柔顺操作。
加快制定标准
我国人形机器人产业发展迅速,但在核心零部件精度、复杂任务处理能力、成本控制、产业化落地和标准体系建设等方面仍面临挑战。整机成本偏高,产品功能多集中在基础操作,难以应对复杂任务和跨场景应用,高成本、功能单一以及应用场景有限,共同制约了人形机器人的产业化进程。此外,数据接口和安全规范等标准体系尚未建立。
尽管我国人形机器人产业进展显著,但仍需在以下三方面持续发力。第一,建议制定行业标准,在安全交互、数据互通等领域形成规范,降低研发与市场推广成本,推动协同创新。第二,突破“卡脖子”技术,集中资源攻关高精度传感器、精密减速器等核心部件,减少进口依赖;同时强化产学研融合,鼓励高校与企业共建实验室。第三,构筑知识产权“护城河”,企业需加强全球专利布局,针对优势技术构建专利组合,同时建立风险预警机制,规避风险;此外,企业还应重视商标和品牌建设以增强市场竞争力。
未来,人形机器人将走出工业领域,融入人类生活的方方面面。我国也将为全球人形机器人发展持续贡献“中国智慧”。
(作者单位:国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心)