具身智能之人形机器人深度解析
作者:系统管理员 发布日期:2025-09-09 浏览次数:

人形机器人作为人工智能与机器人技术深度融合的产物,正逐步从实验室走向现实应用场景。随着技术加速演进、产品不断迭代,人形机器人正逐步从"概念验证期"迈入"商业化落地期"。2025年被市场公认为人形机器人"量产元年",特斯拉Optimus、优必选Walker S2等产品加速商业化落地,全球机器人产业链正经历从技术验证到规模化应用的质变。

人形机器人不仅是制造业皇冠顶端的明珠,更是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。它集成了人工智能、高端制造、新材料等先进技术,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。从技术原理看,人形机器人通过"感知与识别→规划与决策→控制与执行"的运行逻辑,构建了完整的"大脑"(AI决策)与"小脑"(运动控制)协同机制。从应用场景看,人形机器人已在工业通用操作、汽车制造、3C制造、船舶制造、石油化工、电力生产、安全应急、商业服务、家居服务和农业生产等领域展现出巨大应用潜力。

全球人形机器人产业发展格局正逐步形成,中美日韩欧等主要经济体均在积极布局。中国在核心零部件国产化方面取得显著突破,绿的谐波、双环传动在减速器领域市占率超60%,卧龙电驱在无框力矩电机领域功率密度达3.5kW/kg,五洲新春在精密轴承领域通过定增扩产突破技术瓶颈。然而,人形机器人仍面临技术协同、伦理安全、成本控制等多重挑战,需通过政策引导、技术创新和生态优化等路径加速商业化进程。

一、人形机器人概念与历史演进

人形机器人(Humanoid Robot)又称仿生人,是一种旨在模仿人类外观和行为的机器人,尤其特指具有和人类相似肌体的种类。其核心特征是具有类人的体态和肢体结构,能够执行多种任务并具备不同程度的自主学习、智能决策和智能交互能力。从技术原理看,人形机器人是"大脑"(AI决策系统)与"小脑"(运动控制系统)的协同载体,通过感知环境、理解指令、规划行动和执行任务的闭环流程,实现与物理世界的交互。

人形机器人的概念起源可以追溯到1728年Ephraim Chambers所编撰的《百科全书》,书中提到了一种据称是艾尔伯图斯·麦格努斯制作的自动机。Android(仿生人)一词则源自希腊语词根"andr-(人、男性)"和后缀"-oid(形似的)",最早出现在1863年美国专利文献中,指代小型的人形玩具自动机。1886年,法国作家维利耶·德·利尔-阿达姆的小说《未来夏娃》首次描述了一种人造的女性机器人。这些早期的科幻作品为人形机器人概念奠定了基础,而现代意义上的人形机器人则始于20世纪中期。

人形机器人发展史可分为三个主要阶段:早期发展阶段(1970-2000年)、高度集成发展阶段(2001-2011年)和高动态运动与交互能力提升阶段(2012年至今)。1973年,日本早稻田大学的加藤一郎教授研发出了世界上第一款人形机器人WABOT-1的WL-5号两足步行机,这可以被视为人形机器人的雏形  。1986年,日本本田汽车公司开始进行人形机器人ASIMO的研究,并成功于2000年发布支持无线遥感的第一代机型,该产品形态足够小型化和轻量化,不仅优化了步行方式,还增加了对手部的操作和控制,但运动平衡性较差、智能化程度较低  

2000年,中国国防科技大学发布国内首个人形机器人"先行者",标志着中国进入人形机器人研究领域。2013年,美国波士顿动力公司发布的双足机器人Atlas具有较强的平衡性和越障碍能力,能够承担危险环境搜救任务 。2018年,优必选科技发布了Walker X人形机器人,通过U-SLAM视觉导航技术和深度学习算法,实现了自主路径规划和复杂环境中的物体识别 。2023年,特斯拉发布Optimus原型机,采用纯电机驱动和FSD纯视觉路线,身高约173厘米,体重约56公斤,可在汽车工厂进行搬运、浇水植物、移动金属棒等任务 。

2025年,人形机器人产业发展进入关键阶段。中国电子学会在2025世界机器人大会上发布了《人形机器人十大潜力应用场景》,涵盖工业通用操作、汽车制造、3C制造、船舶制造、石油化工、电力生产、安全应急、商业服务、家居服务和农业生产等领域。同时,北京亦庄发布"具身智能机器人十条"专项支持政策,通过销售补贴、供应链支持、实训场奖励等措施,加速人形机器人商业化进程。

二、人形机器人核心技术体系

人形机器人核心技术体系主要包括机械结构、驱动系统、感知系统、控制系统和能源系统五大模块,各模块技术突破与协同创新构成了人形机器人发展的核心动力。

机械结构方面,人形机器人需要模拟人类骨骼和肌肉系统,实现自然运动。天工PRO人形机器人身高163厘米,重56千克,全身42个自由度,其中手部6个自由度,触觉精度0.3N,单指抓握力大于1kg。优必选Walker S2具备全球首创的自主热插拔换电系统,实现7×24小时不间断作业,同时搭载了群脑网络2.0系统和自研的Co-Agent智能体技术,构建AI双循环,实现单机自主与群体协同的协同进化。

驱动系统是人形机器人的"肌肉",主要包括减速器、伺服电机和执行器。减速器方面,绿的谐波、双环传动在谐波减速器领域市占率超60%,寿命达1万小时(国际竞品平均8000小时)。卧龙电驱自主研发的无框力矩电机功率密度达3.5kW/kg,寿命10万小时,已为宇树科技H1机器人提供核心部件,部分客户已形成小批量订单。五洲新春通过定增扩产行星滚柱丝杠,但高端市场仍被舍弗勒、THK等国际厂商主导,国产化率不足10%。

感知系统是人形机器人的"感官",主要包括视觉、触觉、力觉等传感器。天工PRO配备四个全场景双目结构光3D相机、高精度六维力传感器,可实现360度环境感知。柯力传感是国内六维力传感器龙头,已向优必选、宇树科技供货,单台机器人需搭载2-4个,2025年出货量预计突破1万台。奥比中光在3D视觉感知领域构建了涵盖双目、结构光、iToF等技术的全产品矩阵,目前已与多家人形机器人客户进行适配与合作。

控制系统是人形机器人的"神经中枢",主要包括运动控制算法和AI决策系统。天工研发团队基于强化学习,自研了"基于状态记忆的预测型强化模仿学习"方法,融合了传统方法平稳性高的优点和强化学习泛化性强、不依赖环境的优点,既解决了强化学习带来的定位精度差的问题,又解决了模型预测控制方法当中对于非结构化环境适应性差的问题,达到更稳健、更拟人、更泛化的效果。卧龙电驱与智元共建的"动力系统联合实验室"已实现无框力矩电机与启元大模型的深度融合,使智元灵犀X2机器人的运动控制精度提升至0.001°,情感交互响应速度缩短至0.01秒。

能源系统是人形机器人的"心脏",主要包括电池技术和能量管理系统。特斯拉Optimus搭载2.3kWh、52V电池包,可待机20个小时 。优必选Walker S2已批量使用400Wh/kg电池,但全固态电池需到2030年后主导,当前仍面临界面阻抗和成本问题。人形机器人对电池性能要求极高,能量密度需达400Wh/kg以上,循环寿命超过2000次,支持5C以上快充能力,以满足复杂运动模式和动态负载变化的需求。

人形机器人技术体系的核心突破在于"具身智能",即通过身体与环境的交互实现智能学习和进化。2023年,谷歌和柏林工业大学推出的史上最大的视觉-语言模型PaLM-E(5620亿参数)可理解图像和语言、执行各种复杂的机器人指令而无需重新训练  。同年,微软研究团队展示了多个ChatGPT解决机器人难题的示例,标志着大模型与机器人结合的可行性。

三、人形机器人全球产业现状

全球人形机器人产业发展格局正逐步形成,中美日韩欧等主要经济体均在积极布局。从竞争格局看,目前全球人形机器人市场主要由四大梯队构成:引领者如特斯拉、波士顿动力、本田等,拥有雄厚的技术实力和产业化进展;杰出者如优必选、Agility Robotics等,依托差异化技术路线或应用场景脱颖而出;有潜质者如智元机器人等,展现出快速追赶的后发潜力;追随者则包括众多初创企业和跨界入局的企业。

北美地区以美国为代表,拥有波士顿动力、特斯拉、Agility Robotics等领先企业。波士顿动力的Atlas机器人采用液压驱动,运动性能最强,能够完成碎石路面下的稳定行走、雪地山地行走、倒地后的快速起身等高难度动作 。2024年年初,波士顿动力将液压Atlas升级为关节更加灵活的电动Atlas,进一步推动人形机器人技术发展。特斯拉Optimus则采用纯电机驱动和FSD纯视觉路线,2023年发布原型机,计划2026年启动量产,目标五年内实现年产百万台。

欧洲地区以德国、法国为主,拥有卡尔斯鲁厄理工学院、柏林工业大学、法国PAL Robotics等研究机构和企业。德国卡尔斯鲁厄理工学院推出的ARMAR-6是用于工业环境的协作式人形辅助机器人,能够与人类互动并在需要时以主动的方式提供帮助 。柏林工业大学AI研究团队联合谷歌推出的PaLM-E多模态视觉语言模型,则为具身人工智能提供了"大脑"支持 。法国PAL Robotics公司推出的TALOS面向工业应用设计,身高175厘米,重量90公斤,行走速度3公里/小时,可适应不平整路面和台阶,能完成钻孔和拧螺丝等任务 。

亚洲地区以中国、日本、韩国为主,形成了各具特色的发展路径。日本在人形机器人领域起步较早,本田ASIMO曾是技术标杆,但2018年宣布停止继续开发ASIMO,转而开发新一代人形机器人 。韩国则通过财阀战略布局人形机器人产业,2020年现代汽车集团以11亿美元价格从软银手中收购波士顿动力80%股份,2023年三星通过收购Rainbow Robotics(持股35%)及成立InnoX实验室,计划结合Gauss大模型开发人形机器人。

中国是全球人形机器人产业发展的重要力量,已形成从核心零部件到整机制造的完整产业链。2020年前后,产业数字化浪潮席卷全球,中国科技企业开始加速布局人形机器人领域。2023年3月,工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》,首次指出人形机器人有望成为继计算机、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,并规划到2025年在特殊场景取得示范应用,到2027年成为重要经济增长新引擎 。

从企业布局看,中国已有多家企业进入人形机器人领域。北京具身智能机器人创新中心研发的天工机器人于2025年4月以2小时40分42秒的成绩获得全球首个人形机器人半程马拉松赛冠军。优必选科技已获得国内某知名企业2.5亿元人形机器人采购合同,以新一代Walker S2为主力产品,计划年内启动交付,刷新了全球人形机器人行业的最大单笔订单纪录。小米公司发布CyberOne全尺寸人形仿生机器人,具备情绪感知、双足行走等技术,已进入北京亦庄智能工厂产线测试,计划2026年部署超过2000台机器人。

从市场规模看,人形机器人有望成为千亿美元级别的蓝海市场。据GGII预测,2030年全球市场规模将突破200亿美元,中国市场规模将达到50亿美元左右 。高盛预测则更为乐观,认为2035年全球人形机器人市场规模有望达到1540亿美元 。马斯克展望,长期来看人形机器人需求量可能达100亿台 。

人形机器人产业链可分为上游核心零部件、中游整机制造和下游系统集成三大环节。上游核心零部件包括减速器、伺服电机、控制器、传感器和能源系统等;中游整机制造包括人形机器人本体设计、组装和测试;下游系统集成则聚焦于人形机器人在各类场景的应用开发和服务提供。

从产业链布局看,中国企业已实现部分核心零部件的自主可控。绿的谐波、双环传动在谐波减速器领域市占率超60%;卧龙电驱在无框力矩电机领域功率密度达3.5kW/kg,已与宇树科技等企业形成合作;五洲新春通过定增扩产行星滚柱丝杠,但高端市场仍需突破;柯力传感在六维力传感器领域已向优必选、宇树科技供货;奥比中光在3D视觉感知领域构建了全产品矩阵。

四、人形机器人应用场景与商业化路径

人形机器人应用场景广泛,主要包括工业制造、家庭服务、安全应急、商业服务、医疗护理和农业生产等领域。不同场景对人形机器人的技术要求和商业化路径存在显著差异。

工业制造是人形机器人最成熟的商业化场景。优必选Walker S2已在新能源汽车、3C制造等领域实现规模化应用,与比亚迪、吉利汽车、一汽-大众、富士康、顺丰等各行业领军企业建立合作。Walker S2搭载了全球首创自主换电技术,能够实现7×24小时不间断作业,解决了传统机器人充电时间长、无法连续工作的痛点。其群脑网络2.0系统和Co-Agent智能体技术实现了单机自主与群体协同的螺旋式进化,当多个Walker S2机器人共同完成一项大规模生产任务时,能够实现高效协同和动态调整。

特斯拉Optimus则聚焦于汽车制造场景,计划2025年交付500台工业版,单机成本降至2万美元以下,供应链本土化率超80%。马斯克表示,未来特斯拉80%的价值将来自于Optimus,这两项是实现第四版"宏图计划"的重要因素。优必选官方数据显示,截至2025年9月,优必选Walker系列人形机器人已获得近4亿元的合同,其中仅上半年就已交付近5000万元的人形机器人订单。

家庭服务是人形机器人最具潜力的消费级市场,但商业化程度仍相对较低。小米CyberOne全尺寸人形仿生机器人具备情绪感知能力,辨别85种环境语义、45种人类语义情绪,计划2026年量产。雷军承诺投入300亿元研发资金,旨在成为消费级市场的颠覆者,将CyberOne与米家平台无缝整合,控制各类智能设备。

然而,家庭服务领域面临多重挑战。首先是安全机制不健全,面对故障时人形机器人可能对家庭成员造成伤害;其次是家庭场景数据缺乏,导致服务体验较差;最后是消费级人形机器人的硬件能力不足,算力有限,难以支持复杂的人机交互和自主决策。目前市场上家用型人形机器人的技术成熟度和商业化程度仍相对较低,主要产品如优必选机器人可完成扫地、按摩等简单任务,但尚未形成大规模商业化应用。

安全应急是人形机器人的重要应用场景,尤其在灾害应对与安全救助领域。2025年世界机器人大会上发布的十大潜力应用场景中,"安全应急:灾害应对与安全救助"位列其中,通过搭载烟雾传感器、气体检测仪、热成像仪等设备,人形机器人可实时监测现场情况,协助搜救被困人员、传递应急物资,联动应急指挥系统反馈现场数据,为救援决策提供支持,降低人员伤亡风险。

医疗护理是人形机器人极具前景的应用场景。擎朗医疗机器人Gen3已实现智能再升级、效能再升级和安全再升级三大维度重构价值体系,推动医院物流进一步向医疗配送具身智能化跃迁。Gen3单机容积扩大,运力再涨25%,放入超大与更多物品,提高运输效能,满足医院高峰期及突发急救场景下的高效运力响应。同时配备舱内UVC灭菌模组,运输后自动进行舱内物表与空气消杀,提升舱内洁净度,降低院内交叉感染风险。

人形机器人商业化路径主要分为技术突破、政策支持和场景落地三个关键环节。

技术突破方面,核心零部件国产化和算法优化是关键。绿的谐波、双环传动在谐波减速器领域市占率超60%,寿命达1万小时。卧龙电驱自主研发的无框力矩电机功率密度达3.5kW/kg,寿命10万小时,已为宇树科技H1机器人提供核心部件。算法优化方面,天工研发团队基于强化学习,自研了"基于状态记忆的预测型强化模仿学习"方法,融合了传统方法平稳性高的优点和强化学习泛化性强、不依赖环境的优点,达到更稳健、更拟人、更泛化的效果。

政策支持方面,北京亦庄发布"具身智能机器人十条"专项支持政策,通过销售补贴、供应链支持、实训场奖励等措施,加速人形机器人商业化进程。政策聚焦软硬技术协同攻关、数据要素先行先试、应用场景牵引推广、新业态全链条培育等关键领域,全国首创数据采集实训场奖励、二次开发社区支持、"打样券"、人形机器人销售补贴、供应链响应平台支持等支持措施。

场景落地方面,人形机器人正从"实验室创新"迈向"工厂落地",技术红利与政策东风共振下,2025-2030年将是产业生态重构的关键窗口期。据中商产业研究院预测,2025年全球市场规模将达53亿美元,2030年突破200亿美元,中国作为全球最大制造业市场,有望占据30%以上份额。核心驱动力包括技术突破(传感器、减速器、执行器等核心部件国产化率提升,成本下降50%以上)、政策红利(工信部提出2025年实现人形机器人核心部件自主可控,长三角、珠三角等地出台专项补贴)和场景落地(工业制造、医疗护理、家庭服务三大场景率先放量)。

从商业化路径看,人形机器人可分为工业版和消费版两大方向。工业版人形机器人以特定场景需求为导向,通过解决搬运、质检、装配等具体问题积累技术与数据,实现商业化落地。消费版人形机器人则以家庭服务为核心,通过与智能家居生态整合,提供清洁、陪护、交互等服务,但目前仍处于技术验证和小规模应用阶段。

五、人形机器人面临的挑战与解决方案

人形机器人面临多重挑战,主要包括技术协同、伦理安全、成本控制和法律监管等方面。这些挑战不仅制约了人形机器人的商业化进程,也影响了其在各类场景的应用效果。

技术协同挑战:人形机器人需要实现"大脑"(AI决策)与"小脑"(运动控制)的协同机制,这对技术整合能力提出了极高要求。目前,人形机器人的"大脑"与"小脑"的协同机制尚未成熟,尤其是在具身智能早期阶段,如何将有限的研发资源投入特定场景的分类机器人,通过解决具体问题积累技术与数据,成为通往通用智能的务实路径。

解决方案方面,天工研发团队基于强化学习,自研了"基于状态记忆的预测型强化模仿学习"方法,融合了传统方法平稳性高的优点和强化学习泛化性强、不依赖环境的优点,达到更稳健、更拟人、更泛化的效果。卧龙电驱与智元共建的"动力系统联合实验室"已实现无框力矩电机与启元大模型的深度融合,使智元灵犀X2机器人的运动控制精度提升至0.001°,情感交互响应速度缩短至0.01秒。

伦理安全挑战:人形机器人高度拟人化、智能化的特性,使其在伦理和安全方面面临严峻挑战。首先是隐私保护问题,人形机器人在家庭场景中可能收集敏感数据,需通过消费者适当性分级机制保护用户。其次是未成年人社会化问题,陪伴机器人可能替代人际互动,阻碍社交技能发展 

解决方案方面,学者提出将金融领域的消费者适当性机制扩展至人形机器人服务领域,通过"卖者尽责、买者自负"的原则,建立人形机器人服务的消费者保护机制 。同时,需对人形机器人服务与消费者进行分级,以应对"信任控制"风险,确保人形机器人服务与消费者匹配,避免信息不对称带来的风险 。

成本控制挑战:人形机器人高昂的开发和生产成本是制约其商业化的重要因素。目前,消费级人形机器人成本普遍在60-70万元左右,如小米CyberOne,而工业版人形机器人如特斯拉Optimus成本也需2万美元左右

解决方案方面,核心零部件国产化是降低成本的关键路径。绿的谐波、双环传动在谐波减速器领域市占率超60%,寿命达1万小时。卧龙电驱通过收购意大利SIR公司89%的股权,以SIR为依托,设立了浙江希尔机器人,开始布局机器人相关业务,并与智元机器人达成合作,通过双向持股降低边际采购成本17%,并提前锁定智元2025年超1000台人形机器人的核心部件供应。五洲新春通过定增扩产行星滚柱丝杠,计划新增年产98万套行星滚柱丝杠、210万套微型滚珠丝杠及7万组通用机器人专用轴承等产能,有望抓住人形机器人市场的爆发趋势。

法律监管挑战:人形机器人自主侵权责任因算法黑箱难以追溯,需建立提供者、大模型方、使用者的共同责任框架。同时,人形机器人服务的消费者保护机制尚未完善,存在信息不对称、风险传导等潜在问题

解决方案方面,学者建议层次化确立信息披露、可反驳的过错和因果关系推定,不再要求过错与因果关系具备一一对应性,以使受害者获得公平救济的同时兼顾产业发展 。同时,需对人形机器人服务与消费者进行分级,以应对"信任控制"风险,确保人形机器人服务与消费者匹配,避免信息不对称带来的风险。

六、人形机器人未来发展趋势

人形机器人未来发展趋势主要体现在技术融合、场景拓展、生态构建和政策支持等方面。随着技术不断突破和应用场景不断丰富,人形机器人有望在未来10-15年内成为新一代智能终端的主流形态之一。

技术融合趋势:人形机器人将加速与大模型技术的融合,形成"远端大模型+本地通用视觉感知"的协同模式  。天工研发团队正在集中研究基于人机交互任务先验信息的大模型微调技术、基于视频演示与预训练模型的人形机器人技能学习技术和基于大语言模型指令拆解的人形机器人发育进化技术,进而实现人形机器人的自主学习和进化

固态电池技术将为人形机器人提供更强大的能源支持。目前,半固态电池能量密度达400Wh/kg,体积减少40%,使机器人续航翻倍;全固态电池能量密度超500Wh/kg,理论值超500Wh/kg,体积能量密度提升40%,热失控温度提高至280℃,针刺、挤压不起火,低温性能优化,锆基电解质在-40℃环境下内阻仅增10%,解决冬季续航骤降问题。预计到2030年,人形机器人电池市场规模将达1200亿元,其中固态电池占比超60%。

仿生皮肤技术将为人形机器人提供更自然的交互体验。中国计量大学研发的三层仿生皮肤可模拟出汗和温度调节,通过模糊PID控制方法控制核心温度在(36.8±1)℃,通过环流麦精准拾音与大模型长文本解析能力,可直接语音指令下单任务,复杂需求解析准确率超95% 。然而,仿生皮肤技术仍面临材料老化、维护成本高等问题,需进一步突破。

场景拓展趋势:人形机器人应用场景将从工业制造向更多领域拓展。首先是特殊作业场景,如核电站维护、核废料处理、矿山爆破及冶金工作等高危环境,人形机器人可替代人类完成危险任务。其次是医疗护理场景,擎朗医疗机器人Gen3已实现智能再升级、效能再升级和安全再升级三大维度重构价值体系,推动医院物流进一步向医疗配送具身智能化跃迁。

第三是家庭服务场景,随着技术成熟和成本下降,人形机器人将逐步进入家庭,提供清洁、陪护、交互等服务。最后是农业生产场景,大疆农业无人机已开始在湖北秭归县陡坡脐橙园等场景应用,破解了山区大型农机无法作业的世界难题,未来人形机器人有望在田间精细作业等领域发挥更大作用。

生态构建趋势:人形机器人将形成"硬件+AI+场景"的生态闭环。卧龙电驱通过子公司直接持有智元机器人0.76%股权,并获得董事会席位,同时智元机器人以增资扩股形式反向注资卧龙旗下希尔机器人,形成"硬件+AI+场景"的闭环生态。这种双向持股使双方联合开发的关节模组边际采购成本降低17%,并提前锁定智元2025年超1000台人形机器人的核心部件供应。

同时,人形机器人将推动"机器人生产机器人"的柔性制造模式。北京亦庄支持搭建机器人供应链快速响应平台,依据项目投入按比例扶持,发放"打样券",削减整机与零部件打样成本。率先布局人形机器人中试产线,探索"机器人生产机器人"柔性模式,从生产、销售两端给予资金支持,全方位支持制造能力和水平双提升。

政策支持趋势:各国政府将加大对人形机器人产业的支持力度。中国已将人形机器人纳入"十四五"规划,工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》,提出到2025年在特殊场景取得示范应用,到2027年成为重要经济增长新引擎  。北京亦庄发布"具身智能机器人十条"专项支持政策,通过销售补贴、供应链支持、实训场奖励等措施,加速人形机器人商业化进程。

欧盟、美国、韩国等主要经济体也将加大对人形机器人产业的支持力度。欧盟《地平线欧洲》计划为机器人相关工作计划提供资金支持 。美国《国家机器人计划3.0》提供资金支持,主要研究集成机器人系统。

七、人形机器人产业链投资机遇

人形机器人产业链投资机遇主要集中在核心零部件、整机制造和系统集成三大环节。其中,技术壁垒高、价值量集中的领域具备更高投资价值。

核心零部件投资机遇:减速器、传感器、执行器等核心零部件国产化率提升,成本下降50%以上,成为产业链投资热点。绿的谐波在谐波减速器领域市占率超60%,寿命达1万小时,2025年产能扩张至10万台/年,毛利率稳定在50%以上。柯力传感在六维力传感器领域已向优必选、宇树科技供货,单台机器人需搭载2-4个,2025年出货量预计突破1万台,与华为合作研发高精度力控算法,技术壁垒显著。

卧龙电驱在无框力矩电机领域功率密度达3.5kW/kg,寿命10万小时,已为宇树科技H1机器人提供核心部件,部分客户已形成小批量订单。五洲新春通过定增扩产行星滚柱丝杠,计划新增年产98万套行星滚柱丝杠、210万套微型滚珠丝杠及7万组通用机器人专用轴承等产能,有望抓住人形机器人市场的爆发趋势。

整机制造投资机遇:特斯拉Optimus、优必选Walker S2等产品加速商业化落地,带动整机制造环节投资热潮。特斯拉Optimus计划2025年交付500台工业版,单机成本降至2万美元以下,供应链本土化率超80%。优必选Walker S2已获得近4亿元合同,其中仅上半年就已交付近5000万元的人形机器人订单,预计2025年目标出货量数千台。

系统集成投资机遇:场景化落地能力成为系统集成环节的核心竞争力。工业富联为特斯拉提供精密制造服务,参与Optimus代工。中联重科在工程机械领域部署人形机器人,替代高危工种。擎朗医疗在医院物流领域已实现智能再升级、效能再升级和安全再升级三大维度重构价值体系,推动医院物流进一步向医疗配送具身智能化跃迁。

北京亦庄支持打造机器人4S店等新业态,鼓励"以赛促产",支持多方合作举办机器人马拉松等品牌赛事,构建人形机器人应用生态。这些系统集成企业通过场景化应用开发和服务提供,为人形机器人商业化落地提供了重要支持。

投资风险与机遇并存:人形机器人产业链投资面临技术迭代风险、量产进度延迟和市场竞争风险。若固态电机、灵巧手等新技术路线颠覆现有供应链,部分企业可能面临淘汰。同时,人形机器人成本下降速度不及预期,可能影响商业化进程。然而,随着技术不断突破和应用场景不断丰富,人形机器人有望在未来10-15年内成为新一代智能终端的主流形态之一,市场规模将保持高速增长 。

八、人形机器人对社会和经济的影响

人形机器人对社会和经济的影响深远而广泛,主要体现在劳动力替代、产业升级、社会服务和消费市场等方面。随着人形机器人技术不断成熟和成本不断下降,其社会和经济影响将更加显著。

劳动力替代效应:人形机器人有望缓解全球劳动力短缺问题,特别是在制造业、服务业和高危作业领域。据高工机器人产业研究所(GGII)预计,2025年全球人形机器人市场销量有望达到1.24万台,市场规模达63.39亿元;到2030年全球人形机器人市场销量将接近34万台,市场规模将超过640亿元;到2035年,全球人形机器人市场销量将超过500万台,市场规模将超过4000亿元。

劳动力替代将改变就业结构,创造新的就业机会。一方面,传统制造业、服务业和高危作业领域的就业岗位将减少;另一方面,人形机器人研发、制造、维护和服务领域的就业岗位将增加。这种结构性变化将推动劳动力市场向更高技能、更高价值的方向转型。

产业升级效应:人形机器人将推动制造业向智能化、自动化方向升级。优必选Walker S2通过自主换电和群体协同技术,在新能源汽车、3C制造等领域实现规模化应用,与比亚迪、吉利汽车、一汽-大众、富士康、顺丰等各行业领军企业建立合作。特斯拉Optimus则聚焦于汽车制造场景,计划2025年交付500台工业版,单机成本降至2万美元以下,供应链本土化率超80%。

人形机器人还将推动服务业向智能化、个性化方向升级。擎朗医疗机器人Gen3已实现智能再升级、效能再升级和安全再升级三大维度重构价值体系,推动医院物流进一步向医疗配送具身智能化跃迁。小米CyberOne计划2026年量产,将与米家平台无缝整合,控制各类智能设备,提供更智能的家居服务。

社会服务效应:人形机器人将在医疗护理、养老助残、教育陪伴等领域提供更优质的社会服务。擎朗医疗机器人Gen3配备舱内UVC灭菌模组,运输后自动进行舱内物表与空气消杀,降低院内交叉感染风险。优必选Walker系列人形机器人已获得近4亿元合同,其中包含与北京人形机器人创新中心联合推出的"天工行者"教育人形机器人订单。

人形机器人还将推动社会服务向普惠化、精准化方向发展。通过消费者适当性分级机制,为人形机器人服务与消费者进行匹配,确保服务与消费者需求相适应,避免信息不对称带来的风险 。同时,通过层次化确立信息披露、可反驳的过错和因果关系推定,不再要求过错与因果关系具备一一对应性,以使受害者获得公平救济的同时兼顾产业发展。

消费市场效应:人形机器人将开辟新的消费市场,创造新的经济增长点。据高盛预测,到2035年全球人形机器人市场规模有望突破千亿美元  。中国作为全球最大制造业市场,有望占据30%以上份额。人形机器人将与智能手机、智能汽车等共同构成新一代智能终端生态,推动消费升级和产业升级。

然而,人形机器人消费市场仍面临多重挑战。首先是安全机制不健全,面对故障时人形机器人可能对用户造成伤害;其次是家庭场景数据缺乏,导致服务体验较差;最后是消费级人形机器人的硬件能力不足,算力有限,难以支持复杂的人机交互和自主决策。

九、人形机器人技术标准与产业规范

人形机器人技术标准与产业规范是推动产业健康发展的重要保障。随着人形机器人技术不断突破和应用场景不断丰富,技术标准与产业规范建设日益重要。

技术标准建设:2025年5月,人形机器人智能化分级(T/CIE 298-2025)团体标准正式发布,这是全球首个针对人形机器人智能化能力分级的技术规范。该标准将人形机器人智能化能力分为五个等级,从基础感知到高级自主决策,为人形机器人技术发展提供了明确方向。

产业规范建设:人形机器人产业规范建设正逐步推进,主要包括安全规范、伦理规范和责任规范等方面。安全规范方面,需建立人形机器人安全标准,确保机器人在各种场景下的安全运行。伦理规范方面,需建立人形机器人伦理标准,确保机器人服务与消费者匹配,避免信息不对称带来的风险 。责任规范方面,需建立人形机器人责任认定框架,解决自主侵权责任因算法黑箱难以追溯的问题。

北京亦庄发布"具身智能机器人十条"专项支持政策,通过销售补贴、供应链支持、实训场奖励等措施,加速人形机器人商业化进程。政策聚焦软硬技术协同攻关、数据要素先行先试、应用场景牵引推广、新业态全链条培育等关键领域,全国首创数据采集实训场奖励、二次开发社区支持、"打样券"、人形机器人销售补贴、供应链响应平台支持等支持措施。

国际标准与规范:人形机器人国际标准与规范建设也在积极推进。国际标准化组织(ISO)发布了ISO/TS 15066:2022《机器人协作应用的安全规范》,为人形机器人安全标准提供了参考。欧盟委员会发布了《人工智能法案》,对高风险人工智能系统(包括人形机器人)提出了严格监管要求

美国国家标准与技术研究院(NIST)发布了《人形机器人测试与评估框架》,为人形机器人性能测试提供了方法论支持。日本经济产业省发布了《人形机器人产业发展路线图》,明确了人形机器人技术发展和应用推广的时间表和路线图。

十、全球主要人形机器人公司发展概况

全球人形机器人行业正处于技术突破与商业化探索的关键期,传统巨头与跨界新势力同台竞技,推动机器人从实验室走向实际场景。以下从区域维度梳理核心企业,解析其技术路径与市场布局。

日本:技术积淀深厚,聚焦精密与场景落地

1. 本田(Honda)

作为行业“元老”,本田1997年推出首款双足机器人P3,2000年发布的ASIMO成为全球人形机器人标杆——其动态平衡算法可实现0.3秒内的步态调整,曾完成上下楼梯、端茶等拟人动作。尽管ASIMO于2018年停产,但其技术遗产已转化至医疗领域:2024年推出的Honda Avatar X采用非侵入式脑机接口,动作同步误差小于0.3秒,已应用于福岛核电站辐射区设备维修。

2. 丰田(Toyota)

丰田主攻医疗与服务场景,2023年推出的T-HR5医疗机器人通过FDA认证,借助边缘计算实现毫秒级响应,可辅助康复训练与手术器械传递。旗下Partner Robot系列在日本养老院普及率达18%,其精密关节设计能完成搀扶老人、取药等精细动作,可靠性评分行业领先。

3. 早稻田大学(学术代表)

1969年研制全球首台双足机器人WABOT-1,开创仿生机器人研究。最新WABOT-4搭载柔性关节与触觉反馈系统,手指抓握力精度达±5g,为商业机器人提供核心技术参考。

美国:技术爆发力强,巨头与初创企业分领赛道

1. 波士顿动力(Boston Dynamics)

技术“天花板”企业,被现代收购后加速商业化。其Atlas V6机器人搭载动态平衡算法,可完成跑酷、后空翻等高难度动作,2024年开源核心算法后,推动行业运动控制技术迭代。商用版Spot机器人已部署全球3000+工业场景,2025年获美国国防部4.2亿美元救灾订单。

2. 特斯拉(Tesla)

以“车规级思维”重塑行业,2024年发布的Optimus Gen-3采用上海超级工厂一体化压铸技术,关节部件成本降低70%,计划2025年产能突破20万台。其复用FSD自动驾驶技术与4680电池,目标将成本压至2万美元以下,主打家庭助理与老年护理市场,2025年家庭场景测试覆盖率达45%。

3. Agility Robotics

亚马逊投资的物流自动化领军者,Digit机器人采用“双足+轮式底盘”设计,单机搬运效率比传统机械臂高6倍。2025年全球部署量超12万台,覆盖亚马逊15个仓储中心,成为首个实现规模化落地的物流人形机器人。

4. 1X Technologies

获OpenAI投资的AI驱动型企业,2024年发布的NEO机器人深度融合GPT-4大模型,可通过语音指令完成文件整理、咖啡冲泡等任务,人机交互自然度评分达92分(满分100),计划2026年切入消费级市场。

5. Apptronik

与NASA合作的太空探索新势力,Apollo机器人采用抗辐射材料与零重力运动算法,2025年完成国际空间站舱外设备维修测试,未来将用于月球基地建设。

中国:跨界布局加速,性价比与生态成优势

1. 优必选(UBTech)

中国人形机器人“龙头”,Walker X搭载多模态大模型,情感识别准确率达89%,可提供个性化家庭服务。其自研高扭矩密度电机成本仅为同类产品1/3,支撑教育机器人Walker Edu进入全球5万所学校,2025年海外营收同比增长480%。2023年递交港交所招股书,计划募资用于工业场景落地。

2. 小米(Xiaomi)

消费级市场“破局者”,2024年推出的CyberOne 2.0以9999元低价切入市场,集成澎湃OS与智能家居生态,可自动联动空调、灯光等设备。预售首周订单破10万台,成为首款销量超10万的消费级人形机器人。

3. 宇树科技(Unitree)

从四足机器人跨界,2025年发布的Unitree G1采用模块化设计,开源平台吸引2万+开发者,单机成本控制在5万元内,已用于电商仓库拣货场景,拣货效率达人工1.5倍。

4. 傅里叶智能(Fourier Intelligence)

医疗康复细分领域领先者,LIMBUS机器人结合生物力学建模,可精准模拟人体关节运动,用于中风患者康复训练,2024年在国内康复机构渗透率达12%。

5. 越疆科技(Dobot)

2025年推出全球首款“灵巧操作+直膝行走”机器人Dobot Atom,重复定位精度±0.05mm,能耗比行业平均水平低42%,已应用于3C制造与商业零售场景,订单量超5000台。

其他地区:差异化探索,聚焦细分领域

1. 韩国现代(Hyundai)

收购波士顿动力后整合技术,2025年推出HUBO X工业机器人,结合汽车制造经验,可完成车身焊接、零件组装等任务,在现代汽车工厂试点应用,生产效率提升20%。

2. 法国Aldebaran Robotics

软银旗下企业,Pepper机器人曾是全球销量最高的服务机器人(累计销量超3万台),2024年升级后新增手语翻译功能,切入残障辅助场景。

3. 韩国三星(Samsung)

以能源技术破局,Neo-Human机器人采用固态电池与碳纤维骨架,续航达72小时,固态电池专利数量占全球35%,计划2026年推出家庭服务版。

十一、全球人形机器人具身模型发展现状近年来,人形机器人具身模型发展迅猛,多模态大模型驱动其实现从感知到决策执行的跨越,应用场景不断拓展,核心技术也在持续突破。

技术突破

1.多模态融合升级认知

具身模型借助多模态大模型实现环境理解与任务规划的跃升。如谷歌和柏林技术大学合作开发的PaLM-E,参数量高达5620亿,融合视觉Transformer(ViT)与大规模语言模型(LLM),能将视觉、连续状态估计和文本输入编码为多模态句子,不仅可执行视觉问答、图像描述,还能控制机器人完成“找到海绵、捡起海绵、拿给用户、放下海绵”等复杂操作任务 ,建立起词汇与感知的联系。北京人形机器人创新中心的“慧思开物”通用平台,首次实现单系统兼容机械臂、人形机器人等多构型设备,支持物流分拣、精密装配等跨场景任务迁移,让机器人能依据不同场景需求调用对应技能。

2.运动与操作能力进阶

运动能力上,通过强化学习,机器人自主适应动态环境的水平不断提升。在2025年4月北京举办的全球首场人形机器人半程马拉松中,20款机器人完成21公里赛道,展现长时续航与动态平衡能力 。在精细操作方面,触觉传感器与力反馈技术成为关键支撑。星动纪元人形机器人STAR1可夹取水饺,智元“远征A2”实现0.1毫米级精密装配。星动纪元发布的端到端原生机器人大模型ERA - 42,与自研五指灵巧手结合,能运用多种工具完成超100项复杂精细操作,如拿起螺钉并用钻紧固、用锤子敲打钉子等,且基于少量数据收集,不到2小时就能学会新任务。

产业生态构建

1.产学研合作加速

高校、科研机构与企业紧密合作,促进技术研发与落地。英伟达在2025年3月GTC大会上发布全球首个开源通用人形机器人基础模型GR00T N1,基于大规模人形机器人数据集训练,结合真实数据、合成数据和互联网视频数据,采用双系统架构,包括快速思考的动作模型和慢速思考的视觉 - 语言模型。该模型能处理多模态输入,执行通用操作任务,适应不同机器人平台,推动了产学研各界在此基础上进行二次开发与创新应用。

2.巨头跨界推动发展

特斯拉、小米等跨界企业凭借自身优势为人形机器人具身模型发展注入活力。特斯拉的Optimus复用汽车领域的FSD自动驾驶技术和4680电池,采用高功率密度执行器,目标将成本降至2万 - 3万美元,通过强化学习使机器人能在分拣中心处理不同形状包裹。小米的CyberOne集成澎湃OS与智能家居生态,通过高性能伺服系统结合物联网技术,实现智能家居联动,为具身模型在家庭场景应用提供生态支撑。

应用场景拓展

1.工业制造广泛渗透

在汽车工厂,优必选Walker S实现多机协同搬运,东风柳汽采购20台人形机器人用于整车装配线,效率达熟练工人的70%。蔚来汽车引入具身机器人后生产线效率提升30%,实现“订单 - 抓取 - 装配”全流程自适应。机器人具身模型能精准控制动作,适应工业生产的精细化、柔性化需求,完成搬运、装配、质检等任务。

2.家庭服务崭露头角

虽然目前人形机器人全面进入家庭还面临挑战,但在养老陪护、简单家务等方面已初现端倪。Figure机器人利用自研Helix大模型学会从一堆混杂毛巾中挑选、抓取并折叠毛巾,抓取失败可修正策略,还能与人互动、保持眼神交流 ,向着家庭服务实用化迈进。

挑战与展望

当前,具身模型仍存在一些挑战。一方面,模型训练成本高昂,需要大量数据与算力支撑,且训练效率有待提高;另一方面,在复杂、开放的真实环境中,机器人的可靠性、稳定性与泛化能力不足,如在不同光照、地形等条件下,感知与决策准确性会受影响。

十二、结语:人形机器人的未来已来

人形机器人作为人工智能与机器人技术深度融合的产物,正逐步从实验室走向现实应用场景。随着技术加速演进、产品不断迭代,人形机器人正逐步从"概念验证期"迈入"商业化落地期" 。2025年被市场公认为人形机器人"量产元年",特斯拉Optimus、优必选Walker S2等产品加速商业化落地,全球机器人产业链正经历从技术验证到规模化应用的质变。

人形机器人不仅是制造业皇冠顶端的明珠,更是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志 。它集成了人工智能、高端制造、新材料等先进技术,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。

从技术原理看,人形机器人通过"感知与识别→规划与决策→控制与执行"的运行逻辑,构建了完整的"大脑"(AI决策)与"小脑"(运动控制)协同机制。从应用场景看,人形机器人已在工业制造、安全应急、医疗护理等领域展现出巨大应用潜力 。从产业链布局看,中国企业已实现部分核心零部件的自主可控,为产业健康发展提供了重要支撑。

然而,人形机器人仍面临多重挑战,包括技术协同、伦理安全、成本控制和法律监管等方面。这些问题需要通过技术创新、政策支持和产业协同等路径逐步解决,为人形机器人商业化落地创造有利条件。

人形机器人未来发展潜力巨大,但需要克服多重挑战,实现技术突破和商业化落地 。未来10-15年,人形机器人有望成为新一代智能终端的主流形态之一,市场规模将保持高速增长 。人形机器人将从"实验室创新"迈向"工厂落地",技术红利与政策东风共振下,2025-2030年将是产业生态重构的关键窗口期。

人形机器人的未来已来,它将重塑人类与机器的关系,创造新的生产生活方式 。通过加强核心技术攻关、推动应用场景落地、构建产业生态体系和完善技术标准与产业规范,人形机器人有望在未来几年实现从"概念验证"到"商业落地"的跨越,成为推动新质生产力发展的重要力量。

文章来源:深观启元