机器人技术的发展日新月异，随着生成式AI、大模型的火热，这两年，很多机器人公司仿佛开窍了，为机器人技术的演进找到了方向和市场。
工业机器人仍然是市场主力，但是，随着AI技术的深入，越来越多的“具身智慧(具有自己智慧)”的机器开始出现，服务机器人、特种机器人以及跨领域的人形机器人市场有望增速贡献更高。
波士顿动力 ： Atlas和Spot机器人热度不减
提到机器人，在近十年来一直高居热榜的波士顿动力公司无疑是最具代表性的一家。该公司的人形机器人Atlas和机器狗Spot频频出现在各级科技类文章中。
2024年波士顿动力 Spot机器狗 图片来源https://bostondynamics.com/
早在2009 年，Atlas的原型机诞生。2013 年 7 月第一代 Atlas 首次向公众亮相，采用了航空级铝和钛合金材料，身高 1.8 米左右，体重75公斤，身后需要拖一根外接电源线。
2016 年 2 月，波士顿动力的第二代 Atlas 亮相，身高 达到1.9 米，体重82 公斤，内置电池驱动，无需要外接电源。在经过1年改进之后，2017 年的 Atlas已经在视频上展示出成跳跃、旋转以及后空翻等高难度动作。2018 年， Atlas 机器人已经可以完成快速小跑、三级跳、后空翻和空中转体等更为复杂的动作。
1992年在实验室成立的波士顿动力公司，研发 Atlas 初衷是为了探索更加实用的人形机器人，希望其具备在现实世界中应用的能力。Atlas可在辅助医疗、教育、服务业以及紧急救援等领域发挥作用。比如，在紧急救援场景中，它可将功能转为各种搜索及拯救任务服务，能在人类无法生存的环境（如火灾和战区）中执行任务。
Atlas机器人拥有先进的控制算法和感知系统，具备较高的灵活性和运动能力。它可以利用深度传感器感知周围环境并生成点云，从而实现实时的环境感知。其模型预测控制技术能够根据机器人的动力学模型预测运动的变化并进行相应调整。通过感知和控制的连接，它还能快速适应环境变化。此外，Atlas 可以使用双手和全身的运动范围进行有意义的交互，例如抓取和操纵物体等。
波士顿动力在2013年被Google母公司Alphabet收购，2017年卖给了日本软银，2020韩国现代汽车收购80%股权，早期版本的Atlas由于采用了液压系统，其工作安全性无法得到保障。
在 2024 年 4 月 17 日，波士顿动力公司宣布了全新的全电动 Atlas 机器人，以取代过去的液压版本。新一代 Atlas 拥有更广的运动范围，能够胜任更多任务。它的关节经过重新设计，可以灵活旋转，相比前辈更像人形机器人，拥有更长的四肢、更直的背部以及可旋转的头部，且身上看不到任何裸露的电线，并搭载了众多新的人工智能和机器学习工具。这为Atlas尽快打开商业市场做好了准备，因为Atlas机器人的先发优势已经不复存在。
2024年波士顿动力 最新版全电Atlas机器人 图片来源https://bostondynamics.com/
根据目前透露的消息，新一代Atlas已经开始在现代汽车工厂中进行试验性服务，预计2025年将会在该公司大规模普及。
Tesla ：Optimus机器人的目标是人手一个
Optimus（擎天柱）是特斯拉公司研发的人形机器人。高约1.72米，重约56.7公斤。搭载了特斯拉 FSD 系统和 Autopilot 摄像头，包含一个2.3kWh 的电池组，并有 Wi-Fi 和 LTE 连接。其仿生手指拥有27个自由度；第二代Optimus 手部能具备更精细的运动能力，接近人类水平。结合特斯拉汽车的 AI 技术，即基于视觉神经网络神经系统预测能力的自动驾驶技术，Optimus配置了具有极强算力的 Dojo D1芯片，算力高达9PFLOPS。使得它能够执行诸如搬运物品、浇花、移动金属棒、对物体进行分类、甚至还包含了简单瑜伽动作等任务。
具备超级计算能力的Dojo D1 芯片 图片来源：telsa.com
Optimus 第二代机器人（gen2）2023年12月发布，步行速度提升30%，平衡感和身体控制能力有所改善。
2024年5月，特斯拉发布的视频展示了其分拣电池、行走、执行工厂任务的能力。现在，Optimus第二代机器人已经在特斯拉汽车的制造厂服务，预计很快将成为生产线的组成部分。
2024年6月，马斯克承诺特斯拉在2025年开始限量生产擎天柱机器人，还计划提供该机器人的租赁服务，且租赁服务会早于销售率先推出。马斯克称多个擎天柱机器人已在加州弗里蒙特工厂工作，主要负责电池单元的分拣和装运，预计2025年特斯拉工厂会使用超过1000台擎天柱机器人。同时，他表示特斯拉计划至少占据当前拟人机器人市场年产10亿台中的10%份额；将以每台约1万美元的成本批量制造 Optimus 机器人，拟售价2万美元。
Optimus 第二代机器人 图片来源：telsa.com
马斯克表示，Optimus 的最终制造成本将低于汽车，预计未来随着技术进步和量产规模的扩大，成本有望进一步降低。未来人形机器人需求量会大大超过汽车，达到人手一个的水平，将为特斯拉带来 25 万亿美元 - 30 万亿美元级别的庞大市场。
Figure AI : 我身后是半个硅谷
Figure AI 是美国的机器人初创公司，成立于 2022 年 5 月，总部位于美国加利福尼亚州桑尼维尔。Figure AI 的创始人为布雷特·阿德科克（Brett Adcock）,称为马斯克2.0版。Figure AI 从波士顿动力挖来核心工程师，因此在机器人的活动性能方面借鉴了很多Atlas的技术。成立之初就已推出了名为 Figure 01 的人形机器人。
Figure 01 身高 1.4 米，有效负重 15 公斤，体重为 60 公斤，电池可运行 5 小时，最快步行速度为 1.2 米/秒。它能够听懂一些人类的指令并完成相应动作。
Figure 01已经从人类那里学会了冲泡咖啡 图片来源：figure.ai
2024 年 2 月，Figure AI 获得了来自英伟达、亚马逊、微软、OpenAI 以及亚马逊创始人贝佐斯等多家知名公司和机构的约 6.75 亿美元的融资，因为这些投资方包含了当今最为先进的AI软硬件技术公司，引发了行业震动，并使得该公司的估值迅速达到 26 亿美元。
2024 年 8 月初，Figure AI 发布新一代人形机器人产品 Figure 02。
Figure 02 重新设计的脚部展示了创新的地面互动方法，脚踝和脚跟之间存在间隙可旋转运动，鞋底纹理凸起增强了地面牵引力，对称支腿设计降低了制造复杂性，需要依赖软件实现适应性。虽然外骨骼减轻了质量，但由于增加了电池、摄像头、CPU/GPU 等，整机净重增加到 70KG。
其他改进包括：内部布线更科学和整洁，可适应长时间生产线工作场景；电池容量比 Figure 01 多 50%；在Open AI 公司ChatGPT的支持下，其AI 交互能力大幅提升，配备了机载麦克风和扬声器，可实现与人类的一对一对话，官方宣称Figure 02计算能力和人工智能推理能力提高了 3 倍，能够“完全自主地执行实际的 AI 任务”。
此外，Figure 02的手部更加灵活、有 16 个自由度，能够携带重达 25 公斤的物体，每根手指都由一个集成单元驱动，大量电源和传感器信号布线被包裹在手和手指上，为其提供了与人类手腕相似的力量运动范围。
Figure 02 能够收拾杯盘 还能识别出桌面上唯一的食物 苹果 图片来源：figure.ai
德国汽车制造商宝马 在Figure02发布后不久宣布，首次在其美国南卡罗莱纳州的斯巴达堡工厂中使用了 Figure 02 的人形机器人。Figure 02 在持续数周的测试操作中，在真实生产环境中成功将钣金零件插入车身结构中，它可以替代工人从事重体力甚至不安全的任务。
相比其他的机器人，Figure AI公司最大的潜力就是背后拥有半个硅谷的科技巨人支持，特别是在机器人的AI能力方面，可能会成为它最有竞争力的卖点。
Engineered Arts ：机器人面部表情得看我们的Ameca
2004年成立的Engineered Arts是一家英国机器人公司。这家公司的Ameca机器人更加专注与人的沟通能力，其丰富的面部表情能力，使其一经推出就收获到巨大的关注。
Ameca机器人丰富的表情 图片来源：engineeredarts.co.uk
Ameca逼真的动作与表情结合了 AI 与 AB（Artificial Body）技术。其底层系统是该公司的机器人操作系统 Tritium 和工程艺术系统 Mesmer的结合。Mesmer 技术通过高精度的 3D 扫描，捕捉真人的内部骨骼结构、皮肤纹理和面部表情，使 Ameca 能模拟人类的动作和表情；Tritium 操作系统可驱动机器人的每一个硬件组件，能直接在浏览器运行，适用多种编码语言和软件，可远程控制机器人面部、头颈、四肢等组件，让其适应环境变化并实时响应。
Ameca能够识别和跟踪周围的环境和人物，例如区分不同人脸，甚至识别人类的情绪状态。不仅能模仿人类的声音，还能复制特定的语调和口音，让交流更自然亲切。此外，Ameca集成了人工智能系统ChatGPT-4V 等。使其不仅交流能力更贴近真人。
在 2024 年世界移动通信大会上，Engineered Arts 推出了第二代 Ameca 机器人。官方公布信息显示，Ameca 体重 49kg，身高 1.87m，身体共有 52 个模块，支持 51 种关节运动。其制作过程包括 3D 扫描与模型重建、模型优化、精确模具制作与皮肤生产、组装与程序设计等步骤，通过这些步骤可以准确地模仿人体骨骼结构、皮肤纹理和表情，能与任何人建立实时的融洽关系。
宇树科技： G1人形机器人售价9.9万
来自中国的宇树科技成立与2016年，专注于消费级、行业级高性能通用足式/人形机器人及灵巧机械臂的自主研发、生产和销售, 这些机器人被广泛应用于农业、工业领域，以及特定的安防巡检、勘测探索、公共救援、医疗防疫陪护等行业中。。
2021 年 2 月，24 台 a1机器人 以小牛“犇犇”的形象登录中国央视牛年春晚；2022 年 2 月 4 日，109 台 go1 机器狗亮相冬奥委会开幕式；2023 年 2 月宇树四足机器人 go1 与美国巨星 Jason Derulo 一同登上美国超级碗赛前表演。
除了在屏幕前受到足够关注，宇树的人形机器人产品也在市场上收获好评。
宇树 H1 是宇树首款通用人形机器人，2023年8月发布。身高约1.8米，体重约47公斤。采用先进的动力系统，在速度、力量、机动性和灵活性等方面具备较高水平。
拥有稳定的步态和高度灵活的动作能力，能够在复杂地形和环境中自主行走和奔跑，移动速度达3.3米/秒，超过目前已经在很多工厂服役的人形机器人，其潜在运动性能＞5米/秒。配有 3D 激光雷达+深度相机，可实时获取高精度的空间数据，实现 360°全景扫描。
H1配备的 M107 关节电机显著提升了运动灵活度、速度、负载能力、续航等。关节单元极限扭矩为膝关节约360N·m，髋关节约220N·m，踝关节约45N·m，手臂节约75N·m；电池容量为15Ah（0.864KWh），最大电压67.2V。
宇树 H1人形机器人 图片来源：unitree.com
宇树 G1人形机器人，2024年5月发布，价格为9.9万元人民币起，具有相当的竞争力。G1具备极佳的稳定性，能够阻挡来自人类的捶打与脚踢。相比 H1 更加灵活，G1可进行高难度的精确控制动作，如开启汽水瓶、焊接等。身高约1.27米，体重约35公斤。拥有23-43个关节电机，可模拟出较复杂的动作，实现较精细的运动控制，例如可以双手双腿蜷缩，把自己折迭成方块。G1移动速度 2m/s，具备 23 个自由度，续航时间约 2 小时
售价9.9万元人民币的宇树 G1人形机器人 可将自己折迭起来 图片来源：unitree.com
相比起其他竞争对手，宇树科技已经率先将机器人价格下探，试探市场反应。
傅利叶智能：负重达到50公斤的通用人形机器人
傅利叶智慧是2015年在上海成立的一家机器人公司， GR-1 是这家公司推出的一款通用人形机器人，在2023年底开始试产。
GR-1身高1.65米，体重55公斤，全身自由度达40个，最大关节模块峰值扭矩可达300nm，步行速度可达到5km/h，负重50公斤，是目前已知人形机器人中负重能力较大的一款。这得益于其髋关节致动器和腰部的抓手设计，在医疗康复场景中能够帮助人们从轮椅和床上站起来。
GR-1 能够完成行走（步行速度可达 5 公里/小时）、指关节活动、自主安装灵巧手等复杂动作。凭借高度仿生的躯干构型、拟人的运动控制，具备快速行走、敏捷避障、稳健上下坡、抗冲击干扰等运动功能。在户外复杂地形如草地、非平整路面及泥泞斜坡环境下，GR-1也有较强的适应能力。结合不断升级的认知AI能力，GR-1将能够与更好地在复杂场景下完成与人协同工作，实现其通用多场景的设计目标。
傅利叶智慧gr-1 通用人形机器人在医疗康复场景 图片来源：fftai.cn
值得一提的是，傅利叶智能获得了张江科投、IDG资本、火山石资本、景旭创投、前海母基金、软银、沙特阿美等一大批中国和亚洲金融大鳄的支持，如能顺利量产并投入使用，将在一些应用场景取得先发优势。
云深处：四足机器在多场景应用
成立于2017年的杭州云深处科技有限公司，主要致力于四足机器人的研发制造，面向工业、救援场景。
由于四足机器人能适应不同地形，如雪地、草地、楼梯、斜坡等，具有较高的行进速度、续航时间和跳跃能力。所以相比人形机器更为快速地得到应用。
云深处的多款四足机器人具备激光感知、视觉感知、语音交互、深度学习和强化学习等能力，可搭载激光雷达、惯导、红外等功能设备，实现导航规划、自主避障、精准识别故障、实时告警设备缺陷等功能。可在电站、工厂、管廊巡检、应急救援、消防侦查等多种应用环境中使用。
该公司产品曾在地下管廊服务杭州亚运会，参与新加坡国家电网项目，实战参演应急使命抗震救灾、燃爆侦察实战演习等。云深处科技2021 年发布的“绝影”测绘狗，可通过空地协同作业模式，为自然资源监管提供全方位技术保障。
“绝影 X20”能以 4.95 米/秒的速度行走，实现 IP66 工业级防水，150 斤超强负载； 2023年10月发布“绝影 X30”，将四足机器人的使用温度范围扩展至-20℃至 55℃，能以更快速度和灵活姿态上下高达 45°的楼梯，更能稳健攀爬镂空工业楼梯。
X30应急救援场景 图片来源：deeprobotics.cn
2023年发布的绝影 Lite3 关节扭矩提升 50%，算法升级让运动更加灵巧敏捷，工业级控制系统算力大幅提升 3 倍，加装模块化设计可进行多种功能的拓展。
Lite3 四足机器人 跳跃能力 图片来源：deeprobotics.cn
小结：2024年全球机器人市场规模将达到660亿美元
在过去的5，6年中，全球机器人市场的年复合增长率保持在14%以上，国际机器人联合会（IFR）展望， 2024年全球机器人市场规模将达到660亿美元，中国仍旧是最大的机器人市场。
预计 2025 年人形机器人将有望实现制造业场景应用的突破，小批量应用于电子、汽车等生产制造环境，BMW、BENS、Tesla汽车工厂都将会出现不少人形机器。到 2026 年全球人形机器人在服务机器人中的渗透率有望达到 3.5%，市场规模超 20 亿美元，到 2030 年全球市场规模有望突破 200 亿美元。
从发展区域来看，美中两国依旧是机器人大国，美国在AI技术领域拥有优势，正积极将这一优势扩展到机器人领域，中国是制造业大国，在产业升级中大量使用了机器人和新的机器人技术，更加注重实际应用，在很多应用领域展开时间，特别是在工业自动化、救灾、医疗健康领域，大量新诞生的机器人涌向不同行业，在学习中成长。其国内科技公司也紧跟美国领先公司的步伐，力图缩短差距。此外，日本、韩国等国家在机器人领域也具有较强的技术实力和市场影响力，因此整个亚太地区是全球最大的机器人市场，且市场份额仍在持续上升。
总体而言，全球机器人市场保持着稳定且有活力的增长势头，在制造行业将有越来越多更加“聪明”的机器人接手繁琐、危险的工作，在AI技术的催动下，廉价且能陪伴在我们身边做事的的机器人也不会太遥远了。
