人形机器人正在进入到一个新的阶段，而这个新的阶段则是去做实际的工作。虽然跑、跳或后空翻看过去很酷，但是能否让这些机器人参与到人类工作，并发挥生产力的作用，是个值得努力的方向。特斯拉和宝马，正在这个方向上做出全新的探索和实践。
下一代人形机器人的设计和商业化竞赛正在进行。一些公司已经筹集了大量资金来支持这些努力。以下是这一代人形机器人的主要特性：
- 普通人的身体比例：身高 155 至 175 厘米（61 至 69 英寸）；约 70 公斤（155 磅）重量
- 电池寿命至少四小时
- 双足运动学
- 带有功能性臂端工具或手的两条手臂
- 人工智能足以从人类演示中学习并与环境中的人类实时交流
手和手指设计将成为下一代人形机器人的主要区别因素。重建具有四个手指和一个与人手相对的拇指的机械手仍然是一项艰巨的工程挑战。大多数机器人公司都在设计功能强大的手。手部设计面临的挑战是打造一只具有所需灵活性和强度的手部，同时仍然能够以低成本制造，并且足够坚固，能够在商业部署中的日常操作中生存。
特斯拉在人形机器人领域突飞猛进
特斯拉的Optimus系列机器人推进工作很快速：2023年3月，擎天柱第一代登场。再过6个月，即2023年12月，擎天柱第二代震撼亮相。特斯拉研发速度惊人，近乎每六个月推出一代机器人，表明他们在并行进行多项工作，早早布局未来产品的先行研发。特斯拉人形机器人从 2022 年首次面世以来，经历了多次迭代，至今已实现了许多进步。从最开始的步态行走，发展到能够抓取、搬运、上下料，再进一步使用螺丝刀和抗干扰执行任务等，其自主性和适应性均得到显著提高。作为全球范围内进展最快、最受瞩目的人形机器人产品之一，特斯拉推进的非常稳健。
第二代 Optimus：（1）使用tesla 自研的传感器和执行器；（2）拥有具备 2 自由度的可主动控制脖子；（3）使用集成化驱动器；（4）能够实现步行速度提升30%；（5）使用足部力/扭矩传感；（6）在不影响结构完整性前提下减重10KG;（7）提升了平衡和全身控制能力；（8）使用了更快、具备11个自由度的新灵巧手，且所有手指均具备触觉感知。与之前几次行走测试视频相比，本次亮点在于：（1）行走速度提升30%，重量下降 10%；（2）手指全部使用触觉传感器，足部使用力矩传感器。随着手指触觉传感器使用量的增加，触觉传感器的市场空间也将相应扩大。Optimus 迭代速度快，能够对市场形成有利刺激。
Optimus 2代这次采用了全新的手部设计。保留上一代的是手部的自由度仍然是11个，其中包括六个主动关节和五个被动关节，依旧是绳驱（Tendon Drive）的方式。改进的地方是引入了新的Tactile Sensor 触觉传感器以及手部的操作速度更快（大于提升了250ms）。Optimus Gen 2的手部设计在关键的传感器方面进行了改进，引入了触觉传感器以更全面地感知物体和环境。在演示视频中，机器人展现出了出色的控制能力，可以轻松地操作拿起易碎物品，如鸡蛋。这种技术的应用使得机器人在操作中更加灵活，能够应对各种障碍。选择触觉传感器而不是继续使用视觉传感器的原因是因为在手部的操作空间内，视觉容易受到遮挡，而触觉传感器能够更好地适应这种情况，够更准确地感知和处理周围的环境信息。
根据马斯克介绍，未来人形机器人的成本将会大幅度的下降，产能非常的高，最终将生产数百万台。大约 2 万美金（约合 14.3 万元人民币）一个。此外，他还表示，如果未来机器人无所不在，人类经济将会更好的发展，脑力工作将会成为人类工作的首选，而不是体力工作。
宝马在人形机器人领域不断探索
人们对人形机器人的兴趣持续升温。总部位于加利福尼亚州桑尼维尔的Figure AI 与宝马制造公司签署了一项协议，将在该汽车制造商位于南卡罗来纳州斯帕坦堡的工厂测试其 01 人形机器人。这对于Figure 来说是一个令人印象深刻的里程碑，该公司成立于 2022 年，并于 2023 年初退出隐秘状态。
“宝马一直在探索最新技术，以使我们的流程更加高效，”公司发言人表示。“投资于此类创新的公司更具可持续性，生产力更高，并具有竞争优势。”宝马表示：“创新、数字化和可持续发展是我们未来成功的关键因素。” “随着汽车行业不断变化，我们知道事情会变得越来越复杂。我们需要适合未来的工具，而这只是我们工具箱中可以使用的工具之一。”
BMW 制造工厂占地 800 万平方英尺，拥有 11,000 名员工。斯帕坦堡工厂组装 BMW X3、X4、X5、X6、X7 和 XM 运动型多功能车和轿跑车及其它车型。宝马表示，在过去 30 多年这里已组装了超过 630 万辆宝马汽车，如果有机器人的帮助，将大大提升效率。在第一阶段，该公司一直在确定其机器人可以执行的初始任务。Figure 的创始人兼首席执行官布雷特·阿德科克 (Brett Adcock) 表示，最初的任务包括在宝马车身车间内移动箱子和箱子以及其他“各种物流物品”。虽然阿德科克没有透露所使用的人形机器人的数量，但宝马表示在第一阶段，“将有一个机器人进行技术评估”。如果一切顺利，宝马工厂的人形机器人的任务和数量可能会增加。Adcock 表示，Figure 的目标是在 2024 年底开始商业化地执行这些初步任务。
Figure 01只需要看一看人类示范的演示视频，再加上10小时端到端的训练，就能学会视频里的操作技巧，实现AI学习和自主操作。Figure 01，身高5英尺6英寸，接近1.67米；可承重19.95公斤，目前来看不是太有力气；充电后，它可以运行5小时，行走速度为4.3公里/小时。Figure 的人工智能人形机器人被称为自动化的得力帮手，可以帮助员工摆脱制造过程中不安全、困难或繁琐的任务。这家总部位于加利福尼亚州的公司认为，这是一个机会，让工人可以专注于无法自动化或需要人类能力的技能和流程，包括手动质量检查，以确保汽车和电池生产无缝衔接。除了部署人工智能人形机器人用于工作用途外，Figure和宝马制造也正在研究进一步将人工智能和机器人融入公司的汽车生产中，希望加快响应消费者的汽车需求。
人形机器人行业的困难和挑战仍然存在
控制系统成本：毫无疑问，这些系统将是有史以来开发的最复杂的自主机器人。但商业化的一个重大挑战是最大限度地减少材料清单并开发坚固且易于维护的组件。成本和组件将是这些系统的关键区别因素。
安全是关键：所有这些系统的另一个障碍是安全。想象一下当一个 70 公斤（155 磅）重的机器人发生故障并倒在地上时会发生什么就很可怕。如果这些机器人中的一个失去立足点并试图补偿以重新平衡或摔倒，它可能会伤害附近的人员或损坏财产。安全功能、恢复算法和协议仍然是研发的重要领域。在系统获准部署之前，所有供应商都必须证明他们的人形机器人行为良好并且具有可预测的故障模式。
点评：
汽车制造商本田（Honda）、现代（Hyundai）多年来已经一直在尝试，把生产线上具重复性、危险的工作交给人形机器人操作。中国的企业也在进入这个领域，在10月24日的小鹏汽车科技日上，小鹏汽车首次公开展示了其自主研发的人形机器人PX5。据介绍，PX5可实现业界顶级的双足行走及越障碍能力。而小鹏汽车之所以会选择入局人形机器人领域，也自有其逻辑。在2022年8月11日，小米的首款全尺寸人形仿生机器人CyberOne也和我们见过面。
机器人已经进入到人类的生活和工作，但是有各种形态表现方式。而把机器人造的像人一样，我们可以称之为人形机器人，或者是类人机器人，可以让机器人拉近和人之间的情感沟通距离。人形机器人集成人工智能、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。
