具身智能 创新突围

本报记者 曹政 孙奇茹

4个月前，“天工”在北京亦庄悄然亮相，因其实现了6公里/小时的速度稳定奔跑，成为全球首个纯电驱拟人奔跑的全尺寸人形机器人。

在今年8月底举行的2024世界机器人大会上，当“天工”迈着轻盈的步伐“拜访”国内外多款人形机器人时，一路追随的“粉丝”和行业人士惊叹不已。这场大会，也成为北京在机器人领域创新引领、产业突围的成果集中展示。

目前，本市已初步建立起较为完整的机器人产业链，拥有机器人企业400余家，其中国家专精特新“小巨人”企业50家、位居全国城市首位。去年，北京机器人产业总收入超过200亿元，增速超过20%。

摘下制造业皇冠最闪亮“明珠”

首发后的4个多月里，“天工”又连续完成两个版本的迭代升级，不仅长高了、变壮了、添了灵巧手，还更聪明了，实现了全链路具身智能能力闭环，涵盖从感知指令到执行任务的全流程，能完成语音交互、无序抓取等复杂动作。

北京机器人产业的底子很厚，除了产业上下游的大批企业，还聚集了中科院自动化研究所等国内顶尖研究院所、国家机器人检验检测公共服务平台等服务平台。

但人形机器人是一项全新课题。如果说机器人是“制造业皇冠顶端上的明珠”，那么人形机器人就是其中最闪亮的那颗。这是因为，人形机器人融合了人工智能等最新技术，又对高端制造、新材料等产业提出了更高的要求。

去年11月，拥抱人形机器人与大模型融合的重大技术变革发展机遇，本市在亦庄组建了全国首个具身智能机器人创新中心。创新中心总经理熊友军说，得益于多年的研发基础，北京有实力整合产业上下游多方力量，其所在的亦庄已形成了包括核心零部件、本体制造和应用等环节在内的完整的机器人产业链，更有机会破解共性难题。

让机器人像人一样运动一直是个世界难题。目前，人形机器人运动控制采取传统动力学方法和强化学习两条路，但这两条路都有缺点，要么难以适应不同的环境，要么在行走时会出现身体抖动等不足。

熊友军的团队开发出一套强化模仿学习的全新方法：先“吸收”人类运动过程中关节变化等各种数据并进行模仿；再在仿真环境中边跑边成长，在摸索和试错中学习。“天工”具备本体感知能力，跑起来不是靠眼睛看，而是靠关节传感器。当它踩到软硬不同的物体上时，关节位置会有不同。通过持续学习“记”住这些位置的变化，它走路时就能感知并应对路面变化。

“天工”正在快速成长，灵巧手、智慧脑不断配齐。当人下达语音指令后，它就能基于“开放词汇目标检测与任意物品分割多模态模型”来完成一套抓和放的动作。这是因为“天工”已经打通了具身智能大模型链路，可以理解人类指令，拆解相关任务并完成。

人们期待人形机器人可以挑战极限，在更多场景协助人类解决问题。然而，规模化应用恰恰是“天工”面临的新课题。今年8月，创新中心与多个应用场景方签约，共同推进人形机器人在场景端的落地试点，如针对政务大厅、接待导引等场景合作研发具身智能服务机器人，与多家车企合作将具身智能机器人引入汽车生产线。

京产“机器人医生助手”领跑全国

穿越复杂的血管路径，在医生操作下进行灵活行进和转向，导丝进入血管，导管、球囊、支架等介入器械则顺着导丝的路径在血管中蜿蜒穿梭，直到冠脉……过去，要想熟练操作这样的冠心病血管介入手术，一位医生可能要经历长达数年的严苛训练。而在未来，年轻医生在手术机器人的辅助下，有望快速掌握这一高难度的手术技能。

“我们研制的全球首创多通道泛血管介入手术机器人，已经完成样机研发，并成功开展了多例动物实验验证，得到来自阜外等医院专家的一致认可，预计明年年初进行临床试验，争取2026年获批上市。”在北京市医疗机器人产业创新中心二层的办公室内，北京中科鸿泰医疗科技公司总经理彭亮说道。

人体内的血管如同支流遍布的河流，导丝、导管要在宽窄不同的“支流”中穿梭。彭亮告诉记者，市场上已有的血管介入手术机器人技术均为单通道技术，只能应对40%的简单病变，而在实际临床治疗中，有大量复杂病变涉及血管分叉、迂曲等盘根错节的血管状态。而中科鸿泰团队的技术，解决了这些复杂病变下医生需要重复操作的痛点，能够让机器人同时在“两条河流”自由切换穿梭，解决多条血管分叉等问题。

中科鸿泰由中国科学院自动化研究所研究员侯增广领衔的科学家团队创办。彭亮说，团队在专注研发和临床的同时，从办公场地到产品注册，从生产条件到资金，几乎所有后顾之忧都在北京市医疗机器人产业创新中心的支持下得到了解决。

作为中国第一家在政府指导下成立的医疗机器人技术与产业协同创新平台，北京市医疗机器人产业创新中心已累计服务企业近400家次，引育40余个全球顶尖的项目落地北京，孵化培育了1家独角兽、2家准独角兽、12家国高新企业。

一个个像中科鸿泰这样的优秀医疗机器人正从北京密集产出。骨折复位手术机器人、软组织穿刺手术机器人、全方位智能放疗机器人……截至2024年5月，北京市拥有的手术机器人注册证在全国占比近三成，数量居全国首位。

锻长板补短板孕育产业“生态圈”

人形机器人、手术机器人可以像人一样运动，关键是得有既灵活又“给力”的关节。关节之中，伺服电机和驱动器是一大技术命门。

作为机器人身上最重要的零部件之一，伺服电机和驱动器能让关节发力，并精准控制力道、位置。十几年前，这一直是掣肘国内机器人发展的短板。

“当年虽然已经有了国产伺服电机和驱动器，但关键指标比国外产品低一大截。”2012年，手握多项自动化技术的清华大学创业团队在北京创办清能德创公司，着手研发高性能伺服系统。当时国产工业机器人刚刚起步，国产伺服电机和驱动器在响应速度等方面都难以满足需求。该公司市场总监李星霖回忆，这一领域90%以上的产品都来自欧美和日本，不仅成本高，还大多为通用产品，并不适用于工业机器人的品类。

瞅准了这个赛道，清能德创在潜心研发两年后推出了国内第一款多轴一体化机器人伺服系统。所谓“一体化”，就是针对四轴、六轴等多关节工业机器人设计一个多轴一体驱动器。从此，国产高性能伺服系统崭露头角，不断提升市场份额。

产业崛起需要与之匹配的发展生态。相比珠三角、长三角地区，北京在机器人产业的精加工配套上还有短板。不久前，马驹桥智造基地建成了本市第一座机器人精加工中心。“这是一家材料企业，本身有几千种材料，可以满足机器人零部件对于不同零部件材料的需求。”北京经开区相关负责人说。与此同时，北京市财政出资设立的百亿级机器人产业发展基金已经落地，可以发挥逆周期和跨周期调节作用，健全产业链布局。

上游关键零部件短板要补齐，下游应用场景也要搭建。机器人种类五花八门，涉及千行百业，新产品的迭代升级更需要真实世界检验。

在玉渊潭公园，20余款机器人覆盖清洁清扫、水面救援、智慧巡检等6类场景，让科技创新惠及市民；在制造工厂，小米工业仿生机器人能更换钢网，遨博移动操作机器人能实现航空航天领域多品种、小批量产品的高效装配；在积水潭医院，与天智航共建的骨科手术机器人应用中心联动京内外10余家医疗机构，开展示范应用……

“机器人已在冬奥会、服贸会和一批制造业、医疗健康场景落地应用，工业、服务和特种机器人庞大的市场需求正逐步释放。”市经信局相关负责人披露，本市首创机器人未定型创新产品首试首用奖励政策，已分两批累计支持38个企业78款创新产品首试首用。

专家点评

北京航空航天大学机械学院副教授、博士生导师陶永：

北京智能机器人部分领域已比肩国际顶尖同行

中国的机器人产业总体上正处于与国际领先水平从“跟跑”到“并跑”的过程中，在关键领域上，与国外最先进水平的差距逐步缩小。北京航空航天大学机械学院副教授、博士生导师陶永分析，科研院所研发热潮、机器人领域投融资方兴未艾、企业加大研发与布局，这些都是中国机器人产业蓬勃发展的原因。

以工业机器人为例，工业机器人有三大关键部件：减速器、伺服电机及驱动器、控制器，要想实现机器人可控、平稳、精准地完成标准动作，每个关键部件均缺一不可。目前，这三大关键部件，特别是在适用于中低端精密度要求的领域，已经陆续实现了国产化替代，高精密度的减速器、伺服驱动机正在进一步攻克过程中。

陶永认为，在智能机器人领域，北京具备突出的人才资源和研发能力优势，在新技术如人工智能与机器人等领域的交叉创新与应用方面大有可为。北京人形机器人创新中心、银河通用、北京星动纪元等为代表的人形机器人企业、以遨博智能等为代表的新一代协作机器人、以天智航等为代表的医疗机器人，是北京优秀机器人创新企业的代表，其产品指标已在部分领域比肩国际顶尖同行。

人形机器人当前正处于核心技术快速突破阶段，有望更广泛地出现在巡检、检测、搬运、特殊环境服役等场景中。此外，具备高门槛、高附加值特点的医疗机器人、协作机器人、服务机器人等，也是北京发展智能机器人产业的优势赛道。

智能机器人已经成为助力我国制造业智能化升级的核心装备之一。陶永表示，借助引入智能机器人技术，将数字化、智能化、高附加值、少人化、低污染的自动化生产线留在北京，也是推动北京制造业高质量发展的重要途径和抓手之一。

超级链

具身智能作为人工智能的下一个浪潮，深度融合了人工智能和机器人等多学科技术，能以主人公的视角去自主感知物理世界，用拟人化的思维路径去学习，从而做出人类期待的行为反馈，而不是被动地等待数据投喂。

具身智能机器人是具身智能的实体形态，能在真实的物理环境下执行任务，其中就包括与人类“形神兼备”的人形机器人，也有可能被设计成四足、轮式等其他形态。

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