中国人形机器人星火燎原，期待全面量产化元年

全球人形机器人产业已经处于爆发前夜，伴随海内外企业加快布局，人形机器人量产进度成为人们关注的焦点。量产作为衡量一家企业软硬件和产业链综合实力的重要依据，正成为人形机器人企业发展进度的分水岭。

作为国内首家宣布人形机器人量产消息的企业，傅利叶智能在11月发布量产情况的最新视频，人形机器人量产进程顺利推进中。为什么量产对于人形机器人产业如此重要，傅利叶智能这个国内首家能做到量产的企业，到底哪些点做好了？从哪可以买到这款量产型机器人？

▍概念到量产的核心难题

不久前，我国工信部《人形机器人创新发展指导意见》发布，提出人形机器人是继智能手机、新能源汽车之后的颠覆性产品，并从顶层设计维度进一步明确了人形机器人产业的发展方向和具体路径。

我国的政策定调已经将人形机器人确定为经济增长新引擎，按照市场统计划分，目前已发布或宣布未来即将发布原型机的国产人形机器人玩家大多被分为创业企业、科技企业、汽车企业、高校合作4类。

其中创业企业典型代表包括人形老牌玩家优必选、追觅科技（3月28日发布通用人形机器人）、智元（8月18日发布原型机）、宇树（8月发布首款通用人形机器人H1）、傅利叶智能（9月26日开启通用人形机器人GR-1预售）等。

科技企业典型代表则为小米（2022年8月11日发布人形原型机）、科大讯飞（10月24日人形机器人对外亮相），汽车企业典型代表为小鹏汽车（10月24日首款人形机器人PX5对外亮相），校企合作典型代表为博实股份（与哈工大合作，预计2024Q1发布原型机）。

可以发现，虽然如此多的新玩家参与到人形机器人赛道，但真正落地宣布量产的企业并不多。其中小米等企业更是宣布未来将不会进行量产，部分企业的产品则以自主科研为主要目的，愿意并能够批量供应市场的人形机器人企业寥寥无几。

综合生产成本因素是目前局限大多新玩家量产的最大难题。人形机器人步入量产阶段，首先硬件上需要高效、大批量地生产零部件和结构件，而目前，人形机器人核心零部件以企业单独集采为主，这导致成本居高不下。有机构研究表明，想要打造一个能力尚可的人形机器人，仅包括几个重要整体硬件，总价值量就高达10万元/台。

其中，

（1）感知传感器：人形需要具备力、视觉、惯性传感器，总价值量约为2.3万元；

（2）滚动轴承：单机用量为84-96套，单套价格为50~100元，总价值量为4200~9600元；

（3）滑动轴承：单机用量为75-150套，单套价格为10元，对应单机总价值量为750~1500元；

（4）无框电机：单机用量为28套，单套价格为1500元，对应单机总价值量为4.2万元；

（5）空心杯电机：单机用量为12套，单套价格为500元，对应单机总价值量为0.6万元；

（6）滚柱丝杠：单机用量为14套，单套价格为1500元，对应单机总价值量为2.1万元。

除开硬件，由于开发和整合难度较大，人形机器人软件开发和综合人员成本也居高不下，尤其在量能较低的情况下，研发公摊成本很难覆盖，增加了20-30万元/台的隐形成本。

可以发现，这些成本要素叠加，使得一家企业人形机器人想要实现量产化，不仅需要较为充足的资金和较为稳定的零部件供应链，还需要合理控制人员投入、货量和款期，避免技术快速升级带来的产品积压风险。   

全球范围内所谓的人形机器人量产概念，其生产模式必然要从如今的零部件集采“功能实现”（B样）模式，转变为“量产实现”（C 样）环节。这意味着零部件结构件及关节执行器不仅需要集成化、轻量化、批量化，也需要企业在模具和产线设备上进行重构，实现例如结构件高效大批量加工，异形件加工安装问题等。

工信部《人形机器人创新发展指导意见》中，就重点提及“面向人形机器人本体高强度和高紧凑结构需求，研究高强度轻量化新材料、复杂身体结构增材制造”。这正是人形机器人硬件实现量产化的基础条件之一。这一趋势类比汽车生产，如今90%的零部件都是依靠整体加工成形，由此可见人形机器人企业从概念到量产，尚且还有非常大的一段距离。

▍量产背后的厚积薄发

了解人形机器人的难度和成本后，再反观傅利叶智能本次人形机器人的量产，会发现殊为不易。2023年9月26日，傅利叶智能在上海宣布第一代通用人形机器人GR-1正式开启预售，打响国产人形机器人量产的第一枪，率先突破“从0到1”的阶段。   

不仅如此，GR-1人形机器人的能力也非常不俗，拥有优秀的高度仿生躯干构型和拟人化的运动控制能力。据公开资料，该机器人全身44个自由度，其中头部3个、腰部3个、手臂7*2个、腿部6*2个、手部6*2个，灵活度达到国内领先水平。

GR-1硬件上一大特点是采用了全自研一体化执行器，最大关节峰值扭矩达230NM，其中髋关节还采取了两个大功率电机+单级行星减速器的准直驱方案，该方案最大峰值扭矩300NM。

这种执行器系统实现了相对集中化的架构，集成了电机、驱动、减速器、编码器，同时采用优秀的智能关节算法，展现出了非常不错的运动学能力，能实现包括快速行走、敏捷避障、稳健上下坡、抗冲击干扰等，验证了执行器方案的发展潜力。

据了解，傅利叶智能这种自研执行器和软件算法的举措，从2018年开始就内部立项，当时正值傅利叶智能第二代下肢外骨骼机器人研发期间，第一代下肢外骨骼机器人X1的执行器由于从市场上直接采购，电机、驱动板、减速器构成的分体式电路占用空间又大，又让机器人更加笨重，让傅利叶智能敏锐找到了这种新技术的价值。

很快，傅利叶智能自研执行器正式立项，代号为FSA，傅利叶智能希望该执行器相同自重下，动力更强，机身更灵巧，续航更持久。为此，其内部对包括执行器的整体结构、电机驱动、减速器、控制软件进行了集中技术攻关，到傅利叶智能外骨骼机器人二代产品发布时，自研一体式执行器就成为这代产品的关键亮点，也是从这一代产品开始，傅利叶智能的机器人有了自己独有的一体式执行器。

2019年6月，傅利叶智能人形机器人正式立项，在FSA执行器的基础上，傅利叶智能又针对人形机器人的特性，开始加入自研多维力传感器以及相关控制器和控制算法，并将外骨骼与人形机器人进行了差异化和品类化区分，形成了如今傅利叶智能在人形机器人产品上的比较优势。

就技术价值而言，基于自研软硬件一体化执行器，不仅功率密度高、能量利用效率高，响应带宽高、耐冲击，还减少了整机的环境解耦难度。因为一体化的部件能在保证较大峰值扭矩的同时降低对减速器速比的要求，降低电机反驱力矩，加强通透性，仅依靠电流环就可实现较好的下肢力控水准，综合减少了计算和调整关节的执行轨迹的难度，从而使其“肢体”、“小脑”能力发达，更快实现拟人化的运动。

该方式还能在实时感知以及运动控制方面的连贯性能达到非常好的效果，提高运行稳定性和响应速度。由于运动控制涉及运动学和动力学模型的建立，根据运动信息计算速度、加速度和力的信息，并将其传递给执行机构进行实际操作，这种准直驱方案可以让开发者解决更少量自由度的运动学问题，提升响应速度且降低了软件算法的标定难度，更适合整体优化机器人步态。

傅利叶智能也考虑了人形机器人在认知能力和应用层二次开发的需求问题。在开发性上，GR-1支持底层源代码和基础预训练大模型二次开发和功能扩展，具备PID控制、阻抗控制、自适应控制，SDK还支持python、C++等主流开发语言，可及时控制机器人各类参数，实时获取机器人状态信息，支持功能拓展，而且支持LabVIEW、Visual、Studio、Unity、MATLAB、Eclipse等开发平台，这意味着GR-1可以很方便调整细微参数，具有较高的训练丝滑程度。对于用户而言，还可以通过移动终端实现GR-1的模式切换与动作控制，实时记录运动数据，同时提供APP代码开源。

综合而言，傅利叶智能通过聚焦研发通用机器人底层技术，自建完整的AI、机械硬件、软件平台全栈式研发能力，已经让GR-1人形机器人算法在感知、决策规划和运动控制方面实现了较大的性能优化，最终以更集约化的硬件变量、更大的算法兼容性，提高了人形机器人的综合能力，为用户的二次开发提供了相当大的空间。

▍如何更好找到人形机器人的切入点？

当下我们正值人形机器人量产前夜。虽然距离走向人们理想中的通用人形机器人可能还为时尚早，尤其在运动能力和认知能力上还有待提升，但傅利叶智能的GR-1人形机器人无疑为行业提供了一种量产化的全新解决思路。

未来随着越来越多的高校和实验室开展相关研究，人形机器人有望实现更强的产品能力，挖掘出更多的应用潜力，开发出更大的市场价值，并有望快速在民爆、救援等特种领域、3C、汽车等制造业重点领域以及医疗、家政、农业、物流等民生场景率先实现落地。

那么，如何更好找到人形机器人的切入点？如何抢先实现人形机器人面向场景应用的优化迭代，抢占人形机器人蓝海下的大蛋糕？找到懂人形机器人、懂行业、懂科研及教育开发者的服务商至关重要。   

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傅利叶智能的人形机器人，目前同样就是采用ROS2开发，硅步作为人形机器人企业与高校的桥梁，正负责高校进行选型与二次开发，并能提供基于ROS（Robot Operating System）的机器人科研及教育整体解决方案，高校和实验室想要率先布局人形机器人研究，进行未来场景开发，探索更大人形机器人应用市场，欢迎联系硅步，了解、体验和购买相关人形机器人，并获取更多解决方案的详细信息。

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