人形機器人發展史

人形機器人發展史

在早期的人類文明，對“人造生命”的想象已經生根發芽。西周時期，偃師（見圖 1）用皮革、木料與膠漆制成歌舞人偶，其“瞬目而招，手舞足蹈”的靈動姿態，令周穆王難辨真假。這一記載于《列子·湯問》的傳說雖充滿玄幻色彩，卻印證了東方文明對仿生機械的早期探索。與此同時，在西方神話中，希臘火神赫菲斯托斯鍛造的青銅巨人塔洛斯（見圖 2）體內流淌液態金屬，每日繞克里特島巡邏 3 次，投擲巨石驅逐入侵者。其腳踝處唯一的致命弱點，與阿喀琉斯之踵遙相呼應，成為古代“自動化守衛”的象征。

圖 1 西周偃師（轉自 1982 年1 月《連環畫報》）

圖 2 青銅巨人塔洛斯

這些跨越時空的幻想，本質上是人類對“創造同類”的哲學追問。從偃師人偶的歌舞到塔洛斯的青銅之軀，這些傳說與造物，如同文明的基因片段，埋下了人形機器人發展的種子，它們不僅是技術的雛形，更是人類對自身存在意義的鏡像投射。

01

人形之夢：長夜求索與機械破曉

1495 年，達·芬奇設計并制造了一款騎士機器人。創作《蒙娜麗莎》《最后的晚餐》的達·芬奇，他不僅是畫家、自然科學家，還是人形機器人的先驅。根據《大西洋手稿》復原實驗，該機器人通過滑輪、繩索與杠桿聯動，可實現坐起、揮臂、轉頭及下頜開合等動作，其核心原理源于對人體骨骼與肌肉運動的精密觀察，并試圖通過機械零件模擬生命體的動作序列，騎士機器人如圖 3 所示。

圖 3 騎士機器人

隨著齒輪和發條技術的進步，歐洲宮廷越來越多的寫字、畫畫機器人被發明出來，其中最著名的是名為雅克·德羅的瑞士鐘表匠在 1774 年開發的書寫者、繪圖員、音樂家機器人（見圖 4），每臺機器人由數千個零部件組成，能夠書寫優美的文字、繪肖像，甚至可以彈琴，這標志著純機械時代機器人的巔峰。書寫者：由 6000 余個零件構成，通過凸輪系統控制鵝毛筆書寫 40 個字母的短句。其內部飛輪可編排字母組合，并具備自校準功能，無須外部動力即可運行。

圖 4 雅克·德羅發明的書寫者、繪圖員、音樂家

繪圖員：可繪制 4 幅不同畫作，手臂通過 3 軸凸輪實現多向運筆，眼珠隨筆尖移動，甚至能模擬“除塵”動作。

音樂家：女性形象機器人由 2500 個零件構成，胸部隨呼吸起伏，曲畢鞠躬致謝，其演奏動作由金屬圓筒上的凸起精確記錄。

這些作品不僅是歐洲宮廷的奇觀，甚至遠渡重洋成為乾隆皇帝的珍藏。故宮現存的“銅鍍金寫字人鐘”，其底層機械紳士可書寫“八方向化，九土來王”，展現了東方與西方機械美學的交融（見圖 5）。

圖 5 故宮博物院藏“銅鍍金寫字人鐘”

18 世紀晚期，被稱為土耳其行棋傀儡的機器人（見圖 6）能說會道，還把國際象棋高手殺得片甲不留，就像個神秘的魔法盒子，結果一場大火讓它現了原形，原來是個藏人的“大忽悠”。這事兒一出，讓大家對智能機器人的幻想碎了一地，但這一騙局意外推動了自動化技術的發展，成為“人機協作”的雛形。

圖 6 土耳其行棋傀儡

時間快進到 20 世紀，科學大爆炸的時代來臨。1920 年，捷克作家卡雷爾·恰佩克在科幻劇《羅素姆的萬能機器人》中，首次使用“robota”這個詞，它在斯拉夫語中，意思是“苦工”，這與劇本中機器人的定位契合，之后迅速被歐美主要語言采納，成為今天所熟知的單詞“robot”。其實機器人還有另外一個單詞“Android”，也就是安卓，出自法國作家利爾·亞當在 1886 年發表的科幻小說《未來的夏娃》，小說中將外表像人的機器稱為“Android”。2003 年，安迪·魯賓創辦了一家操作系統公司，用這個小綠機器人命名，為大家所熟知。

時間拉回到 1927 年，西屋電氣發明了一款叫作Herbert Televox 的機器人（見圖 7 左），其實就是采用一個聲控開關，電路板上套了一個人形外殼，被包裝成為高科技產品。1937 年，西屋電氣又推出了一款名為 Elektro 的機器人（見圖 7 右），可識別 20 個語音指令并完成行走等動作。這之后，開發人形機器人似乎成為潮流，很多企業、研究機構加入其中，推出了各式各樣的機器人，其共同的特點就是外表光鮮亮麗，內心空空。1939 年，由瑞典發明家奧古斯特·哈蒙發明的機器人可以接受無線電的指令并實現行走；1951 年由美國人克利福德·蘭蒂斯發明的機器人可以完成高爾夫球的揮桿動作；1953 年出現的機器人加科（Garco）可以在人的操縱下完成多項任務；1963 年由美國國家航空航天局（NASA）制作的“機動多關節假人”則不僅可以模仿 30 多種人的動作，還能試穿宇航服。

圖 7 Herbert Televox（左）和 Elektro（右）

就當時的技術而言，發展人形機器人似乎走到了盡頭，開發工業機器人替代人類“搬磚”似乎才是正道。

02

軀殼革命：液壓雙足到電動仿生

就在大家都朝著工業機器人的康莊大道快速沖刺時，1972 年，日本早稻田大學教授加藤一郎發布世界上第一個全尺寸人形機器人 WABOT-1 代（見圖 8 左）， 這 個 機 器 人 高 2m， 重 160kg， 全 身裝有攝像頭、傳感器，可完成行走、搬運物品等動作，還可以進行簡單的對話，智力大約相當于一歲半的兒童，被認為是人形機器人史上“零的突破”。1984 年，WABOT-2 代發布（見圖 8 右），技術顯著進步，它可以更自然地使用日語對話，并具備更強的視覺和觸覺感知能力，擅長識別樂譜，并根據樂譜靈活彈奏電子琴。WABOT- 2 就像是一顆孤星，短暫地點燃了科技之火，但星星之火，可以燎原。

圖 8 WABOT-1 代（左）和 WABOT-2 代（右）

系統高度集成發展階段

本田公司于 1986 年涉足人形機器人領域，經過 15 年的不懈努力，成功推出了多款原型機。早期E 系列專注于腿部運動技術，隨后工程師加入了頭部、軀干和手臂等部件，提升了機器人的平衡性和功能性。1993 年，本田首次推出了 P1 人形機器人，隨后在 1996 年、1997 年推出 P2 和 P3 人形機器人（見圖 9），正是這臺 P3 將人形機器人再次拉到大眾視野，它身高 1.6m，重 130kg，搭載三維視覺系統，該系統通過多攝像頭采集圖像信息，利用立體視覺算法實現對周圍環境的三維建模和目標識別；平衡系統基于慣性測量單元（IMU）和足底壓力傳感器，實時監測機器人的姿態和重心變化，通過調整電機輸出實現穩定的雙腿獨立行走和自動避障。同時，它還具備語音交互功能，依靠語音識別和合成技術，實現與人類的簡單交流。手部最大負載 2kg，采用鎳鋅電池，可運行 25min。2000 年，本田進一步在 P3 的基礎上推出明星產品阿西莫（ASIMO），盡管在實際應用方面存在一定局限性，但在展示和宣傳人形機器人技術方面發揮了顯著作用，頻繁亮相于各類重要場合。

圖 9 本田 E 系列、P 系列、ASIMO 系列機器人

初代 ASIMO 身高 120cm，重 43kg，能夠奔跑、跳躍，還可以通過視覺、聽覺感應器規劃路線，避免與人類發生碰撞，并且能與人用語音或手語進行交流，甚至可以完成端茶遞水、表演舞蹈等復雜活動。2005年本田發布了第二代，身高 130cm，重 54kg，能夠預先設定動作，并依據人類的聲音、手勢等指令完成相應動作，有了基本的記憶與辨識能力。第三代 ASIMO 2011 年發布，改進了認知功能和身體協調性，能同時辨別多人講話，擴大雙足可動范圍，最高速度由 6km/h 提高到 9km/h，手部更加靈巧，可以擰開瓶蓋，拿起水杯，甚至是打手語。這次更新后項目再無進展，每臺造價高達數百萬美金，高昂的投入迫使本田在 2018 年停止 ASIMO 的研發，2022 年，ASIMO 最后一次表演，這款風光一時的機器人宣布退役。

高動態運動發展階段

在這之后，人形機器人的技術路線開始轉向強化運動，代表產品是波士頓動力開發的阿特拉斯（Atlas）人形機器人。2013 年，波士頓動力經過10 年的技術積累，重磅推出人形機器人，Atlas 初代機（見圖 10 左上 3）很笨重，看起來有點像終結者，身高 1.8m，重 150kg，配備了視覺系統，激光測距儀和立體相機，四肢擁有 28 個自由度，可以做出精細動作。但是需要一根長線供電，只能在實驗室中行走，可以識別、調整避開障礙。雖然外表科幻，但只是一個初始的嘗試。2016 年全新 Atlas 發布（見圖 10 左下 1），身高優化至 1.5m，重 80kg，驅動方式也從液壓改為電動液壓混合動力，遍布全身的傳感器，可以讓他避開障礙物自主行走。2017 年進一步升級，可以完成跳躍和空翻等動作。2018 年，Atlas 具備了更多的人類技能（見圖 10 左下 2），學會了跑酷、跳舞、搬運、投擲等高難度動作，有了人類的思維，可以完成復雜的指令。Atlas 同ASIMO 一樣，面臨的都是高額的研發費用和無法商業化的困局，8 年 3 次易主，輾轉谷歌、軟銀、現代，最終放棄了原來液壓的技術路線，改為更流行的電動路線，Atlas 電動版（見圖 10 右 1）被調侃為電動“貞子”。

圖 10 波士頓動力 Atlas 系列機器人

智能化進階階段

2021 年，特斯拉宣布進軍人形機器人領域，引爆了全球科技圈。特斯拉自動駕駛、AI 計算、動力電池技術直接移植到擎天柱 Optimus，讓其發展迅速。2022 年發布第一代原型機（見圖 11），身高約 173cm，重約 73kg，外形設計接近人類，能夠完成揮手、搬運物品、澆水等動作。2023 年，特斯拉發布擎天柱 Optimus 二代（見圖 12），步行速度提升 30%，身體協調性得到改善，升級手部關節，搭載觸覺傳感器。2024 年 10 月，在“We，Robot”發布會上展示了最新的 Optimus 機器人倒飲料、猜拳、比心、跳舞等（見圖 13）。2014 年 11 月更新了 Optimus 靈巧手進展，展示其連續隔空接住網球的能力，進一步證明了其在視覺識別、反饋速度和運動控制方面的能力。隨著技術的不斷進步和成本的降低，Optimus 有望在未來實現大規模量產，并在工業自動化、家庭服務等領域發揮重要作用。

圖 11 特斯拉 Optimus 第一代原型機

圖 12 特斯拉擎天柱 Optimus 二代

圖 13 特斯拉在“We,Robot”發布會發布的 Optimus

03

全球競逐：從實驗室走向生產線

2025 年，國內外企業圍繞核心技術、場景適配與成本控制展開激烈競爭，人形機器人產業正經歷從技術驗證到商業落地的關鍵轉折。

國外篇：技術領跑與場景深耕

1. Agility Robotics Digit：物流場景的破局者

敏 捷 型 機 器 人 Digit 是 目 前 首 個 商 業 化 落 地的 人 形 機 器 人（ 見 圖 14）， 由 美 國 公 司 Agility Robotics 研發。它以獨特的鴕鳥腿設計和動態穩定的雙足行走能力著稱，身高 175cm，重 65kg，具備出色的感知與動作執行能力。除廣泛應用于物流和倉儲行業外，在一些科研實驗場景也有所探索。首批 Digit 機器人已于 2024 年交付，售價 25 萬美元，未來計劃嵌入 AI 大模型以進一步提升智能水平。

圖 14 Digit 機器人

2. 波士頓動力 Atlas電動版：運動性能的極限挑戰

Atlas 電動版是波士頓動力推出的一款具有重要意義的全電動機器人（見圖 15），它放棄了液壓系統，采用更輕便的電動驅動。其機械骨架輕巧，運動性能更平滑、靜音，外觀設計簡潔，頭部配備功能性圓形顯示屏，并搭載傳感器與強大的計算控制系統。它能夠做出許多高難度動作，具備一定的自主糾錯能力。雖然波士頓動力在不斷推進其自動化進程，但目前尚未完全實現全自動工作。在應用方面，它不僅涉及工業和物流領域，在科研探索等方面也發揮著重要作用。波士頓動力計劃于 2025 年進行量產。

圖 15 Atlas 電動版機器人

3. Figure01/02：AI賦能的工業革命

Figure 是美國一家人形機器人制造商，已獲得英偉達、亞馬遜、微軟等公司多輪融資，并發布了Figure01 和 Figure02 兩款人形機器人。Figure01高 1.4m，重 60kg，有效載荷 15kg，續航 5h，速度可達1.2m/s，接入 OpenAI 大模型，具備與人對話交互、理解命令、擁有記憶力以及描述視覺體驗的能力。Figure02 作為升級款（見圖 16），據報道電池容量增加 1 倍，手部有 16 個自由度，能承載 25kg 物體，工作時長超 20h，計算能力為前一代 3 倍，搭載與 OpenAI 定制的 AI 模型，據悉已在寶馬工廠開展測試工作。

圖 16 Figure02 機器人

4. X Technologies NEO：家庭服務的靜默革命

NEO 是由挪威的 X Technologies 公司開發的一款家庭機器人（見圖 17），身高 1.65m，重30kg，能舉起 70kg 重物，可以安靜、流暢地做家務。其設計模仿人體肌肉，強調安全性和互動性。

圖 17 X Technologies NEO 機器人

5. 其他創新力量

Ameca 機器人（見圖 18）由英國公司研發，它具備 52 個模塊和 51 種關節運動方式，能夠展現復雜的面部表情和完成多樣的身體動作。通過接入GPT-4，其自主性與認知交互能力得到提升，可與人自然交流互動，并執行接待、導游等靜態任務，但目前暫不具備行走能力。

圖 18 Ameca 機器人

Clone Alpha 號稱是未來人形機器人的終極形態（見圖 19），由波蘭 Clone Robotics 公司研發，它采用仿生設計，完全模擬人類結構，擁有超 200 個骨骼和仿生呼吸系統，依靠合成器官、人造肌肉和韌帶驅動，借助人造肌肉技術實現運動。其骨骼系統包含 206 個骨頭及可充分活動的關節，上肢軀干有 164 個自由度。此外，還配備 70 個慣性傳感器、320 個壓力傳感器和 4 個深度攝像頭，通過500W泵驅動的液壓“血管系統”為肌肉運動提供動力。

圖 19 Clone Alpha 機器人

Apollo 由美國 Apptronik 公司研發（見圖 20），身高 1.73m、重 73kg，設計用于在倉庫和工廠輔助工作，負載重量 25kg，熱插拔電池組，續航 4h，有電子墨水顯示屏的臉和胸前信息屏。

圖 20 Apptronik Apollo 機器人

國內篇：制造優勢與場景突圍

我國的人形機器人起步較晚，但發展并不慢，起源于國防科技大學、哈爾濱工業大學、清華大學、北京理工大學、浙江大學等幾所高校。2000 年，國防科技大學發布我國首臺人形機器人“先行者”。在之后的 15 年間，我國人形機器人從大學實驗室進入產業，2012 年以優必選為代表的企業開始涉足人形機器人領域。在 2016 年的春晚上，優必選研發的540 臺 Alpha 1S 機器人為孫楠伴舞，展示了其商業化的潛力。2019 年新發布的 Walker 系列機器人再次登上了春晚。2020 年后，得益于技術的突破和政策的賦能，尤其是 2023 年后，人形機器人企業爆發式增長。

1. 宇樹H1/G1：文化符號與技術標桿

宇樹科技旗下有兩款人形機器人：H1 和 G1。H1 身高 180cm，重 47kg，全身超 50 個自由度，腿部關節電機峰值扭矩為 360N·m。2025 年春晚，16 臺 Unitree H1 人形機器人拿著手絹與舞者，為觀眾呈現了獨特的“賽博”秧歌（見圖 21）。G1機器人（見圖 22）身高 127cm，重 35kg，其總自由度為 23，若加選一些配件，關節電機數量等效到43。G1 能夠執行動態站起、坐下折疊、舞棍、單腿跳躍、原地起跳360°轉身、凌空劈叉、穩步上下樓梯等多種高難度動作，有望成為消費級人形機器人的先驅。

圖 21 宇樹 H1 機器人登上春晚舞臺

圖 22 宇樹 G1 機器人

2. 傅立葉GR-1/GR-2：醫療與工業的雙向突破

傅 立 葉 機 器 人 總 部 位 于 上 海 張 江， 發 布 了GR-1、GR-2 兩款人形機器人。其中，GR-1 身高 1.65m，重 55kg，具有 40 個自由度；而 GR-2機器人（見圖 23）在其基礎上進行升級，自由度提升至 53 個，身高增加到 1.75m，重 63kg。兩款機器人均具備仿生的運動能力和認知智能，適用于工業、醫療、教育及家庭服務等領域。

圖 23 傅立葉 GR-2 機器人

3. 小鵬Iron：汽車基因的跨界賦能

小鵬 Iron 人形機器人是小鵬汽車推出的全新 AI產品，如圖 24 所示，身高 178cm，重 70kg，全身共擁有 62 個自由度，其中手部有 15 個自由度，動作靈活精確。它搭載自研 AI 芯片，能夠模擬人類思考，融合了小鵬汽車的鷹眼視覺系統，實現 720°無死角環境感知。目前已在小鵬汽車工廠投入實訓，未來還將應用于門店服務等領域。

圖 24 小鵬 Iron 機器人

4. 智元遠征A-1/A-2：特種場景的重載先鋒

智元機器人總部位于上海臨港，由華為“天才少年”、知名 UP 主稚暉君創辦。旗下遠征人形機器人 A1 身高 175cm，重 53kg，具備 49 個自由度，最高速度 7km/h，單臂最大負載 5kg。A2 系列（見圖 25）包含 3 款機器人：A2 標準版身高 169cm，重 69kg， 能 夠 流 暢 地 與 人 類 交 流；A2-W 身 高163cm，重 230kg，憑借獨特的雙臂輪式結構，可精準執行復雜作業任務；A2-Max 身高 175cm，重85kg，擁有 67 個自由度，瞄準重載特種作業場景。各型號各司其職，共同擴展智元機器人的應用版圖。

圖 25 智元機器人 A2 系列

5. 眾擎機器人SE01：自然步態人形未來

眾擎機器人發布了史上首款直膝自然步態行走機器人 SE01（見圖 26）。SE01 以其獨特的直膝自然步態，打破了人形機器人傳統的怪異行走方式。該機器人身高 170cm，重 55kg，機身由航空級別鋁合金打造，擁有 32 個自由度，搭載具有完全自主知識產權的端到端神經網絡算法及自研電機電控系統，能夠輕松實現下蹲、俯臥撐、跑跳、抓取等復雜動作。

國產機器人還有星動紀元、達闥、鋼鐵俠、樂聚、逐際動力、小米鐵大、大象機器人等，就不一一介紹了，用一句話總結就是：人形機器人的未來，一定有中國。

04

破界前行：倫理高山與未來圖景

當宇樹 H1 在春晚舞臺拋出手絹時，這一動作隱喻著人形機器人從“工具”向“社會參與者”的轉型。人形機器人的發展正站在技術與倫理的交界點。其技術突破不僅重塑生產力，更引發對“人機邊界”的哲學追問。從就業沖擊到情感模擬，從軍事化風險到法律身份爭議，倫理挑戰與未來圖景交織，構成了人形機器人發展的雙重敘事。

人形機器人技術一路走來，還得面對倫理、法律、社會接受度等重重考驗。暢想一下，未來某一天，當你下班回家，人形機器人已經為你準備好了晚餐，貼心地為你播放音樂。你坐在沙發上，它在一旁和你聊著天。這并不是幻想，因為未來已來，人形機器人正“蹣跚”卻堅定地向我們走來，帶著歡笑，帶著挑戰，也帶著無限的可能！