具身智能機(jī)器人加速“進(jìn)廠”當(dāng)“工人”

“把這個(gè)零件取過來”“把這個(gè)設(shè)備拆卸了”“把相關(guān)的配件組裝到一起”……過去，當(dāng)人類對傳統(tǒng)機(jī)器人發(fā)出這些復(fù)雜指令時(shí)，它們可能難以應(yīng)對，但如今，仿人機(jī)械臂、靈巧手等具身智能機(jī)器人應(yīng)用則讓這些場景正成為現(xiàn)實(shí)。

在眾多應(yīng)用場景中，工業(yè)制造被視為具身智能機(jī)器人最具潛力的落地領(lǐng)域之一。那么，具身智能機(jī)器人在工業(yè)制造中究竟有哪些應(yīng)用？面臨哪些挑戰(zhàn)？又將如何重塑工業(yè)生產(chǎn)的未來？

具身智能機(jī)器人的工業(yè)初體驗(yàn)

在位于北京石景山區(qū)的睿爾曼智能科技（北京）有限公司研發(fā)車間內(nèi)，《中國報(bào)道》記者看到一片忙碌景象，技術(shù)人員正在對超輕量仿人機(jī)械臂進(jìn)行測試和優(yōu)化。

睿爾曼智能科技創(chuàng)始人鄭隨兵介紹道：“我們研發(fā)的超輕量仿人機(jī)械臂，完全仿照人類手臂的尺寸和自由度，能夠?qū)崿F(xiàn)人類手臂所能做到的動作，甚至比人做得更好。”據(jù)介紹，該公司以智能、通用模塊化的機(jī)械臂本體作為切入點(diǎn)，融合軟硬件與人機(jī)交互技術(shù)，融入人工智能算法，使機(jī)械臂具備自主學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力，可通過對大量數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和處理，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的識別與適應(yīng)，并能根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整作業(yè)策略。

在北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的一些智能制造工廠，機(jī)械臂在生產(chǎn)線上熟練地進(jìn)行零件的抓取、搬運(yùn)和組裝工作，動作流暢且精準(zhǔn)?！耙郧埃@些工作需要大量人工操作，不僅效率低，而且容易出現(xiàn)誤差。自從引入機(jī)械臂，生產(chǎn)效率提高了30%，產(chǎn)品合格率也從原來的85%提升到了95%。”一工廠負(fù)責(zé)人告訴記者。

北京因時(shí)機(jī)器人科技有限公司造出了中國首款商業(yè)化量產(chǎn)靈巧手，其研發(fā)的仿人五指靈巧手，外表高度仿真，抓取精準(zhǔn)無震顫，且內(nèi)嵌十余個(gè)標(biāo)準(zhǔn)動作庫，成為眾多人形機(jī)器人廠商的理想“手替”。

記者來到因時(shí)機(jī)器人位于北京首特鋼創(chuàng)新工場的總部，與其創(chuàng)始人兼CEO蔡穎鵬進(jìn)行了深入交流?！皩`巧手而言，微型伺服電缸就相當(dāng)于手掌的肌肉，為靈巧手提供力量，驅(qū)動手指關(guān)節(jié)做出抓握等精細(xì)操作?！辈谭f鵬介紹道，靈巧手被用于高精度零件的裝配，大大提高了裝配的精度和效率。從醫(yī)療器械開始拓展到3C制造、新能源、自動化、半導(dǎo)體等領(lǐng)域。

在全國各地的工業(yè)制造企業(yè)中，具身智能機(jī)器人也都逐漸嶄露頭角。

地處江蘇的天奇股份與多家頭部新能源整車企業(yè)達(dá)成具身智能機(jī)器人應(yīng)用合作意向，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在車身外觀檢測、SPS零部件抓取、料箱搬運(yùn)、零部件線邊裝配等場景的落地應(yīng)用及持續(xù)訓(xùn)練，未來還將持續(xù)開發(fā)車身擦拭打蠟、組合件卡接、底盤螺栓擰緊等場景的落地應(yīng)用，預(yù)計(jì)自2025年下半年起陸續(xù)向10家整車工廠交付機(jī)器人“工人”。在江蘇無錫的一家汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)，具身智能機(jī)器人應(yīng)用到汽車零部件的焊接和打磨工作中，其穩(wěn)定的操作和精準(zhǔn)的控制，使得產(chǎn)品的良品率大幅提升。

深圳的優(yōu)艾智合近期與西安交通大學(xué)正式成立具身智能研究院，憑借其自主研發(fā)的MAIC系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了具身智能機(jī)器人已經(jīng)在半導(dǎo)體、新能源、3C制造等多個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用。在3C行業(yè)中，其機(jī)器人單日搬運(yùn)物料超過2萬次，運(yùn)行里程近百公里；在半導(dǎo)體行業(yè)，機(jī)器人完成了上萬次彈夾搬運(yùn)任務(wù)，運(yùn)行里程超過100公里。

在深圳的一家電子制造工廠，選用具身智能機(jī)器人負(fù)責(zé)電子產(chǎn)品的組裝和檢測，每小時(shí)能完成數(shù)百個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)，大大縮短了生產(chǎn)周期。

常州是具身智能機(jī)器人生產(chǎn)的“大本營”。來自常州的具身智能工業(yè)機(jī)器人“創(chuàng)TRON”近期將批量上市，與傳統(tǒng)機(jī)械臂相比，它集成了感知、驅(qū)動、控制、算法、云服務(wù)等技術(shù)，能夠在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中自我適應(yīng)并學(xué)習(xí)，有效應(yīng)對生產(chǎn)線的靈活性挑戰(zhàn)，適用于智能質(zhì)檢、柔性打磨、自適應(yīng)抓取等多種工業(yè)場景。

據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會（IFR）發(fā)布的《2024世界機(jī)器人報(bào)告》顯示，2023年全球工業(yè)機(jī)器人參與自動化生產(chǎn)的數(shù)量創(chuàng)歷史新高，年安裝量達(dá)到54.13萬臺。中國作為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場，2023年工業(yè)機(jī)器人保有量約180萬臺，安裝量占全球總量的51%。隨著具身智能技術(shù)的不斷發(fā)展，這一數(shù)字有望繼續(xù)增長。

讓機(jī)器人擁有“智慧大腦”和“靈活身軀”

具身智能機(jī)器人之所以能夠在工業(yè)制造中發(fā)揮重要作用，離不開背后一系列先進(jìn)技術(shù)的支撐。

“具身智能的核心在于讓機(jī)器人具備感知、決策和行動的能力，如人類一樣能夠與周圍環(huán)境進(jìn)行交互，并根據(jù)不同的任務(wù)需求做出相應(yīng)的反應(yīng)?！北本┖娇蘸教齑髮W(xué)機(jī)器人研究所教授王田苗表示。

在感知層面，具身智能機(jī)器人配備了多種先進(jìn)的傳感器，如視覺傳感器、力傳感器、觸覺傳感器等，這些傳感器就像機(jī)器人的“五官”，能夠?qū)崟r(shí)獲取周圍環(huán)境的信息。以因時(shí)機(jī)器人的仿人五指靈巧手為例，2024年8月，因時(shí)機(jī)器人在世界機(jī)器人大會上亮相了集成觸覺傳感器模塊的FTP系列仿人五指靈巧手。該靈巧手在表面集成了5—17個(gè)觸覺傳感器模塊，布置于指尖、指腹以及手掌部位，結(jié)合電缸內(nèi)置的力傳感器，能實(shí)時(shí)獲取五指的受力情況和各個(gè)接觸面的觸覺信息，進(jìn)一步優(yōu)化抓握動作，提升操作精細(xì)度。

在決策層面，大語言模型和深度學(xué)習(xí)算法為機(jī)器人賦予了“智慧大腦”。大語言模型能夠理解人類的自然語言指令，并將其轉(zhuǎn)化為機(jī)器人能夠執(zhí)行的任務(wù)；深度學(xué)習(xí)算法則可以讓機(jī)器人通過大量的數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)，不斷優(yōu)化自身的決策能力，提高任務(wù)執(zhí)行的準(zhǔn)確性和效率。當(dāng)機(jī)器人接收到“把零件A安裝到零件B上”的指令時(shí)，大語言模型會對指令進(jìn)行解析，然后深度學(xué)習(xí)算法會根據(jù)之前學(xué)習(xí)到的知識和經(jīng)驗(yàn)，規(guī)劃出最佳的操作路徑和動作序列，指導(dǎo)機(jī)器人完成任務(wù)。

在行動層面，機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)和驅(qū)動系統(tǒng)至關(guān)重要。如睿爾曼智能科技從底層核心零部件設(shè)計(jì)開發(fā)，解決了傳統(tǒng)機(jī)械臂制造成本高、重量大、穩(wěn)定性差的問題，打造的超輕量仿人機(jī)械臂具有高負(fù)載自重比，且核心零部件全部自產(chǎn)自研，在高負(fù)載、高速度下穩(wěn)定運(yùn)動，具有低噪音、長壽命的特性。

多模態(tài)交互技術(shù)也是具身智能機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過融合語音、手勢、表情等多種交互方式，機(jī)器人能夠更好地理解人類的意圖，與人類進(jìn)行更加自然、高效的溝通協(xié)作。在一些工業(yè)場景中，工人可以通過語音指令和手勢操作，遠(yuǎn)程控制具身智能機(jī)器人完成復(fù)雜的任務(wù)，大大提高了工作的靈活性和便捷性。

潛力巨大，但機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存

在工業(yè)制造領(lǐng)域，具身智能機(jī)器人的應(yīng)用將帶來生產(chǎn)效率的提升、成本的降低以及產(chǎn)品質(zhì)量的改善，這些優(yōu)勢吸引了眾多企業(yè)的關(guān)注和投入。

“具身智能機(jī)器人為工業(yè)制造帶來了新的變革機(jī)遇，尤其是在一些對精度、效率和靈活性要求較高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其應(yīng)用前景非常廣闊。”中關(guān)村機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟秘書長宋曉剛表示，“目前，不僅是科技企業(yè)，許多傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)也開始積極布局具身智能機(jī)器人領(lǐng)域，加大研發(fā)投入和應(yīng)用推廣力度。”

然而，具身智能機(jī)器人在工業(yè)制造領(lǐng)域的發(fā)展也面臨著諸多挑戰(zhàn)。首先是技術(shù)層面的挑戰(zhàn)，盡管具身智能技術(shù)取得了顯著進(jìn)展，但在一些關(guān)鍵技術(shù)上仍有待突破。例如，如何進(jìn)一步提高機(jī)器人在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下的感知精度和決策能力，確保其在面對突發(fā)情況時(shí)能夠做出準(zhǔn)確、及時(shí)的反應(yīng)；如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與人類的無縫協(xié)作，保障生產(chǎn)過程的安全性和可靠性等。

其次是成本問題，目前具身智能機(jī)器人的研發(fā)和生產(chǎn)成本較高，這在一定程度上限制了其大規(guī)模應(yīng)用?！耙慌_性能較好的具身智能機(jī)器人售價(jià)可能高達(dá)數(shù)十萬元甚至上百萬元，對于一些中小企業(yè)來說，購置和使用成本過高?！北本┎絽^(qū)的一家機(jī)器人企業(yè)負(fù)責(zé)人坦言，“要想推動具身智能機(jī)器人在工業(yè)制造領(lǐng)域的普及，降低成本是關(guān)鍵。”

“在國際市場上一只靈巧手普遍百萬元售價(jià)的時(shí)候，因時(shí)機(jī)器人就能把靈巧手價(jià)格做到5萬元以內(nèi)了?！痹诓谭f鵬看來，國內(nèi)機(jī)器人在硬件上已經(jīng)體現(xiàn)出非常顯著的成本優(yōu)勢，零部件規(guī)模化量產(chǎn)成本勢必還會逐步走低，這也是眾多海外機(jī)器人企業(yè)青睞中國供應(yīng)鏈的重要原因，降低成本很重要，但國內(nèi)企業(yè)還應(yīng)該在產(chǎn)品快速迭代提升性能的同時(shí)，在保證批量產(chǎn)品的一致性、穩(wěn)定性上下功夫，而不是在價(jià)格上過度內(nèi)卷。

蔡穎鵬對具身智能機(jī)器人在工業(yè)制造領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常樂觀。他認(rèn)為，工業(yè)制造領(lǐng)域體量龐大，只要能夠切實(shí)解決實(shí)際問題，并且成本可控，便能實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用，經(jīng)過工業(yè)場景的應(yīng)用與檢驗(yàn)，具身智能機(jī)器人的品質(zhì)、成本控制以及產(chǎn)業(yè)鏈將趨于成熟。

數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)也是不容忽視的問題。在工業(yè)制造過程中，機(jī)器人會收集和處理大量的企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)涉及企業(yè)的核心機(jī)密和商業(yè)利益。如何確保數(shù)據(jù)的安全傳輸、存儲和使用，防止數(shù)據(jù)泄露和被惡意利用，是企業(yè)在應(yīng)用具身智能機(jī)器人時(shí)必須面對的挑戰(zhàn)。

產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新，推動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

面對挑戰(zhàn)，如何破局？業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為，產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新是推動具身智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在工業(yè)制造領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵路徑。

在科研方面，高校和科研機(jī)構(gòu)應(yīng)加大對具身智能關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)投入，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。同時(shí)，建立產(chǎn)學(xué)研合作平臺，促進(jìn)科研成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，加速技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的深度融合。

在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面，企業(yè)應(yīng)積極探索具身智能機(jī)器人在工業(yè)制造中的創(chuàng)新應(yīng)用模式，結(jié)合自身生產(chǎn)需求，開展試點(diǎn)項(xiàng)目和示范應(yīng)用。通過實(shí)際應(yīng)用，不斷優(yōu)化機(jī)器人的性能和功能，提高其在工業(yè)場景中的適用性和可靠性。同時(shí)，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)之間的合作，共同打造完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，推動具身智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展。

政府也應(yīng)發(fā)揮引導(dǎo)和支持作用，出臺相關(guān)政策法規(guī)，加大對具身智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的扶持力度。在資金支持、稅收優(yōu)惠、人才培養(yǎng)等方面給予政策傾斜，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的政策環(huán)境。同時(shí)，加強(qiáng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定和規(guī)范，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

“具身智能機(jī)器人在工業(yè)制造領(lǐng)域的發(fā)展前景廣闊，但要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要產(chǎn)學(xué)研用各方共同努力?！彼螘詣偙硎?，“只有通過協(xié)同創(chuàng)新，攻克技術(shù)難題，降低成本，完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)，才能讓具身智能機(jī)器人真正成為工業(yè)制造領(lǐng)域的‘得力助手’，推動我國制造業(yè)向高端化、智能化、綠色化邁進(jìn)。”