人形机器人发展史

人形机器人发展史

在早期的人类文明，对“人造生命”的想象已经生根发芽。西周时期，偃师（见图 1）用皮革、木料与胶漆制成歌舞人偶，其“瞬目而招，手舞足蹈”的灵动姿态，令周穆王难辨真假。这一记载于《列子·汤问》的传说虽充满玄幻色彩，却印证了东方文明对仿生机械的早期探索。与此同时，在西方神话中，希腊火神赫菲斯托斯锻造的青铜巨人塔洛斯（见图 2）体内流淌液态金属，每日绕克里特岛巡逻 3 次，投掷巨石驱逐入侵者。其脚踝处唯一的致命弱点，与阿喀琉斯之踵遥相呼应，成为古代“自动化守卫”的象征。

图 1 西周偃师（转自 1982 年1 月《连环画报》）

图 2 青铜巨人塔洛斯

这些跨越时空的幻想，本质上是人类对“创造同类”的哲学追问。从偃师人偶的歌舞到塔洛斯的青铜之躯，这些传说与造物，如同文明的基因片段，埋下了人形机器人发展的种子，它们不仅是技术的雏形，更是人类对自身存在意义的镜像投射。

01

人形之梦：长夜求索与机械破晓

1495 年，达·芬奇设计并制造了一款骑士机器人。创作《蒙娜丽莎》《最后的晚餐》的达·芬奇，他不仅是画家、自然科学家，还是人形机器人的先驱。根据《大西洋手稿》复原实验，该机器人通过滑轮、绳索与杠杆联动，可实现坐起、挥臂、转头及下颌开合等动作，其核心原理源于对人体骨骼与肌肉运动的精密观察，并试图通过机械零件模拟生命体的动作序列，骑士机器人如图 3 所示。

图 3 骑士机器人

随着齿轮和发条技术的进步，欧洲宫廷越来越多的写字、画画机器人被发明出来，其中最著名的是名为雅克·德罗的瑞士钟表匠在 1774 年开发的书写者、绘图员、音乐家机器人（见图 4），每台机器人由数千个零部件组成，能够书写优美的文字、绘肖像，甚至可以弹琴，这标志着纯机械时代机器人的巅峰。书写者：由 6000 余个零件构成，通过凸轮系统控制鹅毛笔书写 40 个字母的短句。其内部飞轮可编排字母组合，并具备自校准功能，无须外部动力即可运行。

图 4 雅克·德罗发明的书写者、绘图员、音乐家

绘图员：可绘制 4 幅不同画作，手臂通过 3 轴凸轮实现多向运笔，眼珠随笔尖移动，甚至能模拟“除尘”动作。

音乐家：女性形象机器人由 2500 个零件构成，胸部随呼吸起伏，曲毕鞠躬致谢，其演奏动作由金属圆筒上的凸起精确记录。

这些作品不仅是欧洲宫廷的奇观，甚至远渡重洋成为乾隆皇帝的珍藏。故宫现存的“铜镀金写字人钟”，其底层机械绅士可书写“八方向化，九土来王”，展现了东方与西方机械美学的交融（见图 5）。

图 5 故宫博物院藏“铜镀金写字人钟”

18 世纪晚期，被称为土耳其行棋傀儡的机器人（见图 6）能说会道，还把国际象棋高手杀得片甲不留，就像个神秘的魔法盒子，结果一场大火让它现了原形，原来是个藏人的“大忽悠”。这事儿一出，让大家对智能机器人的幻想碎了一地，但这一骗局意外推动了自动化技术的发展，成为“人机协作”的雏形。

图 6 土耳其行棋傀儡

时间快进到 20 世纪，科学大爆炸的时代来临。1920 年，捷克作家卡雷尔·恰佩克在科幻剧《罗素姆的万能机器人》中，首次使用“robota”这个词，它在斯拉夫语中，意思是“苦工”，这与剧本中机器人的定位契合，之后迅速被欧美主要语言采纳，成为今天所熟知的单词“robot”。其实机器人还有另外一个单词“Android”，也就是安卓，出自法国作家利尔·亚当在 1886 年发表的科幻小说《未来的夏娃》，小说中将外表像人的机器称为“Android”。2003 年，安迪·鲁宾创办了一家操作系统公司，用这个小绿机器人命名，为大家所熟知。

时间拉回到 1927 年，西屋电气发明了一款叫作Herbert Televox 的机器人（见图 7 左），其实就是采用一个声控开关，电路板上套了一个人形外壳，被包装成为高科技产品。1937 年，西屋电气又推出了一款名为 Elektro 的机器人（见图 7 右），可识别 20 个语音指令并完成行走等动作。这之后，开发人形机器人似乎成为潮流，很多企业、研究机构加入其中，推出了各式各样的机器人，其共同的特点就是外表光鲜亮丽，内心空空。1939 年，由瑞典发明家奥古斯特·哈蒙发明的机器人可以接受无线电的指令并实现行走；1951 年由美国人克利福德·兰蒂斯发明的机器人可以完成高尔夫球的挥杆动作；1953 年出现的机器人加科（Garco）可以在人的操纵下完成多项任务；1963 年由美国国家航空航天局（NASA）制作的“机动多关节假人”则不仅可以模仿 30 多种人的动作，还能试穿宇航服。

图 7 Herbert Televox（左）和 Elektro（右）

就当时的技术而言，发展人形机器人似乎走到了尽头，开发工业机器人替代人类“搬砖”似乎才是正道。

02

躯壳革命：液压双足到电动仿生

就在大家都朝着工业机器人的康庄大道快速冲刺时，1972 年，日本早稻田大学教授加藤一郎发布世界上第一个全尺寸人形机器人 WABOT-1 代（见图 8 左）， 这 个 机 器 人 高 2m， 重 160kg， 全 身装有摄像头、传感器，可完成行走、搬运物品等动作，还可以进行简单的对话，智力大约相当于一岁半的儿童，被认为是人形机器人史上“零的突破”。1984 年，WABOT-2 代发布（见图 8 右），技术显著进步，它可以更自然地使用日语对话，并具备更强的视觉和触觉感知能力，擅长识别乐谱，并根据乐谱灵活弹奏电子琴。WABOT- 2 就像是一颗孤星，短暂地点燃了科技之火，但星星之火，可以燎原。

图 8 WABOT-1 代（左）和 WABOT-2 代（右）

系统高度集成发展阶段

本田公司于 1986 年涉足人形机器人领域，经过 15 年的不懈努力，成功推出了多款原型机。早期E 系列专注于腿部运动技术，随后工程师加入了头部、躯干和手臂等部件，提升了机器人的平衡性和功能性。1993 年，本田首次推出了 P1 人形机器人，随后在 1996 年、1997 年推出 P2 和 P3 人形机器人（见图 9），正是这台 P3 将人形机器人再次拉到大众视野，它身高 1.6m，重 130kg，搭载三维视觉系统，该系统通过多摄像头采集图像信息，利用立体视觉算法实现对周围环境的三维建模和目标识别；平衡系统基于惯性测量单元（IMU）和足底压力传感器，实时监测机器人的姿态和重心变化，通过调整电机输出实现稳定的双腿独立行走和自动避障。同时，它还具备语音交互功能，依靠语音识别和合成技术，实现与人类的简单交流。手部最大负载 2kg，采用镍锌电池，可运行 25min。2000 年，本田进一步在 P3 的基础上推出明星产品阿西莫（ASIMO），尽管在实际应用方面存在一定局限性，但在展示和宣传人形机器人技术方面发挥了显著作用，频繁亮相于各类重要场合。

图 9 本田 E 系列、P 系列、ASIMO 系列机器人

初代 ASIMO 身高 120cm，重 43kg，能够奔跑、跳跃，还可以通过视觉、听觉感应器规划路线，避免与人类发生碰撞，并且能与人用语音或手语进行交流，甚至可以完成端茶递水、表演舞蹈等复杂活动。2005年本田发布了第二代，身高 130cm，重 54kg，能够预先设定动作，并依据人类的声音、手势等指令完成相应动作，有了基本的记忆与辨识能力。第三代 ASIMO 2011 年发布，改进了认知功能和身体协调性，能同时辨别多人讲话，扩大双足可动范围，最高速度由 6km/h 提高到 9km/h，手部更加灵巧，可以拧开瓶盖，拿起水杯，甚至是打手语。这次更新后项目再无进展，每台造价高达数百万美金，高昂的投入迫使本田在 2018 年停止 ASIMO 的研发，2022 年，ASIMO 最后一次表演，这款风光一时的机器人宣布退役。

高动态运动发展阶段

在这之后，人形机器人的技术路线开始转向强化运动，代表产品是波士顿动力开发的阿特拉斯（Atlas）人形机器人。2013 年，波士顿动力经过10 年的技术积累，重磅推出人形机器人，Atlas 初代机（见图 10 左上 3）很笨重，看起来有点像终结者，身高 1.8m，重 150kg，配备了视觉系统，激光测距仪和立体相机，四肢拥有 28 个自由度，可以做出精细动作。但是需要一根长线供电，只能在实验室中行走，可以识别、调整避开障碍。虽然外表科幻，但只是一个初始的尝试。2016 年全新 Atlas 发布（见图 10 左下 1），身高优化至 1.5m，重 80kg，驱动方式也从液压改为电动液压混合动力，遍布全身的传感器，可以让他避开障碍物自主行走。2017 年进一步升级，可以完成跳跃和空翻等动作。2018 年，Atlas 具备了更多的人类技能（见图 10 左下 2），学会了跑酷、跳舞、搬运、投掷等高难度动作，有了人类的思维，可以完成复杂的指令。Atlas 同ASIMO 一样，面临的都是高额的研发费用和无法商业化的困局，8 年 3 次易主，辗转谷歌、软银、现代，最终放弃了原来液压的技术路线，改为更流行的电动路线，Atlas 电动版（见图 10 右 1）被调侃为电动“贞子”。

图 10 波士顿动力 Atlas 系列机器人

智能化进阶阶段

2021 年，特斯拉宣布进军人形机器人领域，引爆了全球科技圈。特斯拉自动驾驶、AI 计算、动力电池技术直接移植到擎天柱 Optimus，让其发展迅速。2022 年发布第一代原型机（见图 11），身高约 173cm，重约 73kg，外形设计接近人类，能够完成挥手、搬运物品、浇水等动作。2023 年，特斯拉发布擎天柱 Optimus 二代（见图 12），步行速度提升 30%，身体协调性得到改善，升级手部关节，搭载触觉传感器。2024 年 10 月，在“We，Robot”发布会上展示了最新的 Optimus 机器人倒饮料、猜拳、比心、跳舞等（见图 13）。2014 年 11 月更新了 Optimus 灵巧手进展，展示其连续隔空接住网球的能力，进一步证明了其在视觉识别、反馈速度和运动控制方面的能力。随着技术的不断进步和成本的降低，Optimus 有望在未来实现大规模量产，并在工业自动化、家庭服务等领域发挥重要作用。

图 11 特斯拉 Optimus 第一代原型机

图 12 特斯拉擎天柱 Optimus 二代

图 13 特斯拉在“We,Robot”发布会发布的 Optimus

03

全球竞逐：从实验室走向生产线

2025 年，国内外企业围绕核心技术、场景适配与成本控制展开激烈竞争，人形机器人产业正经历从技术验证到商业落地的关键转折。

国外篇：技术领跑与场景深耕

1. Agility Robotics Digit：物流场景的破局者

敏 捷 型 机 器 人 Digit 是 目 前 首 个 商 业 化 落 地的 人 形 机 器 人（ 见 图 14）， 由 美 国 公 司 Agility Robotics 研发。它以独特的鸵鸟腿设计和动态稳定的双足行走能力著称，身高 175cm，重 65kg，具备出色的感知与动作执行能力。除广泛应用于物流和仓储行业外，在一些科研实验场景也有所探索。首批 Digit 机器人已于 2024 年交付，售价 25 万美元，未来计划嵌入 AI 大模型以进一步提升智能水平。

图 14 Digit 机器人

2. 波士顿动力 Atlas电动版：运动性能的极限挑战

Atlas 电动版是波士顿动力推出的一款具有重要意义的全电动机器人（见图 15），它放弃了液压系统，采用更轻便的电动驱动。其机械骨架轻巧，运动性能更平滑、静音，外观设计简洁，头部配备功能性圆形显示屏，并搭载传感器与强大的计算控制系统。它能够做出许多高难度动作，具备一定的自主纠错能力。虽然波士顿动力在不断推进其自动化进程，但目前尚未完全实现全自动工作。在应用方面，它不仅涉及工业和物流领域，在科研探索等方面也发挥着重要作用。波士顿动力计划于 2025 年进行量产。

图 15 Atlas 电动版机器人

3. Figure01/02：AI赋能的工业革命

Figure 是美国一家人形机器人制造商，已获得英伟达、亚马逊、微软等公司多轮融资，并发布了Figure01 和 Figure02 两款人形机器人。Figure01高 1.4m，重 60kg，有效载荷 15kg，续航 5h，速度可达1.2m/s，接入 OpenAI 大模型，具备与人对话交互、理解命令、拥有记忆力以及描述视觉体验的能力。Figure02 作为升级款（见图 16），据报道电池容量增加 1 倍，手部有 16 个自由度，能承载 25kg 物体，工作时长超 20h，计算能力为前一代 3 倍，搭载与 OpenAI 定制的 AI 模型，据悉已在宝马工厂开展测试工作。

图 16 Figure02 机器人

4. X Technologies NEO：家庭服务的静默革命

NEO 是由挪威的 X Technologies 公司开发的一款家庭机器人（见图 17），身高 1.65m，重30kg，能举起 70kg 重物，可以安静、流畅地做家务。其设计模仿人体肌肉，强调安全性和互动性。

图 17 X Technologies NEO 机器人

5. 其他创新力量

Ameca 机器人（见图 18）由英国公司研发，它具备 52 个模块和 51 种关节运动方式，能够展现复杂的面部表情和完成多样的身体动作。通过接入GPT-4，其自主性与认知交互能力得到提升，可与人自然交流互动，并执行接待、导游等静态任务，但目前暂不具备行走能力。

图 18 Ameca 机器人

Clone Alpha 号称是未来人形机器人的终极形态（见图 19），由波兰 Clone Robotics 公司研发，它采用仿生设计，完全模拟人类结构，拥有超 200 个骨骼和仿生呼吸系统，依靠合成器官、人造肌肉和韧带驱动，借助人造肌肉技术实现运动。其骨骼系统包含 206 个骨头及可充分活动的关节，上肢躯干有 164 个自由度。此外，还配备 70 个惯性传感器、320 个压力传感器和 4 个深度摄像头，通过500W泵驱动的液压“血管系统”为肌肉运动提供动力。

图 19 Clone Alpha 机器人

Apollo 由美国 Apptronik 公司研发（见图 20），身高 1.73m、重 73kg，设计用于在仓库和工厂辅助工作，负载重量 25kg，热插拔电池组，续航 4h，有电子墨水显示屏的脸和胸前信息屏。

图 20 Apptronik Apollo 机器人

国内篇：制造优势与场景突围

我国的人形机器人起步较晚，但发展并不慢，起源于国防科技大学、哈尔滨工业大学、清华大学、北京理工大学、浙江大学等几所高校。2000 年，国防科技大学发布我国首台人形机器人“先行者”。在之后的 15 年间，我国人形机器人从大学实验室进入产业，2012 年以优必选为代表的企业开始涉足人形机器人领域。在 2016 年的春晚上，优必选研发的540 台 Alpha 1S 机器人为孙楠伴舞，展示了其商业化的潜力。2019 年新发布的 Walker 系列机器人再次登上了春晚。2020 年后，得益于技术的突破和政策的赋能，尤其是 2023 年后，人形机器人企业爆发式增长。

1. 宇树H1/G1：文化符号与技术标杆

宇树科技旗下有两款人形机器人：H1 和 G1。H1 身高 180cm，重 47kg，全身超 50 个自由度，腿部关节电机峰值扭矩为 360N·m。2025 年春晚，16 台 Unitree H1 人形机器人拿着手绢与舞者，为观众呈现了独特的“赛博”秧歌（见图 21）。G1机器人（见图 22）身高 127cm，重 35kg，其总自由度为 23，若加选一些配件，关节电机数量等效到43。G1 能够执行动态站起、坐下折叠、舞棍、单腿跳跃、原地起跳360°转身、凌空劈叉、稳步上下楼梯等多种高难度动作，有望成为消费级人形机器人的先驱。

图 21 宇树 H1 机器人登上春晚舞台

图 22 宇树 G1 机器人

2. 傅立叶GR-1/GR-2：医疗与工业的双向突破

傅 立 叶 机 器 人 总 部 位 于 上 海 张 江， 发 布 了GR-1、GR-2 两款人形机器人。其中，GR-1 身高 1.65m，重 55kg，具有 40 个自由度；而 GR-2机器人（见图 23）在其基础上进行升级，自由度提升至 53 个，身高增加到 1.75m，重 63kg。两款机器人均具备仿生的运动能力和认知智能，适用于工业、医疗、教育及家庭服务等领域。

图 23 傅立叶 GR-2 机器人

3. 小鹏Iron：汽车基因的跨界赋能

小鹏 Iron 人形机器人是小鹏汽车推出的全新 AI产品，如图 24 所示，身高 178cm，重 70kg，全身共拥有 62 个自由度，其中手部有 15 个自由度，动作灵活精确。它搭载自研 AI 芯片，能够模拟人类思考，融合了小鹏汽车的鹰眼视觉系统，实现 720°无死角环境感知。目前已在小鹏汽车工厂投入实训，未来还将应用于门店服务等领域。

图 24 小鹏 Iron 机器人

4. 智元远征A-1/A-2：特种场景的重载先锋

智元机器人总部位于上海临港，由华为“天才少年”、知名 UP 主稚晖君创办。旗下远征人形机器人 A1 身高 175cm，重 53kg，具备 49 个自由度，最高速度 7km/h，单臂最大负载 5kg。A2 系列（见图 25）包含 3 款机器人：A2 标准版身高 169cm，重 69kg， 能 够 流 畅 地 与 人 类 交 流；A2-W 身 高163cm，重 230kg，凭借独特的双臂轮式结构，可精准执行复杂作业任务；A2-Max 身高 175cm，重85kg，拥有 67 个自由度，瞄准重载特种作业场景。各型号各司其职，共同扩展智元机器人的应用版图。

图 25 智元机器人 A2 系列

5. 众擎机器人SE01：自然步态人形未来

众擎机器人发布了史上首款直膝自然步态行走机器人 SE01（见图 26）。SE01 以其独特的直膝自然步态，打破了人形机器人传统的怪异行走方式。该机器人身高 170cm，重 55kg，机身由航空级别铝合金打造，拥有 32 个自由度，搭载具有完全自主知识产权的端到端神经网络算法及自研电机电控系统，能够轻松实现下蹲、俯卧撑、跑跳、抓取等复杂动作。

国产机器人还有星动纪元、达闼、钢铁侠、乐聚、逐际动力、小米铁大、大象机器人等，就不一一介绍了，用一句话总结就是：人形机器人的未来，一定有中国。

04

破界前行：伦理高山与未来图景

当宇树 H1 在春晚舞台抛出手绢时，这一动作隐喻着人形机器人从“工具”向“社会参与者”的转型。人形机器人的发展正站在技术与伦理的交界点。其技术突破不仅重塑生产力，更引发对“人机边界”的哲学追问。从就业冲击到情感模拟，从军事化风险到法律身份争议，伦理挑战与未来图景交织，构成了人形机器人发展的双重叙事。

人形机器人技术一路走来，还得面对伦理、法律、社会接受度等重重考验。畅想一下，未来某一天，当你下班回家，人形机器人已经为你准备好了晚餐，贴心地为你播放音乐。你坐在沙发上，它在一旁和你聊着天。这并不是幻想，因为未来已来，人形机器人正“蹒跚”却坚定地向我们走来，带着欢笑，带着挑战，也带着无限的可能！