人形機器人,這個被寫入政府工作報告、點燃資本市場的新質生產力代表,其發展速度之快,用中國科學院院士、華中科技大學機械科學與工程學院院長尹周平院士的話來說:“人類約二十年才繁衍一代,而人形機器人,一個月就可能迭代進化一代。”
在具身智能熱潮席卷產業的當下,尹院士將視角聚焦在人形機器人最根本的命題:如何從“能動”走向“能用”,并最終實現自然交互?
尹院士為我們揭示了一個核心趨勢:人形機器人的競爭,正從本體的“運動能力”向靈巧手的“操作智能”挺進,而下一個爆發點,將是融合了情感計算與意圖理解的人機交互。這既是一份前沿的技術圖譜,也是一張清晰的進化路線圖。
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尹周平
中國科學院院士、華中科技大學機械科學與工程學院院長
本篇文章,機器人大講堂將完整梳理尹院士在大會上的主題分享《人形機器人靈巧操作與自然交互》,呈現人形機器人進化之路上的關鍵技術壁壘與產業機遇。
01.
進化之路:從“像人”到“如人”的三級跳
尹院士開篇便為人形機器人的發展勾勒出清晰的代際軌跡。尹院士認為,真正的挑戰在于讓機器人不僅外表像人,更要在能力上進化成人。這條技術路徑正沿著三個層次依次展開:運動擬人、操作類人、交互如人。
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尹院士特別強調,人形機器人將是繼電腦、手機和汽車之后,引領下一代產業發展的新通用產品形態,其應用領域將從生活生產延伸至國防、空間探索乃至深海。
當下,人形機器人本體的發展一日千里,從機器人馬拉松到各家企業在走、跑、跳上的炫技,運動能力已突飛猛進。然而,尹院士點出了一個關鍵痛點:“和人類相比,它在能耗方面,在自然步伐方面,還有很大的進步空間。” 這背后不僅是液壓、電機乃至未來可能出現的人造肌肉等驅動方式的競爭,更是對續航與負載平衡這一根本性工程難題的挑戰。
但“能跑”只是序章,“能干”才是核心。
02.
核心戰場:觸覺如何賦予機器人靈巧操作的靈魂?
“為了實現機器人的應用,它必須具有靈巧的操作功能。”尹院士一針見血地指出,從運動到操作,是機器人商業價值的關鍵一躍,而觸覺則是賦予這一躍以靈魂的技術。
尹院士從操作的角度梳理了觸覺的發展脈絡:最早的觸覺是感知外界的物理變化,進而實現意圖的規劃與決策;更進一步,則是類人的感覺,如同人手碰到火會立刻反饋回來,形成一個無需經過大腦反復決策的本能反應。
在這場進化中,尹院士團隊將主攻方向鎖定在觸覺傳感器從“可用”到“好用”的工程跨越上,其創新路徑清晰而多元。
- 大面積制造:提出像印報紙、裁衣服一樣,用卷對卷工藝印刷大面積柔性觸覺傳感器,并與工業機器人曲面無縫貼合。
- 高維度感知:融合壓阻、電容(實現10cm以上大面積感知)、仿生磁(易于多維傳感)、視觸覺等多種原理,實現從一維到六維的高精度力覺傳感。
- 極端環境突破:獨創“自平衡”技術,成功研制出能在萬米深海將微小力與巨大水壓分離的傳感器,實現全海深0.1千帕精度感知,已應用于深海生物與文物操作。
- 多模態融合:在數據層面,將視覺、觸覺與人體動作對齊標定;在模型層面,研發出泛化能力更強的精細操作VTLA大模型。
這些技術并非停留在實驗室。尹院士現場分享了一個足以證明具身智能潛力極限的案例——“穿針引線”。通過高精度觸覺傳感器精準區分線頭碰針與未碰針的細微力反饋,工業機器人首次像人一樣完成了這一高難度操作。
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這項技術正被轉化應用于醫療領域,幫助手術機器人在切割不同組織時精準感知力的變化。“空間分辨率在1mm左右,觸發力低至1g,抓握方面對一根羽毛都能檢測出來,使用壽命可達100萬次”。其成果轉化成立的企業華威科,已將相關傳感器累計配套超15000套,實現了從技術到產品的閉環。
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03.
下一個爆發點:自然交互的情感計算與人格構建
當大多數人還聚焦于本體和操作時,尹院士已將目光投向了更遠的地平線。“交互還是下一階段,交互很重要。”尹院士判斷道,“以后機器人進入千家萬戶,我們不可能去訓練它、示教它,它需要像人一樣,用自然語言來告訴它做事情。”
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尹院士描繪的人機交互,早已超越了簡單的語音識別。這是一種深度融合的智能:
- 意圖理解:不僅要聽懂語言,更要理解言外之意,綜合表情、肢體動作和場景上下文,形成閉環的自然交互。
- 情感計算:機器人能否談論情感,擁有情感人格?這需要類似人腦的低功耗情感計算能力,能實時生成表情、動作進行反饋,而非依賴云端大腦。
尹院士分享了與中央電視臺合作的采訪機器人案例,該機器人已能實現連續對話和自然的肢體語言交流。而對未來的展望則更具人文關懷:在教育領域,讓數字人走向物理世界,成為每個孩子的“一對一”導師;在醫療領域,讓機器人與自閉癥兒童進行深度交互,輔助治療。
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這些圖景的背后,是人形機器人從“能干活”走向“能交互”、從工業場景走向家庭場景的跨越可能。
04.
結語:10年之約,在交叉融合中走向千家萬戶
在分享的最后,尹院士給出了一個審慎而樂觀的時間表:人工智能的落地將經歷三個階段,以智能體為代表的信息智能實現規模化應用約需5年;以具身智能、人形機器人為代表的物理智能規模落地需要約10年;而以腦機接口為代表的更復雜的生物智能則需要更長時間。
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這意味著,人形機器人真正的春天,是一場“十年之約”。支撐這一藍圖的,不僅是單一技術的突破,更是學科的深度交叉。
尹院士透露,華中科技大學牽頭的教育部學科突破計劃,已聯合清華大學、浙江大學、北京理工大學等高校及多地創新中心,致力于科技、教育、人才一體化攻關,其核心不僅在造出機器人,更在于回答“人形機器人屬于哪個學科?”這一長遠之問,并培養出跨學科的新一代人才。
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從運動、操作到交互,再到倫理,人形機器人的進化速度將遠超我們想象。在尹院士看來,人形機器人何時能走進千家萬戶,最重要的還是和具身智能的結合。當機器擁有了類人的物理交互與情感交互能力,一個在電腦、手機、汽車之后,以機器人為載體的新一代通用產品時代,就將真正拉開大幕。
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