探秘中國科大人形機器人研究院

十多年前，一部科幻動畫電影《機器人總動員》點燃了彼時暑期電影市場的激情。影片的主角正是人形機器人，它們超凡的能力和細膩的情感，讓觀眾對人形機器人充滿無限幻想和期待。

人形機器人就是模仿人類外觀和行為的機器人，它集成了人工智能、高端制造、新材料等先進技術。如今，人形機器人發展勢頭已成燎原之勢，有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品，深刻改變人類生產生活方式。人形機器人技術加速演進，已成為科技競爭的新高地、未來產業的新賽道、經濟發展的新引擎，發展潛力大、應用前景廣。

今年初夏，中國科大人形機器人研究院在合肥揭牌。中國科學院院士丁漢受聘為人形機器人研究院科技委員會主任，并宣布長三角人形機器人聯盟成立。記者日前走進該研究院，一探相關人才培養究竟。

多學科交叉背景優勢明顯

人形機器人是多學科交叉融合的典型代表，涉及機械、人工智能、力學、材料、儀器、控制、計算機、科技倫理等學科。而多學科交叉優勢正是中國科學技術大學最大的辦學特色之一。

中國科大基礎學科實力雄厚，擁有數學、物理、化學、力學、生物科學、天文學等6個國家理科基礎科學人才培養基地。在教育部第四輪學科評估中，中國科學技術大學物理學、化學、天文學、地球物理學等7個學科獲評A+。同時，中國科大也是國內數、理、化、天、地、生全部為A檔的唯一高校。進入該校就讀的本科生一直采用2+X培養模式，即前兩年強調基礎寬厚實，后兩年強調專業精新活。

日前，在中國科大人形機器人研究院，學生正組裝機器人。記者 徐旻昊 攝

在這樣的背景下，中國科大人形機器人研究院匯聚了來自全校相關學科領域的頂尖科學家和工程師，致力于打造面向世界科技前沿、具有安徽特色的人形機器人綜合研究平臺。

中國科大工程科學學院副院長張世武教授從事多年仿生機器人研究，研制出多代仿生機器魚、軟體機械臂、仿生靈巧手、兩棲機器人AmphiHex-I及AmphiHex-II、撼地者救援機器人、液態金屬驅動移動機器人、液態金屬電機等各類特種機器人。

“人形機器人也是仿生機器人的一種，AI里的算法也可以應用到人形機器人上面。”張世武說，團隊很早就在做人形機器人相關的關鍵技術，比如靈巧手。“手是人身上運動最復雜的部位之一，有20多個自由度，又非常輕，還可以做很靈巧的操作。目前工業上的一些靈巧手跟真正的人手差距非常大。怎么讓靈巧手變得又輕又靈巧，本身就是一個挑戰。”張世武說。

研究院揭牌儀式上，該校相關負責人表示，將發揮中國科大多學科交叉優勢，在材料傳感、結構驅動、小腦（運動控制）以及大腦（具身智能）等方向爭取技術突破，獲得標志性成果。在技術創新的基礎上，研究院將積極推進人形機器人在服務、醫療、教育等領域的應用。通過與企業的合作，加快科研成果的產業化進程，推動人形機器人技術在實際場景中的應用和普及。

持之以恒辦賽點燃夢想

從2001年開始，中國科大每年都會組織開展面向全校的RoboGame機器人大賽。這一賽事吸引了許多專業學生參加，也因此培養出大批投身機器人方面的復合型人才。

今年暑假，中國科大機械工程專業研究生薛佳龍，因參加RoboGame機器人大賽，與來自不同專業的同學聚集在一個實驗室里，不懈地進行機器人對戰訓練。

“之前機器人的研究方向主要是以工業機器人為主，其功能具體到去干某件事。如果把它放在別的應用場景中，可能無法使用或作用有限。但是人形機器人則被寄予希望可以做更通用的任務，比如，在家里做飯、打掃衛生，放到工廠里也可以搬運貨物等。”薛佳龍對人形機器人有著自己的理解。他表示，RoboGame機器人大賽里的對戰機器人雖然不是嚴格意義上的人形機器人，但是兩者在機械設計、硬件布線、嵌入式系統開發等方面是有很多共通性的，并且前者經驗的累積也是后者發展的基礎。

中國科大人形機器人研究院學生制作的機器人。記者 徐旻昊 攝

薛佳龍表示，研究人形機器人是一項綜合而細致的多學科聯合任務，他和隊友們各自發揮優勢，又能從融合中各自學到新知識。“從底層來說，首先是機械設計，其中包括結構設計和工業設計。結構設計是讓機器人能獲得足夠的穩定性，而工業設計則讓它的外殼可以更加美觀；然后是電路設計，既要保證通信過程及時流程，還要保證電源能輸出足夠電力，而且還要做到布線美觀；再往頂層看，就涉及到自動化、人工智能等領域的技術。”他細致地介紹，自己在本科階段主要偏重于計算機的方向，讀研之后專門學習機械設計，同時因為研究人形機器人的需要，也會學習材料相關領域的內容。

讓機器人更像人造福人

今年以來，在大模型和具身智能等概念帶動下，人形機器人進入高光時刻。很多人形機器人研發者都把服務業看作最佳應用場景之一。

現在經常出現在酒店里的送餐機器人，成為很多人對機器人當“服務員”的原始印象。但在薛佳龍看來，送餐機器人還不能算是人形機器人，因為它首先還是一個輪式機器人，并且只能從電梯上去，還無法從樓梯走上去，到達之后還需要客人自己動手打開它的貨倉取餐。

近日，在中國科大人形機器人研究院，學生進行人形機器人研究。記者 徐旻昊 攝

薛佳龍向記者描述了一個可視化的應用場景：“真正的人形機器人是有自己的判斷力和更強的能力。比如，一旦發現電梯人多擁擠，它就可以走樓梯上去；還可以敲門進屋，把餐像服務員一樣直接送到桌上……”

“如果機器人做得更像人，那么很多設計數據都可以直接從人類獲取。”張世武說。這也是智能機器人向人形化發展的一個重要因素。作為機械與電子信息技術的結合體，人形機器人其實更像汽車，或者手機。

工業和信息化部印發的《人形機器人創新發展指導意見》提出，到2025年，我國人形機器人創新體系初步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關鍵技術取得突破，確保核心部組件安全有效供給。整機產品達到國際先進水平，并實現批量生產，在特種、制造、民生服務等場景得到示范應用，探索形成有效的治理機制和手段。

今年4月份以來，人形機器人創新中心在各大省市密集成立。4月16日，廣東省具身智能機器人創新中心在深圳落地；4月18日，成都人形機器人創新中心正式營業；同一天，浙江人形機器人創新中心落地寧波；7月19日，安徽人形機器人創新中心也在合肥落戶。一場圍繞著人形機器人產業的競賽已經開幕。

展望未來，有感覺、會思考、能行動并能與人溝通的人形機器人將會覆蓋人類活動的方方面面，它會像汽車、計算機一樣成為人們生活中不可缺少的組成部分。

“對于這樣一個顛覆性產品的角逐，我們中國一定要在里面有自己的一席之地！”張世武說，“從模仿人，到超越人，再到進入家庭服務人，最終能去深空探測，去解決人類生存發展的終極問題。這些目標需要我們一步步實現，也終究會實現。”