2023年是人形機器人產業蓬勃發展的一年：一方面，初創公司和跨界入局者紛紛涌入這一賽道，另一方面，人形機器人的硬件和軟件技術均得到了大幅提升。從2023年初到2024年第一季度，短短一年光景，許多人形機器人產品卻完成了一輪又一輪的進化。
特斯拉Optimus-動作更流暢自然
特斯拉Optimus是人形機器人領域的流量明星，自2022年發布以來歷經多次迭代更新。
特斯拉于去年12月發布的視頻展示了Optimus第二代原型機。第二代Optimus經過全面設計煥新，突顯更接近人類的雙手動作和更輕盈的機身重量。這一更新還包括頸部和手臂方面的定制驅動器和傳感器的升級，使Optimus在執行各種任務時更為靈活和高效。
今年以來，特斯拉多次發布人形機器人Optimus的相關視頻，在最新的視頻中，Optimus的性能在短短幾周的時間里已持續迭代升級。根據Optimus首席工程師MilanKovac，目前Optimus行走速度約為0.6米/秒，速度與此前相比提高了30%。
通過改進前庭系統、腳部軌跡，以及地面接觸邏輯，并升級運動規劃器，縮短整個機器人的環路延遲，Optimus整體行走穩定性和自信程度都有所提升，轉彎表現也十分優異。研究團隊還為其添加了一些軀干和手臂的搖擺動作，使行走更加自然。
宇樹H1-奔跑速度打破世界記錄
3月1日，宇樹科技通過各大媒體平臺發布Unitree H1 3.0最新視頻，其最快奔跑速度達到3.3m/s，打破了全尺寸人形機器人運動的世界紀錄，此外該機器人擁有更完善的全身動態協調能力，除了能夠編組跳舞之外，還能搬運物品和上下樓梯。
7個月之前，宇樹展示了其第一代Unitree H1 產品，當時該機器人的最大行走速度僅為1.5m/s。短短幾個月，速度提升超過一倍。
此外，Unitree H1 3.0首次具備雙腳原地跳躍能力，從視頻拍攝角度來看（近地面視角），以Unitree Go2四足機器人（高度40cm）為參照，Unitree H1 3.0的跳躍高度約為20-30cm。雙腳原地跳躍主要檢驗了電機關節的高爆發力以及算法的穩定性。
另一大亮點在于Unitree H1 3.0具備上下樓梯能力，樓梯高度為16cm，包括狹窄樓梯設計。Unitree H1 3.0甚至能夠在下樓梯時切換180度，做到反身旋轉，這是其它人形機器人所不具備的能力。
Ameca-模仿能力更強
最近，在世界移動通信大會MWC 2024上，世界上最先進的機器人之一Ameca又現身了。得到GPT-4加持后，Ameca能夠對各種問題做出實時反應。
今年2月份，Ameca背后的英國機器人公司Engineered Arts公布了團隊最新的開發成果。視頻中，機器人Ameca具備了視覺能力，能看到并描述房間整個情況、描述具體物體。最厲害的是，她還能模仿各種聲音講話，包括風格和語氣語調，比如馬斯克、海綿寶寶...
Ameca 配備廣泛的傳感器，包括攝像頭、麥克風、位置編碼器等，并由機器人操作系統 Tritium 和工程藝術系統 Mesmer 這兩個底層系統提供支持。Tritium 負責遠程控制機器人面部、頭頸、四肢等的各方面組件，使得機器人適應環境的突然變化并即時做出響應。Mesmer 則通過對真人的 3D 內部掃描，準確地模仿人體骨骼結構、皮膚紋理和表情。
早在 2022 年 9 月，Ameca 就接入了 GPT-3，并結合自動語音識別，接收研究人員提出的問題，并通過在線語音合成輸出類似真人的聲音，實現實時問答的效果。2023 年 3 月，Ameca 用上了新鮮出爐的 GPT-4，表現互動更通人情。
如今，Ameca 不僅能像人一樣控制表情，還有了畫畫、空間識別、語音克隆等 AI 賦予的能力。
波士頓動力Atlas-精準抓取物品
波士頓動力公司研發的Atlas是現存最敏捷的人形機器人之一。它具備快速移動和動態平衡等功能，擅長奔跑、跳躍和后空翻，也可以搬運盒子和板條箱等物體。
據最新消息，波士頓動力公司研發的Atlas已經成功學會了搬運中等重量的汽車零件，展示了其在運動控制方面的新進展。與之前只能搬運工具箱、杠鈴和木板等物品相比，Atlas這次展示的新技能對其平衡能力提出了更高要求。
此次演示中，Atlas采用了更新的第二階段抓取技術，機械手具備更高的精準度和控制力。新款機械手每個手有三根手指，每個手指有兩個關節，共享一個手掌樞軸，并在手指中部還有一個指關節。這些手指的靈活性使得Atlas能夠更加精準地抓取物品，避免了過度用力導致損壞。
Eve-自主操作能力大提升
EVE 是1X Technologies開發的一款多功能人形機器人。它使用輪子來自我平衡并四處行駛，可以執行移動重箱子以及處理易碎物品等操作任務。
2022 年 10 月，1X的視頻中展示了EVE機器人第一次完成開門任務。那時，EVE機器人的動作還稍顯笨拙。
現在，1X 已將 GPT 系列模型成功融合到其機器人中，顯著提升了機器人的擬人化能力。這一變革使得 1X 機器人能夠輕松完成之前很多機器人難以完成的動作，如轉彎、做飯、拾起物品等。
2024年2月，1X發布了EVE的最新視頻，在視頻中，多臺EVE機器人利用端到端神經網絡執行各種任務。視頻中特別對EVE的拾取和搬運技能進行了展示。不僅可以精確拾取和放置物品，還可以像人類一樣蹲下。
該公司在其官方網站上解釋道：“視頻中展示的每一個動作，均是由我們先進的視覺神經網絡精準操控，通過神經網絡接收圖像輸入，并發出精確指令，以控制駕駛、手臂、抓手、軀干以及頭部的各項動作。”
Figure 01-超強學習能力
今年年初，Figure AI公司可謂出盡了風頭，既有6.75億美元的大額融資，又有與寶馬工廠的合作項目。除此之外，其人形機器人產品的進化速度極快，不到半年時間，已完成多次功能更新。
去年10月，Figure AI發布了首款人形機器人，代號為Figure 01，并發布了Figure 01雙足行走的演示視頻。
為了增強雙足機器人系統的功能并確保商業可行性，他們選擇了比波士頓動力公司的液壓系統更強、更高效、更安全的電動執行系統。此外，Figure正在建立各種類型的視覺語言模型，以展示機器人的自主能力。
今年1月7日，Figure AI發布了Figure 01使用膠囊咖啡機制作咖啡的視頻，一度引起轟動。據Figure介紹，基于端到端的神經網絡，Figure 01觀察了10小時人類制作咖啡的過程，從而“學會”了這一技能。
制作過程中，Figure 01 能自主調整動作不準確的地方（左圖部分），無需任何人為遠程遙控。
結語：人形機器人的進化趨勢
人形機器人的發展可以分為硬件和軟件兩條主要路徑。這兩條發展路徑相輔相成，硬件路徑提供了機器人的物理基礎和執行能力，而軟件路徑則賦予機器人智能和靈活性。從以上列舉的人形機器人產品及其變化，可以總結為以下幾點進化趨勢：
運動控制的提升：隨著傳感器技術和運動控制算法的不斷改進，人形機器人的運動能力得到了顯著提升。從最初的笨拙步態到如今的流暢自然，人形機器人的步態和動作變得越來越接近人類，其穩定性和靈活性也大幅提高。運動控制系統的進化使得機器人能夠更加精準地執行各種任務，例如行走、跑步、爬樓梯等，從而拓展了其應用領域，提升了其在現實應用中的適用性和可靠性。
智能化水平的提高：人形機器人的智能化水平不斷提高，主要體現在感知、決策和執行能力方面。通過搭載更加先進的傳感器和處理器，機器人能夠更準確地感知周圍環境，實現環境感知、目標檢測等功能。同時，機器人的決策能力也得到了加強，可以根據環境變化做出及時的響應和調整。智能化的發展使得人形機器人能夠更加靈活地適應各種復雜場景，并且能夠實現更加復雜的任務執行。
通用性的增強：正是因為運動控制和智能化水平的提高，人形機器人的通用性得到了顯著強化，使其能夠適用于更廣泛的應用場景和行業領域。過去，人形機器人往往局限于特定的領域或任務。但是隨著技術的發展，人形機器人逐漸具備了更廣泛的應用能力，例如在工業生產線上的物料搬運或者軍事領域的偵察任務等方面的應用。通過模塊化設計和通用化接口，人形機器人能夠靈活應對不同的任務和環境，為各行各業提供定制化的解決方案和服務。同時，它們還具備了適應不同工作流程和場景的能力，進一步拓寬了其應用范圍。
特斯拉于去年12月發布的視頻展示了Optimus第二代原型機。第二代Optimus經過全面設計煥新，突顯更接近人類的雙手動作和更輕盈的機身重量。這一更新還包括頸部和手臂方面的定制驅動器和傳感器的升級，使Optimus在執行各種任務時更為靈活和高效。
通過改進前庭系統、腳部軌跡，以及地面接觸邏輯，并升級運動規劃器，縮短整個機器人的環路延遲，Optimus整體行走穩定性和自信程度都有所提升，轉彎表現也十分優異。研究團隊還為其添加了一些軀干和手臂的搖擺動作，使行走更加自然。
3月1日，宇樹科技通過各大媒體平臺發布Unitree H1 3.0最新視頻，其最快奔跑速度達到3.3m/s，打破了全尺寸人形機器人運動的世界紀錄，此外該機器人擁有更完善的全身動態協調能力，除了能夠編組跳舞之外，還能搬運物品和上下樓梯。
7個月之前，宇樹展示了其第一代Unitree H1 產品，當時該機器人的最大行走速度僅為1.5m/s。短短幾個月，速度提升超過一倍。
另一大亮點在于Unitree H1 3.0具備上下樓梯能力，樓梯高度為16cm，包括狹窄樓梯設計。Unitree H1 3.0甚至能夠在下樓梯時切換180度，做到反身旋轉，這是其它人形機器人所不具備的能力。
Ameca-模仿能力更強
今年2月份，Ameca背后的英國機器人公司Engineered Arts公布了團隊最新的開發成果。視頻中，機器人Ameca具備了視覺能力，能看到并描述房間整個情況、描述具體物體。最厲害的是，她還能模仿各種聲音講話，包括風格和語氣語調，比如馬斯克、海綿寶寶...
Ameca 配備廣泛的傳感器，包括攝像頭、麥克風、位置編碼器等，并由機器人操作系統 Tritium 和工程藝術系統 Mesmer 這兩個底層系統提供支持。Tritium 負責遠程控制機器人面部、頭頸、四肢等的各方面組件，使得機器人適應環境的突然變化并即時做出響應。Mesmer 則通過對真人的 3D 內部掃描，準確地模仿人體骨骼結構、皮膚紋理和表情。
早在 2022 年 9 月，Ameca 就接入了 GPT-3，并結合自動語音識別，接收研究人員提出的問題，并通過在線語音合成輸出類似真人的聲音，實現實時問答的效果。2023 年 3 月，Ameca 用上了新鮮出爐的 GPT-4，表現互動更通人情。
如今，Ameca 不僅能像人一樣控制表情，還有了畫畫、空間識別、語音克隆等 AI 賦予的能力。
據最新消息，波士頓動力公司研發的Atlas已經成功學會了搬運中等重量的汽車零件，展示了其在運動控制方面的新進展。與之前只能搬運工具箱、杠鈴和木板等物品相比，Atlas這次展示的新技能對其平衡能力提出了更高要求。
此次演示中，Atlas采用了更新的第二階段抓取技術，機械手具備更高的精準度和控制力。新款機械手每個手有三根手指，每個手指有兩個關節，共享一個手掌樞軸，并在手指中部還有一個指關節。這些手指的靈活性使得Atlas能夠更加精準地抓取物品，避免了過度用力導致損壞。
EVE 是1X Technologies開發的一款多功能人形機器人。它使用輪子來自我平衡并四處行駛，可以執行移動重箱子以及處理易碎物品等操作任務。
現在，1X 已將 GPT 系列模型成功融合到其機器人中，顯著提升了機器人的擬人化能力。這一變革使得 1X 機器人能夠輕松完成之前很多機器人難以完成的動作，如轉彎、做飯、拾起物品等。
2024年2月，1X發布了EVE的最新視頻，在視頻中，多臺EVE機器人利用端到端神經網絡執行各種任務。視頻中特別對EVE的拾取和搬運技能進行了展示。不僅可以精確拾取和放置物品，還可以像人類一樣蹲下。
該公司在其官方網站上解釋道：“視頻中展示的每一個動作，均是由我們先進的視覺神經網絡精準操控，通過神經網絡接收圖像輸入，并發出精確指令，以控制駕駛、手臂、抓手、軀干以及頭部的各項動作。”
為了增強雙足機器人系統的功能并確保商業可行性，他們選擇了比波士頓動力公司的液壓系統更強、更高效、更安全的電動執行系統。此外，Figure正在建立各種類型的視覺語言模型，以展示機器人的自主能力。
制作過程中，Figure 01 能自主調整動作不準確的地方（左圖部分），無需任何人為遠程遙控。
