具身智能基本概念 - 具身智能是一种基于物理身体进行感知和行动的智能系统 通过实体智能体与环境的动态交互产生智能行为和适应性 是人工智能与机器人学交叉的前沿领域 [6] - "具身"英文为Embodied 表示"使智能进入身体"或"给智能一个身体"的意思 [8] - 具身智能强调通过物理身体与环境直接交互产生认知和行动 离身智能不依赖物理身体在虚拟空间处理信息 反身智能具备自我监控和调整的反思能力 [11] - 研究意义包括推动数智化转型支撑制造强国建设 是通用人工智能未来发展方向 提升机器人智能化水平实现多行业应用 [12] 政策支持 - 2025年3月国务院政府工作报告首次将"具身智能"和"智能机器人"纳入国家战略 [13] - 2024年7月国务院国资委鼓励中央企业采购具身智能相关创新产品 [13] - 2024年1月工信部提出到2027年人形机器人需突破高端装备技术 [13] - 2023年11月工信部要求到2025年建立人形机器人创新体系 2027年形成完整产业链 [13] 发展演进 - 技术萌芽阶段(1950s-1990s):1927年首个电驱人形机器人Televox诞生 1950年图灵首次提出概念 1960年首台工业机器人Unimate投入使用 [16][19] - 技术积累阶段(1990s-2020s):1999年索尼推出犬型机器人爱宝 2002年首台家用扫地机器人Roomba问世 2010年ROS操作系统发布 [16][22][23] - 技术突破阶段(2020s-现在):2022年特斯拉发布Optimus机器人 2023年英伟达发布VIMA系统 2024年OpenAI与Figure合作推出Figure 01机器人 [16][27] - 爆发背景是AI大模型需要物理载体落地 传统自动化机械需要AGI大脑提升泛化能力 [28] 核心技术要素 - 三大核心要素:本体是物理载体 智能是核心处理模块 环境是交互的物理世界 [34] - 按功能用途分为工业机器人(焊接/装配) 服务机器人(家务/教育) 特种机器人(搜救/排爆) [35] - 按形态分为人形机器人(通用性强) 固定式机器人(生产线焊接) 轮式机器人(仓储物流) 多足机器人(地形适应强) 仿生机器人(模仿生物) 智能汽车/无人机 [40][42][44][48][49][52] 技术体系组成 - 本体包括机械结构 传感器 执行器 驱动与能源系统 通信系统 [66] - 大脑负责感知理解和规划 通过大语言模型和视觉语言动作模型驱动 [70] - 小脑负责运动控制和动作生成 通过模型预测控制等算法实现 [73] - 工作流程分为感知模块(物体/场景/行为/表达感知) 决策模块(环境理解/任务规划) 行动模块(移动/操作) 反馈模块(环境调整优化) [74][77][78][81][82] 训练与数据 - 强化学习通过环境交互最大化累积奖励 但需要大量试错 [84] - 模仿学习通过观察专家行为快速学习 但泛化能力受限 [84] - 真实世界数据采集通过动作捕捉和遥操作 质量高但成本高昂 [85] - 仿真世界数据采集通过虚拟环境模拟 成本低但存在仿真与现实鸿沟 [85] 产业链结构 - 上游包括AI大模型 芯片 传感器 电机 减速器等原材料和零部件 [91] - 中游包括工业机器人 服务机器人 特种机器人的制造和集成 [91] - 下游应用涵盖工业制造 交通物流 教育培训 医疗保健等领域 [91] - 芯片方案国外厂商包括NVIDIA和Intel 国内包括地平线和寒武纪 [93][94] 代表企业 - 国内企业:智元机器人(远征A2) 优必选(Walker系列) 宇树科技(Unitree H1) 傅利叶(GR-1) [27][98][99][100] - 国外企业:特斯拉(Optimus) 波士顿动力(Atlas) 本田(ASIMO) Agility Robotics(Digit) [27][101] - 科技大厂包括小米 华为 阿里 腾讯 百度等 [98] 应用场景 - 工业制造包括焊接喷涂 质量检验 安防巡检 [102] - 交通物流包括物流配送 交通指引 [102] - 医疗保健包括医疗配送 手术操作 推拿按摩 [102] - 家政服务包括陪伴互动 养老护理 家庭娱乐 [102] - 服务机器人具体应用于家庭清洁 医疗辅助手术 餐饮送餐 酒店接待 零售导购等领域 [105] 未来发展 - 技术挑战包括硬件传感器精度不足 算法多模态融合困难 数据获取成本高昂 [109][110][112] - 成本需要降低硬件和算法开销 通过硬件优化和模型压缩实现 [113] - 伦理挑战涉及责任界定和法律框架 安全挑战需保障物理安全和数据隐私 [115][117] - 资金和人才方面需要长期投入 亟需人工智能与机械自动化的复合型人才 [118][120] - 2023年全球AI机器人市场规模143亿美元 预计2032年达824.7亿美元 复合年增长率21.50% [124] - 2035年全球人形机器人市场规模预计378亿美元 出货量达140万台 [124]