中国科大人形机器人研究院：学生组装灵巧手，探索人形机器人未来

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    日前，在位于中国科大的人形机器人研究院里，学生们正在进行机器人的组装工作。本报记者徐旻昊拍摄了相关画面。

    中国科大人形机器人研究院研制的灵巧手。本报记者 徐旻昊 摄

    近日，在位于中国科大的人形机器人研究院里，有学生在进行人形机器人的研究。本报记者徐旻昊进行了拍摄。

    中国科大人形机器人研究院的学生制作出了这个机器人。本报记者徐旻昊为其拍摄了照片。

    十多年前，一部科幻动画电影叫《机器人总动员》。这部电影在那个暑期点燃了电影市场的激情。影片的主角是人形机器人。它们有着超凡的能力，也有着细腻的情感。这些让观众对人形机器人充满了无限的幻想和期待。

    人形机器人是模仿人类外观和行为的机器人。它集成了人工智能、高端制造、新材料等先进技术。如今，人形机器人的发展势头极为强劲，如同燎原之火一般。它有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车之后的颠覆性产品，能够深刻地改变人类的生产生活方式。人形机器人技术在不断加速演进。它已经成为了科技竞争的一个新的高地，成为了未来产业的一条新的赛道，也成为了经济发展的一个新的引擎。其发展潜力非常大，应用前景也十分广阔。

    今年初夏，中国科大人形机器人研究院在合肥举行了揭牌仪式。丁汉这位中国科学院院士被聘为人形机器人研究院科技委员会主任。同时，他宣布了长三角人形机器人联盟的成立。日前，记者走进了该研究院，去探寻相关人才培养的情况究竟是怎样的。

    多学科交叉背景优势明显

    人形机器人是典型代表，它涉及多个学科的交叉融合。这些学科包括机械、人工智能、力学、材料、仪器、控制、计算机以及科技伦理等。多学科交叉优势是中国科学技术大学的办学特色之一。

    中国科大基础学科实力强劲。它拥有数学、物理、化学、力学、生物科学、天文学等 6 个国家理科基础科学人才培养基地。在教育部第四轮学科评估里，中国科学技术大学的物理学、化学、天文学、地球物理学等 7 个学科被评为 A+。并且，中国科大还是国内数、理、化、天、地、生全部为 A 档的唯一一所高校。该校就读的本科生一直实行 2+X 培养模式。前两年注重基础宽厚实，后两年注重专业精新活。

    在这样的背景之下，中国科大人形机器人研究院将全校相关学科领域的顶尖科学家和工程师聚集在一起，其目的是致力于打造一个综合研究平台，这个平台面向世界科技前沿，并且具有安徽特色，是专门为人形机器人而设立的。

    中国科大工程科学学院的副院长张世武教授进行了多年的仿生机器人研究。他研制出了多代仿生机器鱼。他还研制出了软体机械臂。他研制出了仿生灵巧手。他研制出了两栖机器人 -I 及 -II。他研制出了撼地者救援机器人。他研制出了液态金属驱动移动机器人。他研制出了液态金属电机等各类特种机器人。

    人形机器人属于仿生机器人的范畴。AI 中的算法能够应用于人形机器人。张世武表示，他们团队很早就开始进行人形机器人相关的关键技术研发，例如灵巧手。手是人体上运动最为复杂的部位之一，具有 20 多个自由度，既很轻，又能进行非常灵巧的操作。目前，工业上的一些灵巧手与真正的人手相比，差距极为明显。怎么让灵巧手变得又轻又灵巧，本身就是一个挑战。”张世武说。

    在研究院揭牌仪式上，该校的相关负责人表明，要把中国科大多学科交叉的优势发挥出来。在材料传感、结构驱动、小脑（运动控制）以及大脑（具身智能）等这些方向上，努力争取实现技术突破，进而获得具有标志性的成果。并且，在技术创新的前提之下，研究院将会主动推进人形机器人在服务、医疗、教育等领域的应用。通过与企业合作，能够加快科研成果的产业化进程。同时，也能推动人形机器人技术在实际场景中的应用，进而推动其普及。

    持之以恒办赛点燃梦想

    2001 年起，中国科大每年都会组织开展面向全校的机器人大赛。此赛事吸引了众多专业学生参与。并且，通过这一赛事培养出了大批投身于机器人领域的复合型人才。

    今年暑假，中国科大的薛佳龙是机械工程专业的研究生。他因为参加机器人大赛，所以和来自不同专业的同学聚集到了一个实验室里。他们在这个实验室里不懈地进行着机器人对战训练。

    之前机器人的研究方向主要集中在工业机器人方面，其功能主要是去完成某一件具体的事情。倘若将其放置在其他的应用场景中，或许就无法正常使用，或者其作用会受到很大限制。然而，人形机器人却被寄予厚望，能够执行更通用的任务，例如在家里进行做饭、打扫卫生等操作，放置在工厂里也可以承担搬运货物等工作。薛佳龙对人形机器人有着自己独特的理解。他表示，机器人大赛中的对战机器人并非严格意义上的人形机器人。然而，两者在机械设计方面有共通性，在硬件布线方面有共通性，在嵌入式系统开发方面也有共通性。并且，对战机器人经验的累积是人形机器人发展的基础。

    薛佳龙表明，研究人形机器人属于一项综合且细致的多学科联合工作。他与队友们各自展现自身优势，同时还能从融合过程中获取新的知识。从底层方面来看，首先是机械设计，此中涵盖了结构设计以及工业设计。结构设计的目的是使机器人获得足够的稳定性，工业设计能让它的外壳更加美观。接着是电路设计，一方面要确保通信过程及时且流程顺畅，另一方面要保证电源能输出足够的电力，同时还要做到布线美观。再往顶层去看，就涉及到自动化以及人工智能等领域的技术。他介绍说，在本科阶段，他主要的研究方向是计算机。读研之后，他专门学习机械设计。并且，由于研究人形机器人的需求，他也会学习材料相关领域的内容。

    让机器人更像人造福人

    今年开始后，在大模型以及具身智能等概念的推动之下，人形机器人迎来了高光的时刻。许多人形机器人的研发者都将服务业视为最佳的应用场景之一。

    现在在酒店里经常能见到送餐机器人，这让很多人对机器人当“服务员”有了最初的印象。然而在薛佳龙看来，送餐机器人不能被称作人形机器人。因为它本质上是一个轮式机器人，只能通过电梯到达相应楼层，无法从楼梯上去。到达后，还需要客人亲自动手打开它的货仓来取餐。

    薛佳龙向记者描述了这样一个可视化的应用场景：真正的人形机器人具备自己的判断力，并且有着更强的能力。例如，当它一旦察觉到电梯人多拥挤时，就能够选择走楼梯上去；它还能够敲门进屋，然后像服务员送餐一样直接将餐送到桌上……

    张世武说：“倘若机器人的模样更趋近于人，那么诸多设计数据便能够直接从人类身上获取。”这是智能机器人朝着人形化方向发展的一个关键因素。人形机器人作为机械与电子信息技术的融合体，实际上更类似于汽车或者手机。

    工业和信息化部印发的《人形机器人创新发展指导意见》指出，在 2025 年时，我国的人形机器人创新体系要初步构建起来。“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术能够取得进展与突破，从而保障核心部组件能够安全且有效地供给。整机产品能够达到国际先进的水准，并且可以进行批量生产，在特种、制造、民生服务等场景中能够得到示范性的应用，还要探索并形成有效的治理机制与手段。

    今年 4 月份起，人形机器人创新中心在众多省市频繁成立。4 月 16 日，广东省的具身智能机器人创新中心在深圳设立；4 月 18 日，成都的人形机器人创新中心开始正式营业；并且在同一天，浙江的人形机器人创新中心在宁波落地；7 月 19 日，安徽的人形机器人创新中心也在合肥安家落户。一场围绕人形机器人产业的竞赛已然拉开帷幕。

    展望未来，人形机器人具备感觉、思考、行动以及与人沟通的能力。它将会覆盖人类活动的各个领域，就如同汽车和计算机一样，会成为人们生活中不可或缺的一部分。

    对于这样一个具有颠覆性的产品的竞争，我们中国必须在其中拥有自己的位置！张世武表示，要从模仿人类开始，接着超越人类，然后进入家庭为人类服务，最终能够前往深空进行探测，去解决人类生存发展的终极问题。这些目标需要我们一步一步地去达成，并且终究会得以实现。

    (本报记者 陈婉婉)