人形机器人报告（一）：大模型视角下人形机器人的现在和未来

报告要点 人形机器人的核心价值在于通用+智能，将和工业机器人共同推动制造业智能化。工业机器人虽然技术成熟，但却无法解决泛化性的问题，不适应现 代制造业柔性生产的需要。我们认为人形机器人将作为工业机器人的补充，与 工业机器人共同推进制造业的智能化发展。“人形”只是表象，人形机器人 的核心价值在于通用+智能。未来的工厂中，工业机器人、人形机器人、人工 或将以7:2:1的比例存在。 以GPT为代表的大模型是迈向通用人工智能AGI的重要一步。之前的人工智能属于专业AI，走的是“先专后通”的发展路径。而以GPT为代表 的大模型具备了一定的常识和推理能力，有望走出一条“先通后专”的发展 路径。而具备控制、感知、执行能力的AI Agent是大模型落地的重要形式。 资料来源：Wind，聚源 LLM与机器人结合的研究在短时间取得了众多突破，让我们对产业化多了一份信心。我们把人形机器人视为LLM+机器人领域的AI Agent。LLM的引入解决了之前机器人行业的两大痛点：1）交互不便，无法理解人类的自然语 言；2）不够聪明，无法对复杂任务自主拆解。在LLM与机器人结合方面，学界取得了众多进展。Google在2022年发表的SayCan模型，解决了LLM作为语言模型无法适应现实世界的问题；2022年12月，google发布RT-1模型，使人形机器人表现出了泛化性，可以解决未训练场景的任务；2023年2月，微软发表ChatGPT for Robots，提出用LLM语言模型控制机器人的方 法，使机器人可以利用LLM模型的“常识”和推理能力；2023年3月，google发布PaLM-E模型，把具身信息融入大模型，进一步提升了泛化能力；202 3年7月，google发布视觉-语言-动作（VLA）的机器人模型RT-2，模型 直接输出机器人的动作，泛化能力进一步增长，并为解决机器人数据缺乏问题 提供了一种新的思路。 《特斯拉发布optimus gen2视频点评》(2023/12/15) 《工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》点评》(2023/11/8) 人形机器人的商业化落地需要具体的场景。当前人形机器人产业面对数据不足、算力不足、人机交互安全性、长尾场景等挑战，终极的通用人形机 器人还比较遥远，但是基于特定场景的人形机器人可以降低对数据、算力的依 赖，有望率先落地。2023年10月，亚马逊宣布已经在仓库试用人形机器人Digit。 自动驾驶与人形机器人有众多相似之处，自动驾驶的发展历程有借鉴意义。 何小鹏认为，自动驾驶本质上是机器人科学，智能汽车公司最终也会和机器人公司在技术、产品、生态等等方面融合。参考自动驾驶的发展历程，我们认为人形机器人的发展也会有3个趋势：1）终极的人形机器人还很遥远，但基于特定场景的机器人会率先落地；2）随着人形机器人对大数据、大模型的要求越来越高，数据闭环能力越来越关键；3）端到端模型可以节省算力，但当前受限于数据、规模。区分规划算法、控制算法的多模块的方案更容易落地，其中连接LLM和控制算法的prompt是瓶颈所在。 内容目录 人形机器人的核心价值来自通用性................................................................................................................4大模型加速人形机器人产业化落地................................................................................................................6技术和成本限制人形机器人的产业化.............................................................................................................6LLM：人工智能迈出走向AGI的重要一步......................................................................................................9人形机器人：机器人领域的AI Agent...........................................................................................................15人形机器人的落地需要具体场景..................................................................................................................22未来推演：自动驾驶发展历程给人形机器人的启示..................................................................................25自动驾驶在港口、矿山已经取得进展...........................................................................................................25大数据+大模型驱动的方案成为趋势.............................................................................................................27端到端的大模型或是终极方案......................................................................................................................29风险提示..........................................................................................................................................................31 图表目录 图表1：工业机器人市场规模....................................................................................................................................................................................4图表2：工业机器人在不同行业、不同场景的应用成熟度....................................................................................................................................4图表3：汽车总装线依然大量依赖人工....................................................................................................................................................................5图表4：谷歌everyday robot（左）、波士顿动力Spot（中）和特斯拉Optimus（右）...............................................................................6图表5：2022年比亚迪员工人数..............................................................................................................................................................................6图表6：ASIMO机器人的前身..................................................................................................................................................................................7图表7：ASIMO机器人可以完成倒水任务..............................................................................................................................................................8图表8：ASIMO机器人可以做出各种手势..............................................................................................................................................................8图表9：波士顿动力推出的代表性产品....................................................................................................................................................................8图表10：AI发展的三次浪潮...................................................................................................................................................................................10图表11：生成式AI发展历程..................................................................................................................................................................................10图表12：公元前9000年至今的通用目的技术（GPT）....................................................................................................................................11图表13：AI Agent通过与真实世界交互，构建了完整的“感知-认知-执行”的信息闭环..................................................................................12图表14：复旦大学团队