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专利数量全球领先 人形机器人技术实现从追赶到领跑

来源:经济参考报2023-12-01 08:19

  近日,工信部发布《人形机器人创新发展指导意见》(简称《意见》)。《意见》指出,人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术,有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品,发展潜力大、应用前景广,是未来产业的新赛道。

  最新出炉的《人形机器人技术专利分析报告》(简称《报告》)显示,在人形机器人这一极具技术含量的新赛道上,我国在技术方面实现全面领跑,专利申请数量全球第一,中国企业优必选科技更是在人形机器人有效专利数量(763件)上实现全球第一。在“第四次工业革命”的技术浪潮中,中国企业正在全力加码前瞻性布局,储备大量核心技术,助力推动中国人形机器人产业高质量发展。

  人形机器人技术实现全面领跑

  该《报告》由中国机器人产业联盟及传播内容认知全国重点实验室研究员张冬明提供学术支持,采集了来自全球范围内超过15000件人形机器人技术相关专利,并从地域分布、技术布局、专利申请人等维度出发进行全面分析。

  《报告》显示,近十年,中国在人形机器人技术专利上实现了从落后到跟跑乃至领跑,逐步超越了日本、美国、韩国等早期投入的国家,截至2023年5月31日,中国在人形机器人专利申请数量(6618件)和有效专利数量(3110件)上均是全球第一;中国企业优必选科技在人形机器人有效专利数量(763件)上是全球第一。

  人形机器人行业已发展超半个世纪,在行业发展早期,日本的企业及学术机构为主要参与方,同时也是主要的技术专利申请人;2012年以来,中国在人形机器人技术专利申请方面增速显著,其中在2015年,中国专利申请量(261件)首次超越日本(214件);2016年,中国专利申请量首次成为全球第一(721件);2022年,中国专利申请总量(6596件)超过日本(6058件)成为全球第一。

  机器人作为数字经济时代最具标志性的工具之一,在加快科技创新、推动产业升级、打造国家竞争优势、助力人类美好生活等方面发挥越来越重要的作用,机器人产业的发展已成为衡量国家技术创新竞争力的重要指标。

  人形机器人更是被视作“第四次工业革命”的标志性产品。前三次工业革命中,中国起步落后于欧美,同时缺少底层核心技术研发积累,因此在后来的发展中遭遇到了“卡脖子”难题,经历了艰难的发展历程。在以人工智能为代表的第四次工业革命中,我国率先进行了大量的前瞻性技术布局,在人形机器人等领域更是实现了多方面的领先,这为我国迎接新技术浪潮打下了坚实的技术基础。

  多重催化下人形机器人迎快速发展期

  人形机器人被誉为“机器人产业皇冠上的明珠”,实际上所反映的是一个国家自动化与智能化的发展状况,同时还是国家高科技实力的体现。除了前述工信部《意见》之外,近年我国在中央及地方层面均出台了多项促进人形机器人产业发展的政策,产业利好频频释放。

  2023年1月,工信部等17个部门联合印发《“机器人+”应用行动实施方案》,以促进机器人行业的发展。9月13日,工信部印发《关于组织开展2023年未来产业创新任务揭榜挂帅工作的通知》,面向元宇宙、人形机器人、脑机接口、通用人工智能4个重点方向提出了2025年的具体目标,进一步明确了人形机器人攻关重点与应用场景。

  11月2日,我国首家省级人形机器人创新中心在北京正式成立,拟开展通用人形机器人本体原型、人形机器人通用大模型等5大重点任务攻关,由北京小米机器人技术有限公司、北京优必选智能机器人有限公司、北京京城机电产业投资有限公司共同持股,法定代表人为优必选CTO熊友军。人形机器人“国家队”呼之欲出,相关企业也有望获得更多的发展机遇。

  应用层面,在此前的世界机器人大会上,优必选科技创始人、董事长兼CEO周剑提到,人形机器人已经进入产业化落地阶段,公司将聚焦于人形机器人的三大应用场景,包括工业制造、商用服务和家庭陪伴。其中,智能制造将成为人形机器人首个大规模应用的领域,人形机器人将重新定义AI时代的工人,把人从重复性的劳动中解脱出来;商用服务场景是人形机器人最快应用的市场,而家庭落地场景则是人形机器人最具潜力的应用市场。

  可落地服务场景的人形机器人市场空间非常广阔。据高盛预测,在技术得到革命性突破的理想情况下,人形机器人2025年至2035年销量复合年均增长率可达94%,2035年市场规模将达1540亿美元。人形机器人有望成为继智能驾驶电动车后又一AI落地场景蓝海,产业链各环节有望迎来高速发展机遇。

  “人形机器人大时代来临。”东吴证券称,预测全球2025年人形机器人初步商业化,销量2至3万台,2030年新增需求100万台,2035年销量有望突破1000万台。

  企业积极加码前瞻性布局

  人形机器人具有拟人化的身体,在复杂地形上能够灵活移动并模仿复杂的人类运动和表情,其研究涉及机械、电气、材料、传感、控制、人工智能等多个学科的交叉与融合,其发展和突破要面临诸多挑战,需要大量研发投入和不断迭代更新。因此,持续的研发投入和技术积累是人形机器人商业化的一个主要准入壁垒。

  我国人形机器人技术从落后到跟跑乃至领跑的发展过程,体现了近十年中国人形机器人产业发展加速。以优必选科技为代表的诸多企业和以清华大学、北京理工大学、浙江大学等高校为代表的研究机构起到了关键作用,其多年持续的研发投入为我国人形机器人产业打下了良好的技术基础,建立起技术壁垒,提升了产业的整体竞争力,叠加国家政策的助力,也将进一步推动我国人形机器人产业高质量发展。

  以人形机器人有效专利数量排名全球第一的优必选为例,超过11年的研发投入,使得优必选科技在人形机器人领域拥有全栈式技术储备。截至2023年4月30日,优必选全栈式技术拥有1750项机器人及人工智能相关专利,其中逾350项为海外专利,在核心零部件(减速器、电机、编码器)、驱动控制(能源系统、动力系统、运动控制)和本体结构(头部、肩颈、手臂、下肢、胸腹、关节、其他结构)多个核心技术位于全球前列。

  如今,以优必选、小米、特斯拉为代表的全球科技企业,正加速探索人形机器人的商业化进程。以优必选为例,其于2018年开发出的第一代大型人形机器人Walker是我国首款商业化的大型人形机器人,目前已经历四次迭代。周剑透露,目前优必选正在与国内智能制造头部企业及高端智能装备解决方案企业探索人形机器人在新能源汽车、3C电子、智慧物流等工业场景的应用。

  特斯拉与小米同样把智能制造作为其人形机器人产品率先应用的重要场景。马斯克此前提到,特斯拉人形机器人Optimus的应用场景未来会涉及工业生产,也就是由人形机器人全程接管汽车生产领域,实现真正的无人生产。小米也透露,未来,小米的仿人机器人将融入小米制造、智能制造多个场景来做产业验证,实现仿人机器人在制造场景当中的数据积累和模型迭代。

  中国机器人产业联盟副秘书长陈丹针对《报告》表示,随着国家对人形机器人支持力度的不断提升,我国人形机器人发展将进入快车道,相关企业应牢牢把握战略机遇,积极抢占技术创新高地,打通产业链条关键节点,推动我国人形机器人产业发展,将人形机器人塑造为国际上闪亮的“中国名片”,打造经济增长新引擎,助推经济高质量发展。(记者李静)

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