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机器人越像人就越吓人?为何我们还要坚持造人形机器人?

科普中国  · 公众号  · 科学  · 2025-03-06 18:30

正文


在前不久的春晚上,宇树科技的人形机器人 H1 给大家“转了个手绢”。H1 能做到的绝不仅仅是转手绢,它甚至可以来个原地后空翻,运动能力秒杀绝大部分普通人。


H1 的原地后空翻,视频来源:宇树科技官网


其实不仅仅是宇树,近几年,中国科技公司,比如优必选、小米、乐聚、小鹏等等,也纷纷推出了自己的人形机器人。


更重要的是, 这些人形机器人已经不仅仅停留在展示层面,它们中的一些,已经把生产成本降到了过去无法想象的程度。 比如,能够“舞枪弄棒”的 G1 型号人形机器人售价仅在 9.9 万。


而也就在前不久,我国牵头制定的养老机器人国际标准 (IEC 63310) 正式发布。或许这些量产的人形机器人,能够在养老领域发挥自己的功能。


来自新华社


不过,现在的人形机器人的外观看起来总让人觉得怪怪的,为什么机器人非得造成人形呢?这真的是最好的选择吗? 接下来,我们就说一说人形机器人的发展史,以及它们的特殊作用。


机器人一定得是“人” ?


既然要说人形机器人,绕不开的就是“机器人”即 robot,这个词本身的起源,真的有“人形”的含义。 Robot 源自捷克语中的一个词“ robota ”,它本意指的是奴役、劳役,奴役、劳役的对象,当然是人了。 1920 年,捷克科幻作家卡雷尔·恰佩克 (Karel Čapek) 一部叫做《罗梭的万能机器人》 (Rossum's Universal Robots) 的科幻剧火了,由此robot 这个词成为了机器人的代名词。


图片

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在后来的发展中,机器人指代的范围变得非常广了。不过世界范围内并没有对“机器人”统一的定义,国际标准化组织 (ISO) 、电气电子工程师学会 (IEEE) 、美国材料及实验学会 (ASTM) 都有自己的定义,侧重点略有不同。


ISO,IEEE,ASTM 对“robot”的不同定义,图片来源:参考资料 2


提取一下关键信息,机器人可以看作是这样一种东西,它是一个由计算机程序驱动的,用来实现某个目的或者解决某个问题的设备,它在物理世界要有实体。有些机器人可能会有一定的自主性,能够跟环境交互做出一些反馈, 但无论是哪个定义里,都没有限定机器人一定要是人形的。


15 世纪达·芬奇设计的机器人偶,并不能算作机器人,图片来源:Wikipedia


人形机器人,难在哪儿?


相信你即便不了解机器人的发展史也能想到,人形机器人绝不是最容易制造的机器人。而最早被投入生产应用的机器人,也的确不是人形机器人。


比如, 最早投入工业生产领域的机器人 Unimate,它只是一个巨大的机械臂。


最早投入工业生产的机器人——Unimate 机械臂,图片来源:Wikipedia


和其他机器人一样,人形机器人需要解决的难题有很多,但人形这个特殊的形态,让它们在站立和行走上,要面对更多挑战。


就拿“站稳”这件事来说, 人形机器人和四足机器人不同,四足机器人的重心更容易保持在支撑面内,而人形机器人属于双足机器人,支撑面积更小,重心一旦超出支撑面,很容易摔倒。


因此对于能够运动的机器人来说,双足行走的人形机器人也不是最佳选择。在人形机器人还在“蹒跚学步”的时候,四个轮子的自动驾驶汽车(也可以算是机器人)已经在开放路面上进行测试了,而四足机器人(狗)也已经能够在崎岖山地中搬运物资甚至高速越野了。


不过经过 50 多年的发展,人形机器人也慢慢“支棱”起来了。像波士顿动力的 ATLAS 就是其中的佼佼者。


“工作”中的 ATLAS,图片来源:波士顿动力官网


但看似强大的 ATLAS 也有一个致命问题,成本过高。一台 ATLAS 的价格动辄上百万美元,而相比之下,前面提到的能原地后空翻的宇树科技 H1,售价分别在 65 万元人民币,已成为 ALTAS 强有力的竞争者。


就在今年 2 月召开的 3DEXPERIENCE WORLD 2025 峰会上,波士顿动力公司的联合创始人马克·雷伯特 (Marc Raibert) 也表示,自己的研究所购买了宇树科技的人形机器人,进行“深入了解”。


相信随着人工智能技术以及制造技术的发展,人形机器人可以越来越接近人类。但这可能会带来一个问题,我们真的有必要制作人形机器人吗?


“恐怖谷”效应是怎么回事?


其实对于人形机器人的争议从来就没有停止过。而相比于其他类型的机器人,人形机器人的外形,也是争议的焦点之一。 反对者认为,随着人形机器越来越像人,却又做不到完全逼真的时候,就可能会引起“恐怖谷效应”。


恐怖谷效应这个概念是日本机器人专家森政弘在 1970 年提出的,它的意思是, 人们对一个物体的好感度会随着它们越来越像人而提高,但是当它和人类比较像,但又不那么逼真的时候,人们对它们的好感度会急转直下。而到了和人类一样(或者就是真人)的时候,好感度又会提升。


当人形机器人越来越像人,却又和真人不一样的时候,它可能就会陷入这个“恐怖谷”中。


这个急转直下像峡谷一样的曲线,就是所谓的“恐怖谷”,图片来源:Wikipedia


作为人形机器人,很大的一个应用场景是陪伴。比如,开头提到的养老行业,就可以用它们做智能管家。此外,它们同样可以作为孩子的成长陪伴机器人。考虑到恐怖谷效应,为了避免造成心理上的反感,可能做成一个跟人类差别比较大的可爱形象,更好一些。


图片由 AI 生成


当然了,也有研究者认为,恐怖谷效应并不绝对, 随着人们对电脑生成图像以及机器人的熟悉,年轻一代可能不容易受到恐怖谷效应的影响。


但无论如何,当这些人形机器人在进入人类社会的时候,势必会有一个“磨合期”。


人形机器人,这些优点不容忽视


其实,虽然人形机器人的设计和制造也许面临更多挑战,但人形机器人不仅仅能满足人类的机器“人”情怀,人形机器人也确实有一些其他机器人不可替代的优势,这大概也是很多厂商执着于开发人形机器人的原因之一。


虽然对于某些专业场景,人形机器人的效率不如专用机器人, 但要是想建造一个能适应人类生活各种场景的机器人,人形机器人或许是最好的选择。


人类社会中的各种工具、空间场景都是以人类为中心设计的。人形机器人可以直接使用人类已有的扳手拧螺丝、拿起拖把就能拖地,拖完之后还可以转动门把手牵着狗下楼梯遛狗,甚至可以进入人类的车辆开车去买菜,这样的优势,是专用机器人不可替代的。


此外,就如马克·雷伯特所说,有时候发展并不是线性的,在人们制造人形机器人的过程中,可能会催生出其他有用的机器人。 因为 在人形机器人研究过程中积累的成果经验,可能催生出其他非人形机器人。 或者以其他形式为人类提供帮助。比如人形机器人“蹒跚学步”过程中积累的经验,可以应用到外骨骼机器人以及假肢的研发中,帮助身体障碍人士更好地行走。


对于人体结构的模仿,也对材料、电机等硬件提出了非常高的要求。比如模仿人类手部结构的灵巧手,建造它需要极其精巧的微型电机。


更重要的是,我们想要的人形机器人绝不是一个只有人类外表的空壳。我们希望它们能够与我们交流,能像人类一样观察和思考,与我们互动,与之相关的 AI 技术同样需要不断提升(当然在人形机器人领域之外,AI 技术同样在蓬勃发展)。


从科幻小说中幻想的机器人,再到蹒跚学步的前辈们,再到今天行动矫捷的 H1,人形机器人不仅功能越来越完善,价格也不再像过去那样遥不可及,这让它们的量产以及商业应用成为了可能。


除了硬件,近些年 AI 的飞速进步,同样给人形机器人带来了重要的“大脑”。或许很快,我们就会在身边看到人形机器人,而值得我们骄傲的是,在这个过程中,我们中国的机器人、AI 企业,必将发挥重要的作用。



参考文献

[1] https://www.unitree.com/cn/g1

[2] https://www.ieee-ras.org/images/Standards/meeting_june_2021/9-Robot-Term-Discussion.pdf

[3] https://www.humanoid.waseda.ac.jp/booklet/kato_2.html

[4] https://www.sciencedirect.com/topics/computer-science/humanoid-robotic

[5] Cheetham M, Suter P, Jäncke L. The human likeness dimension of the “uncanny valley hypothesis”: behavioral and functional MRI findings[J]. Frontiers in human neuroscience, 2011, 5: 126.

[6] Tong Y, Liu H, Zhang Z. Advancements in humanoid robots: A comprehensive review and future prospects[J]. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, 2024, 11(2): 301-328.







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