2023年是中国汽车产业的关键年份。一季度，中国汽车出口首次超过日本，成为全球最大的汽车出口国。同时，年初公布的数据显示，2022年比亚迪电动车销量超越特斯拉，成为全球最大电动车生产商。
德国人在19世纪发明了汽车，而近期在慕尼黑车展上，中国企业展现出强劲的表现。从追赶到引领，新能源汽车的成功引发人们对未来中国可能出现的新兴产业的关注。下一个比亚迪会是谁呢？
不久前，工信部发布了《人形机器人创新发展指导意见》，指出人形机器人有望成为继计算机、智能手机和新能源汽车后又一颠覆性产品。可以说，人形机器人或将是下一个引领行业的领域。
中国新能源汽车能够从落后走向追赶，其中一个重要标志是技术专利数量。硬科技领域没有捷径，专利是行业技术能力的直接体现。
据统计，2011-2020年，全球新能源汽车行业专利授权数量逐年增长。2010年，日本在电动车领域的专利申请数量位居全球第一，而2010年至2022年，中国企业在电池充电和更换方面的专利申请数量达到了日本企业的1.5倍。2022年，中国新能源汽车专利申请量已成为全球第一，占全球新能源汽车专利总申请量的41.20%。
这样的趋势，似乎也在逐渐在人形机器人领域显现。
人民网研究院近期发布的《人形机器人技术专利分析报告》显示，中国在此领域的专利申请增速显著。
- 2015年，中国人形机器人专利申请量（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）再次超过日本（6058件），成为全球第一；
- 在众多企业中，优必选科技以763件专利成为全球持有人形机器人有效技术专利最多的企业。
在人工智能为通用人形机器人带来新的可能性时，特斯拉、亚马逊、微软、三星等全球巨头纷纷投入人形机器人研发。而在国内，人形机器人在2023年成为最受关注的新兴产业之一。《人形机器人创新发展指导意见》提出到2025年，中国的人形机器人创新体系将初步建立；同时，国内首个省级人形机器人创新中心已在北京成立。凭借在此行业的专利优势，中国的人形机器人公司或将迎来新的发展机遇。
人形机器人产业蓬勃发展
近年来，无论是国内还是国外，许多大公司在此领域频繁发力。
马斯克在2022年宣布的OptiMUS机器人预计将在2023年开始量产，而亚马逊投资的AgilITy Robotics正在建设全球首个人形机器人工厂，预计每年可量产一万台人形机器人。
在中国，世界机器人大会上展出了十几款人形机器人，其中一半以上是在过去一年内发布的。不仅科技巨头小米参与其中，还有一些曾专注于四足或其他机器人的公司加入，甚至前华为天才少年稚晖君在成立人形机器人公司后，短短三个月内便成为独角兽。
在8月举行的成都第31届世界大学生夏季运动会闭幕式上，优必选科技自主研发的WalkeR系列大型人形机器人登上舞台，这是这一全球性综合运动会首次采用大型人形机器人。
WalkeR系列早已在迪拜世博会中国馆、沙特NEOM新未来城和中国科学技术馆等场所实现商业化落地。弗若斯特沙利文的报告显示，WalkeR是中国第一款实现商业化的大型人形机器人。
人形机器人近年来的高关注度源自产业半个世纪的发展历程。
早在1969-1995年，以早稻田大学的人形机器人WABOT为代表，已开始尝试静态行走。1996-2015年，人形机器人进入动态行走阶段，本田的人形机器人ASIMO是开创者。2016年至2020年，波士顿动力的人形机器人展示了令人惊叹的运动能力。
然而，人形机器人的商业化并非一帆风顺。波士顿动力经历了多次出售，2018年曾开创人形机器人先河的本田ASIMO宣布退役，2021年，曾生产27000台人形机器人的软银宣布停产PeppeR人形机器人。
造成这一现象的部分原因在于，早期的人形机器人虽然具备运动能力，但在逻辑推理、决策、规划及与环境互动等方面存在不足，同时高昂的成本也使得商业化步伐缓慢。
不过，进入2021-2022年，人形机器人的商业化前景出现了新的变化。
AI大模型的出现突破了人形机器人的智能局限，推动了人机交互方式的变革，人形机器人也因此得以将AI大模型应用于实际。
在世界机器人大会上，优必选科技创始人兼CEO周剑表示，人形机器人已进入产业化阶段，公司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。他透露，优必选科技正在与国内智能制造头部企业探索人形机器人在新能源汽车、3C电子、智慧物流等领域的应用。
特斯拉和小米同样在探索人形机器人在智能制造领域的应用。马斯克在特斯拉2023年Q2业绩说明会上表示，计划2024年在特斯拉工厂进行OptiMUS的实用性测试。特斯拉透露，OptiMUS未来的应用场景将涉及工业生产，全面接管汽车生产，实现真正的无人生产。小米则计划将其仿人机器人融入多个智能制造场景进行产业验证，实现数据积累和模型迭代。
目前，通用人形机器人或许正处于大规模商业化的前夜。从优必选、小米、特斯拉三家代表性企业的动向来看，它们在相关领域的商业化布局及技术积累进展迅速。
研究机构预测，至2030年，全球人形机器人市场预计将达到300亿美元以上，从2022年至2030年，年均增速约为52.2%。
人们期待人形机器人以更低的成本和更智能的能力进入家居、工业生产和迎宾等多个领域，替代只能进行简单操作的机器人，更好地适应人类环境。
人形机器人的通用性在其中发挥了关键作用。与一般机器人不同，人形机器人能够完成外界感知、双足行走、使用工具和行为交互等多项任务，这些技术不仅涉及机械领域。以特斯拉的机器人为例，有研究指出，其成本近40%来自于其FSD系统（完全无人驾驶系统），用于机器人的感知和任务规划。
这些技术需要持续的长期科研积累。《人形机器人技术专利分析报告》指出，自2009年以来，曾在此领域引领的日本专利申请数量平稳发展，本田等公司的专利逐步失效，这一点在本田2018年放弃ASIMO机器人时可见一斑。
当行业原本的领头羊放缓脚步时，中国却在迎头赶上。
《人形机器人技术专利分析报告》显示，自2014年起，中国人形机器人专利申请增速显著，经过十年的快速发展，中国企业如今已站在比先发者更有优势的风口。以优必选科技为代表的企业和以清华大学、北京理工大学、浙江大学、哈尔滨工业大学等高校为代表的研究机构在这一过程中发挥了关键作用。
人形机器人的核心技术更为复杂
与工业机器人不同，人形机器人的核心技术可分为本体结构、核心零部件、智能感知、驱动控制和支撑环境五个主要模块。
尽管核心零部件方面，人形机器人与工业机器人一样需要使用减速器、伺服电机和控制器，但人形机器人的整体技术更为复杂。
例如，人形机器人的一大挑战在于双足行走，必须在保持速度的同时维持平衡。这不仅需要机械控制器接收指令，伺服驱动器驱动电机、减速器等装置，还需依赖运动控制技术来判断如何执行，而平稳行走又与本体设计中的关节和腿的设计密切相关。
优必选科技CTO熊友军曾表示：“从A点到B点的移动，首先需要机器人对环境有一定的感知能力，从而规划出合理的路线，使用运动控制算法计算合理的关节力量配比。当机器人开始移动时，关节需要快速响应，准确完成预期动作。”几乎每一个环节都涉及多项复杂的核心技术。
《人形机器人技术专利分析报告》将人形机器人关注的核心定义为稳定可靠、生动自然、准确精确、提高效率和智能化等几个重点。
显然，在生动自然、稳定可靠和智能化方面，人形机器人所需的技术特点不仅限于机械能力。
从专利的不同技术分支的申请中也可看出这一点。自2000年后，人形机器人重点技术分支上升最明显的是本体结构部分（机器人的头部、肩颈、手臂、下肢、胸腹、关节及其他结构），其次是智能感知和驱动控制。
具体而言，在本体结构部分，关节和腿的研发占据核心地位；在智能感知方面，专利主要集中在机器视觉和路径规划方向；在驱动控制方面，专利则主要集中在步态控制。这与人形机器人的行走难点是一致的。
而核心零部件虽对机器人的整体运作至关重要，但在人形机器人更为复杂的控制系统专利面前，专利数量整体显得较少，主要集中在减速器方向。
人形机器人的特点决定了企业必须深耕全栈式技术领域。
事实上，全球知名的机器人公司也展示了类似的趋势，包括本田、索尼等公司均在全领域进行专利布局。
在这一领域，中国企业和高校同样表现出色。
