乐聚机器人：人形机器人提速迈向产业化

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乐聚机器人推出的人形机器人“夸父”，搭载深开鸿基于开源鸿蒙研发的 KaihongOS，采用全栈开源设计，意味着未来机器人厂家能够基于鸿蒙，开发独家步态算法，进一步加速了人形机器人商业化落地的进程。

随着人工智能和机器学习等技术的进步，人形机器人的智能化水平持续提升，其应用场景亦日趋丰富，并展现了巨大的市场潜力和广阔的发展前景。

乐聚（深圳）机器人技术有限公司（以下简称“乐聚机器人”）成立于2016年，是一家专注于机器人核心控制技术研究、双足仿人形机器人产品研发和生产的高科技企业。目前，乐聚机器人拥有完全自主知识产权的硬件和控制系统，掌握了从机器人整体结构设计、核心部件制造到人工智能算法研发的一系列先进技术，拥有多项发明专利。

图1 乐聚机器人产品家族

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大模型让人形机器人实现真正智能

乐聚机器人掌握机器人整体结构设计、核心部件制造、人工智能算法、操作系统等一系列先进技术。

乐聚机器人的技术创新主要表现在三个方面。

第一，聚焦机器人关节开展研究。乐聚机器人研发副总裁吴雨璁举例说：“我们研发的适用于小型足式机器人的高韧性强扭矩复合材料舵机，在国内机器人行业属于首创，实现了核心零部件国产化，在使用寿命增加的同时重量减轻、噪音降低。还有适用于高动态大型足式机器人的高性能模块化驱动单元，与同类技术相比，密度大、抗过载、抗冲击、速比大，更能满足大尺寸机器人高性能及复杂场景拓展的需求。”

第二，优化双足机器人步态算法。针对机器人轨迹跟踪精度低、运动鲁棒性差等问题，乐聚机器人基于全身动力学模型与二次规划的机器人运动轨迹控制框架，使机器人运动更柔顺，鲁棒性更强，具有普适性和稳定性。

第三，深入研究泛在机器人操作系统。“羲和”机器人操作系统塑造机器人行业开放生态，开启了机器人操作系统国产化第一步。

图2 “夸父”搭载盘古具身大模型亮相2024华为开发者大会

并与华为云CEO张平安击掌

人形机器人实现跳跃行走的技术难点主要表现在三个方面，即运动控制算法、整机结构设计和一体化关节性能。乐聚机器人的自研运控算法，能对机器人运动状态进行实时修正，使其控制频率达到2kHz，机器人得以在复杂环境中做出及时响应。在整机结构设计方面，乐聚机器人目前做过四次迭代优化，得以实现机器人在运动性能方面的大幅度提升。一体化关节方面，乐聚机器人进行自研自产，关节的峰值扭矩可达300Nm以上，扭矩密度则达到了200Nm/kg以上。

“开源鸿蒙系统凭借其与外部传感设备数据互联、超级终端多设备连接的特性，能为人形机器人注入更智能、更高效的工作能力。通过与外部传感设备实现紧密互联，人形机器人能够更智能地感知周围环境，从而实现更加精准的工作表现。利用软总线技术，机器人本体与周围环境和设备实现更智能的分布式协同，可提高机器人的交互体验和能力边界。”吴雨璁表示，与开源鸿蒙的深度结合，将有利于该款人形机器人在各个行业实现广泛应用，加速人形机器人在实际场景商业化落地的进程。

吴雨璁指出，具身智能大模型在人形机器人的实际应用中扮演着至关重要的角色，其能力相当于一个大脑，能够执行长期的任务规划。对于泛化的操作问题，大模型能够有效地将其分解为具体的可执行步骤。他表示，当用户表达口渴并请求机器人从客厅取水时，传统机械难以直接执行此任务。乐聚机器人搭载盘古具身智能大模型，人形机器人能够根据其规划的详细行动步骤进行操作。

此外，大模型通过融合大量知识数据，能够实现小样本的泛化操作。当需要为机器人教授新技能时，如使用扳手拧紧螺母，传统方法可能涉及复杂的施教、编程过程。然而，通过大模型与机器学习的结合，机器人可以在人工示教或VR遥操作下进行实践操作，经过几百次的训练，机器人便能够掌握新技能，并在未来相似任务中快速应用。

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离量产落地还有多远

吴雨璁认为，将机器人设计成人形是为了更好地适配人类社会的工作场景，可以满足特定环境的工作需求。“举一个例子，如果仅仅给机器人安装轮子，不能像人一样行走，那么所有的工作场景都需要改造成平地或是配备电梯。”人形机器人具备拟人特征，可以更容易地使用为人类设计的工具，进入为人类设计的生活和工作空间，是未来最有潜力融入人类生活的机器人之一。

吴雨璁表示，KUAVO机器人的商业化路径将分为三个阶段，第一阶段是以教育科研为主；第二阶段是面向工业、特种等领域；第三阶段则是全面进入家庭等民生领域，满足生命健康、陪伴护理等高品质生活需求。目前，该款机器人已经在科研教育和特种服务领域实现了初步商业化，第一批订单现已陆续开始交付，每台售价约为几十万元。吴雨璁表示，预计未来3年，该款机器人售价可以下降至十几万元。

图3 乐聚机器人亮相AWE2024

关于人形机器人量产落地的阻碍因素，吴雨璁提出了以下几点关键考量。首先，机器人的运动性能尚需进一步的优化与提升。尽管当前的运动性能已有所增强，但在实际应用中，其运动性能及操作性能仍有待提高。其次，智能化程度的发展水平也是一大挑战。尽管大模型技术已有所引入，但目前的智能化水平尚未能满足预期，例如在多任务处理及效果实现方面仍存在不足。最后，成本问题亦不容忽视。由于应用场景相对有限，目前人形机器人的生产成本仍处在较高的阶段，尚未实现大批量生产的成本效益。

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样机一定要走出实验室

吴雨璁指出，人形机器人最为重要的一点在于能否真正创造商业化价值，并真正在场景中实现应用。无论是海外的特斯拉，还是包括乐聚机器人在内的国产人形机器人企业，目前都还没有实现这种规模化的场景应用。只有真正在工业、商业等场景中创造价值，才能够推动后续的技术迭代、产品研发、批量出货等。吴雨璁举例表示，工业机器人在最初被设计开发出来的时候，其商业价值亦如此时的人形机器人，但是在不断的发展过程中，最终使其成为了工业场景中不可或缺的一部分。

图4 “夸父”进行功能测试

吴雨璁强调，应用场景的多样化对人形机器人技术的迭代具有显著的正向推动作用。首先，将人形机器人应用于实际工作场景中，能够发现众多实际问题，从而进行针对性的改进。其次，这些应用场景能够提出实际的需求，为技术发展设定明确的目标和方向。在实际应用中，人形机器人的表现并非总能达到预期效果，这些失败的案例为技术迭代指明了方向。吴雨璁进一步指出，实验室数据哪怕有99%的成功率，都不如在真实场景中80%的成功率有意义。同时，人形机器人的应用价值应体现在具体的应用场景中，而非仅限于表演性质的动作。

吴雨璁还提到，乐聚机器人和亨通、中国移动、海尔等公司合作，在合作公司提供的实际场景中，已经进行了测试性开发，以验证大模型在机器人习得新技能方面的效率。虚拟仿真在泛化操作中难以实现，而大模型在学习那些难以建模的复杂任务时，如开瓶盖或处理柔性物体时，展现出了显著的优势。

图5 乐聚机器人亮相ICRA2024

吴雨璁认为，在硬件设计方面，比如电机和减速器，国内企业更有优势。此外，这两年国内芯片行业发展迅速，就人形机器人行业而言，其芯片已经实现了本地化发展。国产人形机器人本体性能并不比国外差，但我国的人形机器人在软件应用方面还有一定的差距。

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