从追赶到引领，中国人形机器人凭专利“ 出圈”

中国在人形机器人领域通过深耕技术、强化专利布局、借助政策扶持等多重举措，实现了从追赶到领跑的跨越式发展。

随着全球科技的迅猛发展，人形机器人作为自动化及智能化的重要代表，在各个行业中展现出巨大的应用潜力。早在2023年，由人民网研究院发布的《人形机器人技术专利分析报告》显示，中国在人形机器人领域的专利申请数量已居全球首位，有效专利数量上也处于领先地位。这不仅是中国科技实力提升的体现，更为相关企业的创新发展提供了充足的保障。

专利领先与技术创新双驱动

人形机器人作为现代科技的集大成者，融合了机械、电气、材料、传感、控制以及人工智能等多学科的先进技术，是衡量一个国家高科技综合水平的重要标志。因其具有高度复杂性和多学科交叉特性，研发周期漫长且投入资金巨大，持续的研发投入与深厚的技术积累成为商业化的主要准入门槛。这使得众多初创公司难以涉足这一竞争激烈的市场，唯有具备雄厚技术底蕴和强大资金实力的企业方能在市场中崭露头角。

人形机器人的开发是一项极为复杂且艰巨的系统性工程，其涉及机械工程、电子技术、人工智能、材料科学等多个技术领域的协同作业。各领域关键技术不仅展现出独特优势，同时也面临诸多挑战。

爱布（上海）人工智能科技有限公司创新研发的EA-II 外骨骼康复机器人。

机械结构：人形机器人需秉持仿生学设计理念，其关节和运动方式必须模拟人类生物结构。为达成这一目标，研发团队需持续优化关节设计和步态控制，以保障机器人运动的灵活性与稳定性。这一过程需要大量试验与反复调整，可能导致高昂的研发成本和较长的项目周期。

电气和材料技术：轻质高强度材料在人形机器人中的应用是提升其性能的关键，这既关乎机器人的运动能力，也影响其续航能力。随着电池技术的发展，高效能电池的研发成为人形机器人持续改进的重要方向。在这一领域，材料科学的进步促使机器人在性能与成本之间实现更好的平衡。

传感器技术：传感器技术的发展使人形机器人能够实时感知外部环境，涵盖视觉传感器、触觉传感器和声音传感器等。借助这些传感器，机器人能够理解并响应环境变化，进而做出相应决策。这一过程需要强大的数据处理能力和算法支持，以确保机器人的智能化水平。

控制系统：实现多个传感器数据的融合与处理，以及对机器人运动的精准控制，是人形机器人设计的又一关键挑战。高效的控制算法是实现机器人自我平衡、路径规划和避障功能的基础。近年来，深度学习等先进算法的应用赋予机器人更高的智能水平，但也对计算能力提出了更高要求。

尽管技术不断进步，人形机器人的运动能力、稳定性和智能化水平的提升均需长期研究和大量资金投入。如前所述，只有那些在技术上积累深厚资源，且在资金上拥有强大后盾的企业，才能在这一高度专业化的市场中取得成功。

专利作为企业在市场竞争中的关键资产，直接影响企业的市场份额和技术创新能力。以优必选为例，其在人形机器人领域凭借763件有效专利储备量（数据截至2023年5月31日），超越索尼、达阀、精工爱普生等一众外国企业，位居全球首位，彰显了中国企业在全球人形机器人行业的稳固地位。截至2024年12月31日，优必选共持有2680件授权专利，其中海外专利484件，发明专利占比57.87%。同时，清华大学、北京理工大学等高校也在人形机器人技术研发上深入钻研，有效专利储备量已颇具规模。这些专利的积累不仅为我国人形机器人产业奠定了坚实的技术基础，也为相关企业进军国际市场创造了良好条件。

通过专利保护，企业能够维护自身技术优势，在激烈的市场竞争中保持领先。此外，专利授权和知识转让也是企业实现收益的重要途径。例如，企业可将技术授权给其他公司，获取经济回报的同时扩大市场影响力。在人形机器人领域，中国的专利布局优势显著，尤其是近年来，中国企业在关节控制、动力系统、传感器等多个技术创新领域不断突破。这些技术创新丰富了中国的人形机器人产品线，提升了市场竞争力，助力企业更好地应对国际竞争。

具体来说，中国在人形机器人领域的专利布局主要聚焦于以下几个方面：

动力系统与控制技术

动力系统是人形机器人功能实现的核心技术，涉及电机、伺服系统等多个方面。通过合理的专利布局，企业能够保护其独特设计，防范竞争对手的模仿。2020年，优必选提出一种机器人的运动控制方法，通过预设姿态角反馈值以及零力矩点测量值计算机器人的末端关节的力矩的补偿值，相较于仅通过姿态角反馈值计算，提高了力矩补偿值的准确度。同时，采用自抗扰控制器计算机器人本体的零力矩点的期望值，可补偿预设姿态角测量值的扰动误差，提高了输出的零力矩点期望值的准确度，从而提升了机器人步态控制的精准度。

传感器和感知技术

随着人工智能和机器学习的发展，传感器技术的重要性愈发凸显，相关专利申请能有效提升企业在智能领域的竞争力。2023年，中国石油大学（华东）提出一种柔性压力传感器，该传感器包括从上至下依次贴合设置的PI薄膜层、CMCS/MXene海绵层、电极层和PET薄膜层，具有简易的高性能敏感层和柔性可穿戴的特点，在运动检测、手势识别、触觉感知和电子皮肤等方面具有广阔的应用前景。

算法与软件开发

在机器人智能化进程中，算法的优化和软件的开发同样至关重要。有效的专利保护有助于企业提升在智能化领域的市场地位。2021年，优必选提出一种机器人运动分析方法，通过深度学习模型进行正运动学和逆动力学分析，有效降低了计算复杂度，提升了机器人运动分析模型和逆动力学分析模型的构建效率。

需求推动中国人形机器人产业发展

近年来，我国陆续出台多项政策，旨在促进人形机器人及相关领域的快速发展。2023年，工信部发布的《人形机器人创新发展指导意见》明确了未来人形机器人产业的发展方向与重点，鼓励企业加大技术创新力度，推动相关技术在实际场景中的应用。政策的逐步落地，为企业的创新与发展营造了良好的生态环境。在政策引导下，企业在核心技术开发和生产流程优化方面不断发力。例如，优必选已在研发上投入超过11年时间，拥有全栈式技术储备，涵盖机器人多个核心技术领域。这不仅增强了企业的市场竞争力，也为整个行业发展注入了新活力。国家层面的政策支持为人形机器人产业发展注入了强劲动力。另外，2023年，由工业和信息化部等17个部门联合印发的《“机器人+”应用行动实施方案》明确了机器人行业的发展目标和重点。这些政策的出台，不仅为行业发展提供了方向指引，也为企业提供了资金和技术支持。

市场的潜在需求也为人形机器人产业发展创造了机遇。根据高盛预测，在技术取得革命性突破的情况下，2025年至2035年期间，人形机器人销量可能呈现出复合年均增长率达94%的惊人增速。2035年，人形机器人市场规模有望达到1540亿美元。这一巨大市场不仅吸引了国内企业的投入，也引发了国际科技巨头的关注，小米、特斯拉等公司纷纷加速布局人形机器人领域，展现出强烈的市场信心。在多个应用领域，人形机器人具备广阔的市场前景。无论是工业制造、商用服务还是家庭陪伴领域，人形机器人都展现出强大功能与应用潜力。

技术创新与合作推动竞争力提升

人形机器人市场的快速发展吸引了众多企业积极参与。在竞争日益激烈的市场环境中，企业要脱颖而出，关键在于前瞻性的市场布局与持续的技术创新。

人形机器人的研发过程复杂，这要求企业在技术研发方面需要持续投入。企业在技术研发过程中，不仅要注重核心技术突破，还需密切关注市场需求变化。通过市场调研和用户反馈，企业能够及时调整研发方向，更好地把握行业动态。例如，若市场对人形机器人的情感交互需求逐渐增加，企业可加大在情感识别和自然语言处理等技术领域的投入，以满足消费者期望。这种灵活应变能力使企业在技术迭代中保持领先地位，迎合市场需求变化。

在技术创新过程中，产业链的协同合作至关重要。随着人形机器人产业发展，越来越多的企业和科研机构认识到联合创新的重要性。人形机器人技术的快速迭代催生了“开放创新2.0”范式，其本质在于通过产学研深度协同重构知识产权创造与共享机制。上海市人形机器人创新孵化器以人形机器人整机研发和生产为主攻方向，引进顶尖科学家，建设“科学家工作室（社区）”和“机器人研发平台和测试场”，为这一未来产业核心组件的初创企业和团队交流合作搭建了渠道。与孵化器配套的是总规模约2亿元的人形机器人发展基金，将以 “知识产权投资+风险投资”复合模式推动前沿技术突破。

此外，在知识经济全球化纵深发展的当下，专利运营作为企业知识产权战略体系的核心枢纽，正日益成为驱动创新价值转化与产业竞争优势构建的关键机制。人形机器人专利运营正从传统的排他性保护向开放式价值转化演进，形成“许可衍生-资本运作-生态共建”三位一体的商业化范式。

构建知识产权高地，推动产业可持续发展

中国人形机器人产业发展潜力巨大，而核心技术的知识产权保护与布局将成为企业发展的重要保障。如何构建完善的知识产权体系、加强专利的保护与运用，直接关系到企业的生存与发展。

从专利布局的角度，企业构建人形机器人知识产权保护需系统性地覆盖核心技术、产业链上下游及潜在应用场景，结合技术研发与市场竞争需求，制定分层化、多维度的保护策略。

人形机器人的技术复杂性决定了其专利布局需以核心功能模块为锚点，通过多维度的专利集群构建实现技术壁垒的立体化防御。当前，头部企业及科研机构在运动控制、感知交互、智能决策与能源系统四大核心模块的专利布局呈现高度聚焦趋势。以运动控制模块为例，特斯拉Optimus通过谐波减速器与多自由度关节驱动技术的专利组合，实现了低成本高精度运动；波士顿动力则依托动态平衡算法及仿生腿部结构，形成跳跃、翻滚等复杂动作的独占性保护。感知交互模块的布局更强调多模态融合，英伟达通过传感器阵列布局优化专利与实时SLAM算法，提升了环境适应性。智能决策领域，DeepMind提出的分层强化学习框架与OpenAI的伦理约束模型正逐步构建AI决策的技术标准。能源模块中，高密度固态电池与无线充电系统的专利竞争日趋激烈。上述案例表明，核心模块的专利布局需遵循“核心算法+硬件创新+系统集成”的三维策略，通过跨学科交叉保护形成技术护城河，为人形机器人的商业化落地提供知识产权保障。

2024年世界机器人大会上，优必选展示人形机器人。

人形机器人的产业化进程高度依赖产业链上下游技术的协同创新，其专利布局需突破单一技术节点的局限，构建覆盖“元件研发-系统集成-场景落地”的全链条保护体系。值得关注的是，头部企业正通过专利共享协议与标准必要专利（SEP）声明，加速技术扩散与产业协同。这种“纵向穿透+横向耦合”的专利布局模式，不仅降低了技术迭代风险，更通过生态位锁定实现了产业链控制权的战略性分配。

近几年，中国在人形机器人领域通过深耕技术、强化专利布局、借助政策扶持等多重举措，实现了从追赶到领跑的跨越式发展。随着技术的不断成熟和市场需求的增长，人形机器人将迎来更大的发展机遇，它不仅将成为引领第四次工业革命的重要力量，也将在全球经济竞争中占据重要地位。未来充满机遇与挑战，唯有不断创新、合作共赢，才能在这条新赛道上稳步前行、行稳致远。

（文章来源：《创意世界》2025年5月号）

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编校：范晓华，审读：郭丽

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