人形机器人技术专利：中国第一

白交 2023-12-01 21:28:08 来源：量子位

白交 发自 凹非寺量子位 | 公众号 QbitAI

人形机器人的未来，要看中国。

最新110页《人形机器人技术专利分析报告》，出炉！

人民网研究院官方出品，中国机器人产业联盟提供学术支持。不仅覆盖全球范围内、涵盖整个技术体系、时间维度横跨超20年，整个人形机器人产业发展历程悉数在报告中展现。

直观数据上看，主要有这样几个结论值得关注。

• 人型机器人技术不断成熟，并且进入到商业化落地关键阶段。相关技术专利数量持续上升，本体结构、智能感知、驱动控制成为主要发力点；
• 中国技术实力瞩目，实现全球领跑。在专利申请数量和有效专利数量上均是全球第一；中国企业优必选在人形机器人有效专利数量上是全球第一。
• 中国市场发展依旧很活跃。近十年中国人形机器人专利集中度最低，体现出国内有较多企业、机构、高校在人形机器人技术上持续投入。中国人形机器人产业极具活力。

尤其在国家近期推出多项有利于人形机器人产业发展的政策，及大模型、AGI等前沿技术火热发展的当下，这份报告无疑给人形机器人领域指明了关键风向标。

既然如此，这就来看看报告内容，究竟哪些值得关注？

三大关键趋势

在这份长达110页的报告中，大致可以总结出三大关键结论。

第一，技术专利申请数据呈现持续上升，人形机器人加速产业化落地。

报告中总结了近三十年全球范围内人形机器人技术专利申请数量，可见呈现持续上升阶段，尤其在近几年呈现出爆发式增长。

而集中申请的技术热点，主要体现在本体结构（如关节和腿部）、智能感知（机器视觉）以及驱动控制（步态控制）这种关键领域。

而在量子位智库《仿生机器人产业全景报告》中调研发现，目前产业供应链成熟，人形机器人技术不断革新，驱动机器人在控制和感知方面能力的增强。

相关技术的不断成熟，正推动人形机器人已经进入到量产落地的关键阶段，制造不是难点，灵活适配各类场景才是挑战。

在人形机器人有望落地的多个不同场景中，工业场景有望率先实现大规模应用，多家人形机器人企业也正将目光聚集在工业领域。

其中，在全球范围内，特斯拉、优必选、小米在相关领域的技术积累和商业化布局进展较快。

目前，优必选人形机器人已与多家新能源汽车头部企业合作，规划在工业场景中逐步应用人形机器人，并逐步拓展到多任务、多场景中；特斯拉则规划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；小米同样正在积极推进仿人机器人在自有制造系统中的分阶段落地。

第二，中国实现落后赶超到领跑全球，优必选有效专利数量全球第一。

据报告统计，截至2023年5月31日，中国在人形机器人专利申请数量达6618件，有效专利数量3110件。这两个数字放眼全球均是第一。

而且其中企业代表优必选科技，也在有效专利数量上以763件的成绩，击败老牌企业本田，拿下全球第一。

而要纵观整个人形机器人发展，其实也见证了中国实现落后赶超到领跑全球的过程。

在此前半世纪的发展中，主要以美国、日本为代表的高校机构或企业引领着技术的突破。直至AI技术爆发、「智力」初现，中国在人形机器人上的布局才开始逐渐有了影响力——

2015年以来，中国相关技术专利申请增速显著；2016年，中国专利申请量首次成为全球第一（721件）；2022年，以6596件的专利申请总量首次超过日本，位居榜首。

不过需要注意的是，目前我国专利技术布局仍主要聚焦于基础结构，在智能感知方面还存在较大的成长空间。

第三，近十年中国人形机器人集中度低，行业发展呈现高活跃的发展势头。

不管是横向还是纵向，数量上的统计只是代表着行业的过去和现状。

在报告中还设置了一项额外判别式——

专利集中度，它是该国数量前三的专利申请人专利申请数量/该国专利申请总数，代表着市场竞争程度、发展活跃程度。

可以看到，日本专利集中度最高，这意味着该国已经形成垄断的态势。而像欧洲、韩国等地区在2022年，甚至出现了100%。

中国专利集中度先是呈现下降，随后保留在20%-30%间波动，相较于其他地区，意味着市场激烈，发展活力大。

尤其在近五年的专利申请中，像优必选、北京理工大学、清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学等各方研究机构，都处在高产出的活跃度中。

其中，优必选近五年年均申请专利数量接近200件，年均申请量占比将近80%，可以说活跃度最高。

因此，整个110页报告归结起来，人形机器人已经进入产业化落地关键阶段，而中国经过数十年的发展跻身领跑位置。

更重要的是，这样的发展势头十分强劲，在短时间内不会有所动摇。

这样的指向，在具身智能、AGI等前沿领域探索的当下，显得格外重要。

那么随之而来的问题是——

为什么是这样？

天时，地利，人和。

首先，天时。回溯过去发展，人形机器人主要经历四个发展阶段。

• 第一个阶段是1969-1995年，是人形机器人缓慢静态行走的过程，以早稻田大学的人形机器人WABOT为代表；
• 第二个阶段是1996-2015年，此时是连续动态行走，代表是日本本田的人形机器人ASIMO；
• 第三个阶段是2016年至2020年，追求的是高动态的运动性能，以波士顿动力的ATLAS机器人做出的令人惊叹的运动动作为标志；
• 第四个阶段是2021年至今，随着相关技术的发展与成熟，全球范围内的多家企业开始加码人形机器人，推动人形机器人产品的产业化进程。如特斯拉Optimus、优必选Walker、亚马逊投资的Digit、三星投资的Rainbow Robotics等。

第一阶段到第三阶段，主要是人形机器人本体技术、运动性能上的迭代。从最初的依靠结构和程序驱动，逐渐提升为依靠运动规划与控制算法驱动，并有了任务设计的概念，可自主完成更高难度的动作。

到了近年，AI带来感知和理解能力的提升，释放了更多应用潜力和需求。人形机器人从科学展示、教育培训这样的单一场景，开拓到了多场景作业，也因此开启了商业化落地的进程，进入全新阶段。

也是在这时候，中国企业真正入局，带来商业化落地的提速——由场景来驱动市场的发展，充分发挥本土的场景优势。

以优必选为例，2018年就开发出第一代用于通用服务用途的大型人形机器人Walker，目前已经迭代到了第四代，并在科技展馆、商用服务、工厂制造等领域尝试了商业化应用。根据弗若斯特沙利文的报告，Walker也是中国首款商业化的大型人形机器人。

目前，该公司已成功开发及商业化超过150项机器人及AI技术，并将其应用于超过130种不同类型的智能服务机器人产品。在迪拜世博会、沙特NEOM新未来城、成都大运会等场景中，都能看到优必选人形机器人的身影。

其次，地利。中国形成的是以产（优必选等企业）、学（清华、北理工）、研（如之江实验室）一体的研发格局。

一来，发挥各自优势，能够在研究、开发到生产应用等一整套技术体系中，促进整个产业的综合发展。

二来，企业随时可以同院校、科研机构展开合作形成合力，促进人形机器人领域成果转化。

而像日本、韩国仍主要是发展初期老牌企业为主，在此次报告中申请人地域分布情况也可以看到这一现象。

最后，人和。不可否认的是，技术发展在任何时期在任何领域，企业都发挥着关键推动作用。

像传统强国日本，也是靠本田索尼的高水准持续成果产出，来维持着行业领先水平。

而国内的代表优必选，成立之初就致力于人形机器人的落地应用。这种模式起点高难度大，却能同时实现技术迭代和场景落地，快速实现商业化，创造产业价值。

在弗若斯特沙利文的报告中，优必选是世界上极少数将集成多个伺服驱动器为关节的服务机器人在消费市场进行商业化的公司之一；世界上极少数实现多系列伺服驱动器量产及实际产品应用的公司之一；完成小扭矩到大扭矩（扭矩从0.2Nm到200Nm）伺服驱动器批量生产的公司之一。

值得一提的是，就在今天（12月1日），优必选正式通过港交所聆讯，即将在港交所主板上市，成为“人形机器人第一股”。

最新的招股书显示，在报告期内，优必选已服务全球50多个国家和地区，拥有900多家企业客户，并已售出超76万台机器人；其年平均研发开支占总收入的56.5%、截止至2023年6月30日，优必选全栈式技术拥有1800项机器人及人工智能相关专利，其中超过380项为海外专利。

如此天时地利人和，中国在人形机器人领域发展势头才会如此迅猛。

在新一轮技术浪潮的当下，中国与中国玩家的发展值得注目。

未来人形机器人，要看中国

人形机器人，代表着人类对科技的一种终级想象，始终备受瞩目。

也就这最近短短几年时间，这种想象变得具象化。

包括前文提到的特斯拉、小米，以及亚马逊、OpenAI、小鹏等知名企业和一众知名创业公司，越来越多企业开始入局。而大模型乃至AGI的探索，也有望补全人形机器人最后一块拼图。

量子位智库曾预测，2030年左右仿生机器人（包含人形机器人在内）行业会进入成熟期。在此之后，产品能够完成工业及产业级应用，可以在非结构性场景如家庭中使用，并进一步拓展出新赛道及需求。

比如通用型机器人会更加火热；比如，消费级（toC）场景应用会进一步扩大。

但与此同时，行业技术壁垒也进一步提高。

作为机器人领域「皇冠上的明珠」，本就集成各种高精尖软硬技术于一体。

如今大模型的发展，虽然带来了「智能涌现」，但挑战也远比以往更甚。要想实现规模化量产，远非一日之功。

这需要技术创新，需要成熟供应链，需要可落地场景和市场。

这样的条件，一言以蔽之，人形机器人的未来还是得看中国。

10月20日，工信部印发了《人形机器人创新发展指导意见》，提出人形机器人有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品。

除此之外，还提出了阶段性目标：

• 到2025年，我国将初步建立人形机器人创新体系，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破，整机产品达到国际先进水平，并实现批量生产。
• 到2027年，人形机器人技术创新能力显著提升，形成安全可靠的产业链供应链体系，构建具有国际竞争力的产业生态，综合实力达到世界先进水平。

11月2日，中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，由小米、优必选、京城机电共同持股，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。

就像中国机器人产业联盟副秘书长陈丹针对报告内容所提及的，随着国家对于人形机器人支持力度的不断提升，中国人形机器人发展将进入快车道。

相信在人形机器人时代，中国将在全球的产业竞争中占据更重要的位置。