“大白”离我们还有多远？–人形机器人的现状与未来
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作 者 | 郭万红 王京阳 王建良 孙 苋 专利审查协作北京中心
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2014年美国动画电影《超能陆战队》(Big Hero 6)上映，随即风靡全球，影片中的充气机器人“大白”(Baymax)以其呆萌的外表和善良的本质深受观众喜爱。人们不禁好奇，像影片所虚构的“大白”一样无所不能的人形机器人，离我们究竟还有多远？
什么是人形机器人？
人形机器人，又称仿人机器人，是具有人形的机器人。人形机器人拥有视觉、听觉和触觉，还拥有本体感受，并能协同运行身上的关节,它会说话并与周围的世界互动，还能通过学习来改善表现。人形机器人是集机、电、材料、计算机、传感器、控制技术等多门学科于一体的智能化机器人，其关键技术包括机构学、控制技术、传感器技术、人工智能等方面，是一个国家高科技实力和发展水平的重要标志，日美意等国都在研制人形机器人方面做了大量的工作，并已取得突破性的进展。
目前各国主要的人形机器人包括：美国Google旗下Boston Dynamics(波士顿动力公司)的Atlas,日本本田的Asimo, 日本软银的Pepper,意大利RobotCub Consortium公司的iCUB,我国中科大讯飞“佳佳”。
2016年2月波士顿动力公司发布新一代人形机器人Atlas。Atlas 能够完成复杂的动作，比如摔倒后重新自主站立起来，搬起有一定质量的物体并扭身放上高台，能够在室内和室外进行自我导航定位，可以穿越各种路障，推开大门等。其目标是胜任各种搜索与救援任务，在自主平衡方面取得了巨大的进步。
（Google公司旗下波士顿动力公司的Atlas）
日本本田的人形机器人Asimo不但能跑能走、上下阶梯、弯腰，还会踢足球和开瓶倒茶倒水，动作十分灵巧。此外，Asimo还可以握手、挥手，甚至可以随着音乐翩翩起舞。
（本田的Asimo）
2014年，软银的 CEO 孙正义向全球介绍了Pepper，2015年6月-8月，Pepper正式面向普通顾客发售。这是一款基于云端，并且拥有情感的人形机器人。Pepper能够通过判断人类的面部表情和语调方式，“读”出人类情感，这些任务通过基于云端的面部和语音识别来完成。
（软银的Pepper）
iCUB是意大利理工学院开发的一个开源认知类人工智能机器人，四肢活动范围可达53度，具有触觉和肢体协调能力，可以抓东西、玩捉迷藏，甚至还会跟着音乐跳舞，拥有自我意识。iCub的动作由一个认知系统操控，系统的开发是以人脑的认知结构为模型，通过创建自传式记忆模式来培养自我意识。
（意大利RobotCub Consortium公司的iCUB）
2016年4月15日上午，中国科学技术大学发布中国首台特有体验人形机器人“佳佳”，在传统功能性体验之外，中科大首次提出并探索了机器人品格定义，使机器人形象与其品格和功能协调一致。目前已初步具备了人机对话理解、面部微表情、口型及躯体动作搭配、大范围动态环境自主定位导航和云服务等功能。
（中国科学技术大学人形机器人“佳佳”）
市场应用
人类制造机器人的目的是为人类所服务，因此人形机器人的市场广阔。在家庭中，可以成为机器人保姆，会帮你扫地、吸尘、还可以做你的谈天朋友，为你看护小孩。在户外时，机器人可以帮你搬一些重物，或提一些东西，甚至还能当你的私人保镖。在服务业方面，可以作为智能导游接待各国游客。在工业中，胜任各种搜索和救援任务救灾机器人，测试防化服、防撞击以及模拟人类的机械腿等，以代替人类完成危险的工作。
未来发展
人形机器人，未来发展呈现以下七大趋势：
♦ 语言交流功能越来越完美；
♦ 具有更灵活的类似人类的关节和仿真人造肌肉使其动作更像人类；
♦ 外形越来越酷似人类；
♦ 自行检查运行状况并复原的功能越来越强大；
♦ 体内能量储存越来越大；
♦ 逻辑分析能力越来越强；
♦ 具备越来越多样化的功能。
专利信息
2000年以来，人形机器人领域全球专利申请日益活跃，而我国在2005年后专利申请才逐渐增加，不过经过之后的快速发展，目前我国专利申请量已经非常可观。
进一步通过对申请人进行分析，发现全球排名靠前的申请人主要是日本、韩国和美国的企业，而我国仅有几所大学排入前25名。这表明，虽然我国在人形机器人领域的专利储备达到了一定的水平，但是，专利技术与产业相对脱节。因此，我国可以加强高校和产业界的合作，积极地将人形机器人专利技术产业化。
另外，统计人形机器人领域申请量排名第一的本田公司的专利，发现相关的专利技术分布于机械手/足、数据处理、控制系统、图形识别和语音识别。这四个方向基本覆盖了人形机器人所有关键技术，这种申请布局策略对于我国企业有一定的借鉴作用。
总结
与传统的机器人相比，人形机器人具有视觉、听觉、触觉甚至是情感等功能，近年来得到了快速的发展，专利申请量急剧增长。然而，从申请人的分析来看，我国在人形机器人领域的专利技术更多集中在高校，高校在市场方面经验不足，产业化方面能力有限，这导致我国相对日美等国尚存在一定差距。国内高校可以与产业界加强合作，寻求更多市场化的机会，并围绕市场需求，推动人形机器人技术的发展。
目前，日本和美国在人形机器人领域占据主导地位，其中，本田公司在专利技术上更是具有不可取代的优势。从技术分支来看，本田公司的专利技术主要由机械手/足、数据处理、控制系统、图形识别和语音识别构成，涵盖了人形机器人的所有关键技术分支。因此，国内企业可以借鉴这种布局方式，在目前人形机器人技术整体上还处于初步发展阶段的情况下，通过技术创新进行全面的专利布局，为以后推出创新产品和占领市场积累专利基础。
