德国人形机器人:工业强国的孤独赛道与破局之路

360影视 国产动漫 2025-03-10 19:29 7

摘要:2025 年初,一则重磅消息在机器人领域掀起波澜:德国的 Neura Robotics 成功融资 1.2 亿美元 。这本是一个值得庆祝的时刻,但在德国的人形机器人领域,却显得有些 “孤单”。Neura Robotics 作为德国屈指可数的人形机器人企业,这轮融

德国机器人领域的 “异数”

2025 年初,一则重磅消息在机器人领域掀起波澜:德国的 Neura Robotics 成功融资 1.2 亿美元 。这本是一个值得庆祝的时刻,但在德国的人形机器人领域,却显得有些 “孤单”。Neura Robotics 作为德国屈指可数的人形机器人企业,这轮融资让它站在了聚光灯下,也凸显出德国在这一领域的独特现状 —— 企业稀少,发展之路略显艰难。

Neura Robotics 成立于 2019 年,致力于开发认知协作机器人和人形机器人。公司的核心产品 4NE - 1 人形机器人,基于认知神经科学理念设计,由 AI 驱动,身高 180 厘米,体重 80 公斤,最大载重 15 公斤,行进速度 3 公里 / 小时 。它的头部配备一个用于人机交互的显示屏,能够执行多种人机交互动作,且前臂可更换,以适应不同任务需求。从展示的功能来看,4NE - 1 可以完成从洗衣、熨烫到切割蔬菜、钣金焊接等多种日常和工业杂务,展现了其在多领域应用的潜力。

然而,在德国这片工业底蕴深厚的土地上,Neura Robotics 却像是一个 “异数”。德国以强大的工业制造闻名于世,拥有库卡(KUKA)、ABB(德国子公司)等世界知名的工业机器人生产制造厂商,在工业机器人、柔性机械臂等方面技术积累丰富。但在人形机器人领域,却未能延续这种辉煌。德国的人形机器人企业数量稀少,Neura Robotics 在很长一段时间里几乎是 “独苗” 般的存在。这与德国在工业机器人领域的繁荣形成了鲜明的对比,也让人不禁思考,究竟是什么原因导致了德国人形机器人发展的滞后?

辉煌工业下的人形机器人困境

德国,这个欧洲经济的火车头,在工业领域的成就举世瞩目。它是汽车工业的圣地,奔驰、宝马、大众等汽车品牌闻名遐迩,汽车制造技术精湛,拥有完善的产业链,从零部件生产到整车组装,每一个环节都展现出德国工业的严谨与高效。在机械制造、化工、电子等领域,德国同样处于世界领先地位。德国的机械制造以高精度、高可靠性著称,产品广泛应用于全球工业生产;化工行业中,巴斯夫、拜耳等企业在化学材料、制药等方面成果斐然;电子领域,西门子等公司在电气设备、工业自动化等方面拥有先进技术 。

德国的工业机器人产业也十分发达,库卡(KUKA)作为全球知名的工业机器人制造商,其产品广泛应用于汽车制造、金属加工、电子等多个行业,能够实现高精度的焊接、装配、搬运等任务。ABB 德国子公司同样在工业机器人领域占据重要地位,提供多种类型的机器人及自动化解决方案 。这些工业机器人以其高稳定性、高精度和高效率,为德国的制造业提供了强大的支持。

然而,在人形机器人领域,德国的表现却不尽如人意。与工业机器人领域的繁荣形成鲜明对比,德国的人形机器人企业数量稀少。截至目前,Neura Robotics 几乎是德国唯一一家在人形机器人领域具有一定影响力的企业 。这种企业稀少的现状,使得德国在人形机器人领域缺乏产业集群效应,难以形成完善的产业链和生态系统。

2024 年,宝马在汽车工厂中探索人形机器人应用时,选择与美国的 Figure 公司合作 。Figure 公司的人形机器人 Figure 01 在宝马位于美国南卡罗来纳州的斯巴达堡工厂部署,参与车身底盘的金属板件安装等任务。这一合作从侧面反映出德国在人形机器人产业方面的薄弱,连德国本土的汽车巨头在寻求人形机器人应用时,都不得不将目光投向国外企业。宝马作为德国汽车工业的代表,拥有先进的制造技术和庞大的生产体系,但在人形机器人领域却无法依赖本土企业,这无疑凸显了德国在这一领域的困境。德国虽然拥有强大的工业基础和先进的技术研发能力,但在人形机器人的研发和生产方面,却未能跟上国际步伐,产业发展相对滞后,面临着巨大的挑战。

从太空探索起步的独特路径

(一)起源:为太空而生的机器人

德国对人形机器人的探索,有着独特的起源。1969 年成立的德国航空航天中心(DRL),作为国家级航空航天研究机构,在德国人形机器人的发展历程中扮演了关键角色。彼时,全球的航天竞赛正如火如荼,各国都在努力探索太空的奥秘,德国也不例外。DRL 意识到,在太空探索中,人形机器人或许能成为宇航员的得力助手,帮助完成一些复杂、危险或重复性的任务 。

在这样的背景下,经过多年的研究与开发,2008 年,Rollin' Justin 机器人诞生了。它的设计初衷并非服务于日常生活场景,而是专门为太空任务打造。从外观上看,Rollin' Justin 与我们传统认知中的人形机器人有所不同,它没有双腿,取而代之的是一个四轮驱动的移动平台作为下半身 。这一独特设计与它的应用场景密切相关,在太空的无重力环境下,机器人不需要依靠双腿行走,安装在航天器或者卫星平台上,通过滑轨移动更加稳定和高效。

Rollin' Justin 具备多种令人惊叹的功能,它能够接球、煮咖啡,这些看似简单的动作,背后却蕴含着复杂的技术,需要精准的控制和感知能力。更为重要的是,它还能执行修理卫星这样的高难度任务。在太空中,卫星一旦出现故障,维修难度极大,而 Rollin' Justin 的出现,为解决这一难题提供了可能。当时的德国新闻对它的介绍充满了期待:“如果您的卫星还没有严重到需要回收,那 Rollin' Justin 能够帮您。”Rollin' Justin 的诞生,标志着德国在人形机器人领域迈出了重要一步,也为后续的研究奠定了基础。

(二)技术路线:“监督式自主” 的选择

Rollin' Justin 采用的 “监督式自主” 控制方法,在当时的技术背景下,是一种务实且必要的选择。在机器人技术发展的早期,智能化能力受到诸多限制。一方面,人工智能技术尚处于发展阶段,机器学习算法不够成熟,计算能力也相对有限,难以实现机器人的完全自主决策 。另一方面,机器人在执行任务时,对环境的感知和理解能力较弱,面对复杂多变的太空环境,很难独立应对各种突发情况。

在太空任务中,通信延迟是一个无法忽视的问题。地球与太空之间遥远的距离,导致信号传输需要较长时间,这使得直接遥控机器人变得不切实际。如果采用完全自主的控制方式,机器人一旦在太空中操作失误,由于距离遥远,地面人员难以迅速采取有效的补救措施,可能会带来无法挽回的后果,造成巨大的损失。

“监督式自主” 控制方法则很好地解决了这些问题。由人类工程师向机器人发布命令,机器人在收到命令后进行具体的任务执行。在这个过程中,工程师就像是机器人的 “眼睛” 和 “大脑”,时刻监督着机器人的行动。一旦机器人在执行任务中出现问题,工程师可以及时通过远程遥控的方式接手,确保任务的顺利进行 。2017 年,欧洲航天局进行的那场模拟火星发电场的实验,充分展示了 “监督式自主” 控制方法的有效性。位于国际空间站上的两名宇航员,通过远程监督的方式,成功控制 Rollin' Justin 完成了对 “火星发电场” 的检查和修复,证明了这种技术路线在太空探索任务中的可行性。

(三)发展局限:科研与商业的脱节

德国早期研发的人形机器人,包括 Rollin' Justin、Toro、AILA 等,虽然在技术层面取得了一定的突破,展现出了各自独特的功能和特点,但大多停留在科研阶段,难以在商业场景中落地。这主要是因为这些机器人的设计初衷是满足科研和太空探索的需求,在研发过程中,更多地关注技术的先进性和创新性,而忽视了市场需求和商业可行性 。

从市场需求角度来看,商业领域对机器人的要求与科研领域有着很大的不同。商业应用更注重机器人的实用性、可靠性和成本效益。企业在选择使用机器人时,会考虑机器人能否帮助提高生产效率、降低成本、增加收益等因素。而德国早期的人形机器人,由于技术复杂、成本高昂,难以满足商业用户的这些需求,导致在市场上缺乏竞争力。

在成本方面,科研机器人的研发往往不计成本,追求技术的极致。例如,为了满足太空任务的高精度要求,Rollin' Justin 在零部件的制造和装配上采用了大量先进的材料和工艺,这使得它的制造成本居高不下。对于商业用户来说,这样的成本是难以承受的。而且,这些科研机器人在投入市场后,缺乏完善的售后服务体系,一旦出现故障,维修和保养的难度较大,也增加了用户的使用成本和风险 。德国早期人形机器人在科研与商业之间的脱节,限制了它们的发展和应用,直到 Neura Robotics 的出现,才逐渐打破了这一局面。

Neura Robotics:孤独赛道上的希望之星

(一)发展历程与突破

在德国机器人产业的格局中,Neura Robotics 犹如一颗冉冉升起的新星,尽管周围略显空旷,但它凭借自身的努力和创新,在人形机器人领域不断开拓进取 。2019 年,Neura Robotics 在德国这片工业底蕴深厚的土地上成立,开启了它的机器人研发之旅。起初,它与大族机器人有过一段合作经历,这段经历为其积累了宝贵的经验和资源,也让它对机器人市场有了更深入的了解 。但随后,Neura Robotics 选择了独立发展的道路,这一决策展现了它的决心和勇气,也为其未来的创新发展奠定了基础。

从发展轨迹来看,Neura Robotics 采取了一种稳健且富有前瞻性的策略,从协作机器人逐步扩展到人形机器人领域。在协作机器人方面,它推出的 MAiRA 协作机器人手臂,充分展示了其在机器人技术与人工智能融合方面的实力。MAiRA 协作机器人手臂能够在动态生产环境中执行复杂的操作,并且可以与人类工人进行安全互动 。这一成果的背后,是 Neura Robotics 对机器人在执行任务时理解和适应环境能力的深入研究和创新设计。它利用先进的传感器技术和人工智能算法,使 MAiRA 能够实时感知周围环境的变化,并做出相应的决策,从而高效、安全地完成任务。例如,在汽车制造车间中,MAiRA 可以协助工人进行零部件的装配工作,它能够准确地抓取零件,并按照预设的程序进行精确组装,大大提高了生产效率和质量。

在人形机器人领域,Neura Robotics 推出的 4NE - 1 人形机器人更是备受关注。2022 年 9 月,Neura Robotics 通过社交媒体频道分享了 4NE - 1 的首个视频,引发了广泛关注。此后,4NE - 1 不断进化和完善。2024 年 5 月,在备受瞩目的美国 AUTOMATE 2024 大会上,Neura Robotics 首次展示了 4NE - 1 的样机,向世界展示了其在人形机器人研发方面的阶段性成果 。4NE - 1 基于认知神经科学的理念设计,由 AI 驱动,这使得它具备了独特的 “认知” 能力,能够理解环境、学习新知识、做出推理决策,并适应不断变化的情境。这种创新的设计理念,让人形机器人不再仅仅是机械地执行预设任务,而是能够像人类一样,根据不同的环境和任务需求,灵活地调整自己的行为和决策。

(二)产品特色与优势

4NE - 1 人形机器人在设计上充分考虑了实用性和多功能性,具备诸多令人瞩目的特点。它的身高约为 180 厘米,体重 80 公斤,最大载重可达 15 公斤,行进速度为 3 公里 / 小时 。这样的参数设计,使得 4NE - 1 在具备一定力量和稳定性的同时,也拥有了较为灵活的移动能力,能够适应多种不同的工作场景和任务需求。其头部配备了一个用于人机交互的显示屏,这个显示屏不仅可以显示机器人的状态信息,还能够促进人机之间的互动。用户可以通过显示屏直观地了解 4NE - 1 的工作状态、任务进度等信息,同时,4NE - 1 也可以通过显示屏展示一些提示信息、操作指南等,使得人机交互更加便捷和高效。更为独特的是,这个显示屏是完全可定制的,用户可以根据自己的喜好和需求,为 4NE - 1 添加个人风格,让它更好地融入家庭或工作环境。

4NE - 1 的前臂采用了模块化可更换设计,这是其设计上的一大亮点。根据执行特定任务的需要,用户可以方便地更换前臂,以适应不同的工作场景。在进行精细的装配工作时,可以更换为具有高精度夹爪的前臂,以便更准确地抓取和操作小型零件;在进行重物搬运时,则可以更换为力量更大的前臂,以确保能够安全、稳定地搬运重物。这种模块化设计大大提高了 4NE - 1 的通用性和适应性,使其能够在不同领域发挥作用。

在功能方面,4NE - 1 展现出了强大的多任务处理能力。它可以完成从洗衣、熨烫到切割蔬菜、钣金焊接等多种日常和工业杂务 。在家庭场景中,4NE - 1 可以帮助人们完成各种家务劳动,如洗衣服、打扫卫生、浇花等,让人们从繁琐的家务中解脱出来,有更多的时间去做自己喜欢的事情。在工业领域,4NE - 1 可以参与到生产制造的各个环节,如零部件的加工、装配、检测等,提高生产效率和质量,降低人力成本。4NE - 1 还具备一定的学习能力,它能够通过不断地学习和实践,逐渐提高自己的任务执行能力和应对复杂情况的能力。随着时间的推移,它可以更好地理解用户的需求和意图,提供更加个性化、高效的服务。

4NE - 1 配备了先进的传感器,这是其实现智能感知和安全操作的关键。它拥有 3D 视觉功能,能够精准地识别物体、环境以及手势,从而更好地适应多样化的工作场景 。在进行物体抓取任务时,3D 视觉功能可以帮助 4NE - 1 快速、准确地识别物体的形状、位置和姿态,从而调整自己的动作,完成抓取任务。为了确保操作安全,4NE - 1 还配备了独特的非接触式人体检测传感器和力 - 扭矩传感器。非接触式人体检测传感器可以实时检测周围环境中是否有人存在,一旦检测到有人靠近,4NE - 1 会自动调整自己的动作,避免与人类发生碰撞;力 - 扭矩传感器则可以实时监测机器人手臂在操作过程中的受力情况,当感受到异常的力或扭矩时,会立即停止动作,以保护自身和周围的物体不受损坏。这些传感器的协同工作,使得 4NE - 1 可以在各种工业环境中与人类进行安全、高效地协作,为其在实际应用中的推广和使用提供了有力保障。

德国人形机器人发展面临的挑战

(一)传统工业的路径依赖

德国在工业机器人、机械臂等领域的深厚技术积累,虽然为人形机器人的发展提供了一定的基础,但也在一定程度上导致了人形机器人产业面临路径依赖的困境 。长期以来,德国的工业机器人以高精度、高稳定性著称,广泛应用于汽车制造、金属加工等传统工业领域。这种成功的发展模式,使得德国在机器人研发过程中,过于依赖传统的工业机器人技术和理念。在工业机器人领域,德国企业通常注重提高机器人的负载能力、重复定位精度等指标,追求大规模、标准化的生产模式 。这种思维模式在人形机器人的研发中也有所体现,导致德国人形机器人在设计上往往更侧重于满足工业生产的需求,而忽视了人形机器人在其他领域的应用潜力和独特需求。

传统工业机器人的研发和生产注重与生产线的集成,强调机器人在固定环境下的高效作业。而人形机器人需要具备更强的环境适应性、人机交互能力和灵活的任务执行能力,以满足家庭、服务等多样化场景的需求 。德国在从工业机器人向人形机器人转型的过程中,未能及时调整研发思路和技术路线,导致人形机器人的发展相对滞后。Neura Robotics 的创始人在与深圳大族机器人合作时,就深刻感受到了理念上的巨大冲突。这种冲突反映了德国传统工业机器人理念对人形机器人发展的制约,使得德国人形机器人在创新和市场拓展方面面临较大的困难。

(二)市场与成本压力

近年来,德国机器人和自动化行业面临着诸多市场与成本方面的压力,这些压力对人形机器人的发展产生了负面影响 。从市场数据来看,2024 年德国工业机器人订单下降了 16%,这一数据表明德国机器人市场正面临着严峻的挑战 。造成这一现象的原因是多方面的,全球经济形势的不稳定、能源价格上涨以及工资成本上升等因素,都对德国机器人行业产生了冲击。能源价格上涨使得企业的生产成本增加,企业在投资机器人设备时会更加谨慎;工资成本上升则使得机器人在替代人力方面的成本优势有所减弱,也影响了市场对机器人的需求 。

德国工业机器人对汽车行业的过度依赖,也加剧了市场风险 。汽车行业是德国工业机器人的主要应用领域之一,然而,近年来汽车行业面临着诸多挑战,如市场需求饱和、竞争加剧、技术变革等。2024 年,德国汽车行业在全球市场上的表现不佳,尤其是在中国市场的销量下滑明显。汽车行业的不景气直接导致了对工业机器人需求的减少,使得德国机器人企业的订单量下降 。在这种情况下,人形机器人作为一个新兴领域,要想获得市场的认可和投资,面临着更大的困难。因为在市场整体不景气的情况下,企业和投资者更倾向于保守投资,对新兴技术和产品持观望态度。

(三)国际竞争与技术创新滞后

在全球人形机器人领域迅速发展的大背景下,德国面临着来自国际市场的激烈竞争,尤其是中国和日本等国在人形机器人领域的快速崛起,给德国带来了巨大的压力 。中国在人形机器人领域发展迅速,已经形成了较为完整的产业链,并且在技术创新和市场应用方面取得了显著的成果。中国企业在机器人核心技术、人工智能算法等方面不断突破,产品性能不断提升,价格也具有较强的竞争力 。一些中国企业推出的人形机器人,不仅在国内市场受到关注,还在国际市场上崭露头角,与德国企业形成了直接的竞争。

日本在人形机器人领域同样具有深厚的技术积累和丰富的研发经验,早在 20 世纪 70 年代,日本早稻田大学就推出了世界首款全尺寸人形机器人 WABOT - 1 。此后,日本在人形机器人的研发和应用方面一直处于世界领先地位,索尼的 AIBO 机器狗、本田的 ASIMO 人形机器人等都是日本在机器人领域的经典之作 。日本企业注重机器人的人性化设计和情感交互功能,在服务机器人、娱乐机器人等领域具有较强的优势,这些优势使得日本在人形机器人市场上占据了一席之地,也对德国构成了竞争威胁。

相比之下,德国在人形机器人领域的技术创新相对滞后。虽然德国在工业机器人等领域拥有先进的技术,但在人形机器人的新兴技术应用上,如人工智能、机器学习、人机协作等方面,德国的进展较为缓慢 。在人形机器人专利占比方面,德国仅占总数的 3%,这一数据反映出德国在人形机器人技术创新方面的不足。专利数量不仅代表着一个国家或企业在技术研发方面的成果,也反映了其在市场竞争中的地位和潜力。德国在人形机器人专利占比低,意味着其在技术创新和市场竞争中处于劣势,难以在国际市场上与其他国家的企业抗衡。

未来展望:破局之路与无限可能

尽管德国人形机器人产业目前面临诸多挑战,但未来仍充满希望。德国拥有强大的工业基础、卓越的高等院校和研究机构,这为人形机器人产业的发展提供了坚实的后盾 。德国政府也已经意识到人形机器人产业的重要性,开始出台一系列政策支持该产业的发展。德国政府计划在未来几年内,投入大量资金用于人形机器人的研发和产业化,鼓励企业加大创新力度,提高技术水平 。

加强产学研合作是推动德国人形机器人产业发展的关键。企业、高校和科研机构应加强合作,整合资源,形成创新合力 。高校和科研机构可以为企业提供技术支持和人才培养,企业则可以为高校和科研机构提供实践平台和市场需求反馈。德国的一些高校已经开始设立人形机器人相关的专业和研究中心,培养了一批专业人才 。德国的一些科研机构也在积极开展人形机器人的研究,取得了一些重要成果。未来,这些高校和科研机构应与企业加强合作,加速科研成果的转化和应用,推动人形机器人产业的发展。

德国还应积极拓展国际合作,加强与其他国家在人形机器人领域的交流与合作 。在全球人形机器人市场迅速发展的背景下,国际合作可以帮助德国企业获取更多的技术和市场资源,提升其在国际市场上的竞争力。德国可以与中国、日本、美国等国家的企业和科研机构开展合作,共同研发人形机器人技术,开拓市场。通过国际合作,德国可以借鉴其他国家的先进经验和技术,加快自身人形机器人产业的发展,在全球人形机器人领域占据一席之地。

德国人形机器人产业虽然起步较早,但发展相对缓慢,面临着诸多挑战。然而,Neura Robotics 的崛起为德国人形机器人产业带来了新的希望 。随着技术的不断进步、市场需求的不断增长以及政策支持的不断加强,德国人形机器人产业有望在未来实现突破,迎来更加辉煌的发展时刻 。我们期待德国能够在人形机器人领域不断创新,取得更多的成果,为全球人形机器人产业的发展做出更大的贡献。

来源:小萱科技园地

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