在近日举办的2023世界机器人大会上，兼具趣味性与科技感的仿生机器人形态各异，吸引不少受众关注并参与互动。例如，仿生机器猫伴随着抚摸开始摇尾巴、伸懒腰、打呼噜；仿生机器人可以像人类一样行走交互，并呈现出喜怒哀乐的情绪……
仿生机器人是指模仿生物、从事生物特点工作的机器人，可分为人形机器人、四足机器人和科研探索型机器人。在相关政策支持下，仿生机器人正走入日常生产生活，将在展示讲解、导游导览、老人陪护、智能巡检等领域发挥重要作用。以下，enjoy：
人形机器人：未来20年产业大趋势确立
9月14日，工信部组织开展2023年未来产业创新任务揭榜挂帅工作，人形机器人即是四个重点方向之一。
人形机器人最基本的特征是具有人类的外形特征和行动能力，一般包含以下三个部分：
感知模块：机器人的“五感”，主要包括视觉和触觉两方面。其中，视觉主要依靠雷达、摄像头等多方式融合路线，以躲避障碍、规划路线；触觉主要通过传感器判断物体的重量和特性，以更好控制行动。
运控模块：机器人的“身体”，需要保持平衡并根据指令行走跳跃奔跑、运用手部抓取物体等。关键在于关节控制角度、力、速度等运动状态的灵敏度，以及承压能力，对减速器负载和电机响应速度要求较高。
决策模块：机器人的“大脑”，核心是通过芯片与算法实现智能决策规划，并根据感知和运控模块的反馈实时调整；同时可利用AI大模型不断训练和迭代算法。
由于日常生产生活的环境主要为人类而定制，如门的高度、操作台的使用习惯等，人形机器人相对容易适应人类社会的各类场景。因此，人形机器人整体有着较高的潜力和需求。但目前来看，人形机器人产业硬件、软件均存在一定难点。
硬件方面，需要加强灵敏度和承压能力的协调，使得关节更好地匹配运动规划，实现灵巧、精细、可靠的操作；软件方面，需要不断对算法进行训练与迭代，以实现精准、实时规划。
技术的进步正积极助力产业克服上述难点。例如，人形机器人硬件供应链与汽车供应链部分重合，通过共用汽车供应链，人形机器人部分高壁垒零部件可实现大规模量产，有望大幅降低制造成本；此外，大模型的发展也将为人形机器人带来更强的决策能力。
近两年来，全球人形机器人市场研发及投入大增，人形机器人未来20年产业大趋势确立。根据东吴证券测算，全球2025年人形机器人将初步实现商业化，销量3万台左右，2030年各主要领域对应存量需求230万台，新增需求超100万台，2035年销量有望突破1000万台。
四足机器人：应用场景广泛，成本难题有待突破
四足机器人是指有四条腿的机器人，原型通常是狗、猫或马等四足生物，主要零部件组成和人形机器人相似。
相比于双足机器人，四足机器人重心较低，通常比较稳定，步态也更为丰富；相比于轮式或履带式机器人，四足机器人在运动灵活性、环境适应性方面优势显著。
具体来看，四足机器人具备离散落脚点、多自由度多肢体运动两大特征：
离散落脚点能够帮助四足机器人适应复杂多变的地形和路况、跨越障碍物和沟壑，并具有较小的地面支撑压力。
多自由度多肢体运动使四足机器人能够主动调节身体高度、主动隔振确保稳定、利用腿足操作物体等。
以上优势为四足机器人开拓了广泛的潜在应用场景，包括应急救援、家庭陪护、导盲助行、园区巡检、物流配送等领域。但目前四足机器人发展还不够完善，主要应用场景仍局限在以下三类：野外环境下的运输工具、危险环境下的侦查工具、服务型四足机器人。
随着智能控制、增材制造、电池续航等技术不断突破，四足机器人也将逐步向智能化、功能多样化、人机交互等方向持续进化，推动成本降低实现商业化应用。目前，国内部分企业正积极布局四足机器人领域，助力传统行业实现提质增效。
联想集团旗下联想研究院上海分院推出的联想晨星四足机器人Q1，是专门为复杂环境下智能巡检而生的一款四足机器人，其具备全地形适应能力，可巡检点位较传统轮式机器人上升30%以上，能够满足复杂应用场景中对多变环境和更丰富应用模块的需要。
晨星机器人基于联想集团行业领先的智能边缘计算技术，以及混合现实和计算机视觉技术打造而成，特点在于“手眼脚脑一体、端边云网智融合”，其采用的3D相机、计算单元等硬件设备，以及3D重建、运动规划、自然示教、人机协同等智能化技术，全部由联想集团自主研发。
据介绍，晨星机器人目前已经可以应用到包括装配流水线、喷涂车间、电力巡检作业、核电站等场景在内的各种特殊、极端的工作场景中，在提升生产效率的同时降低人工作业风险。
例如，基于真实变电站业务场景，晨星机器人在线巡检系统具备设备自主巡检、巡检信息总览、巡检点位信息配置、巡检线路及任务规划管理、巡检信息实时监控、巡检报告生成等功能，每月至少可节省8小时巡检工作时间。
科研探索型机器人：上天入海，类型多元
除了人类与四足动物之外，科学家和工程师们不断向更多自然生物学习，并将蜻蜓、章鱼、蜈蚣等生物的特点“移植”到机器人身上，使其完成探路、潜水、飞行等任务，由此形成了繁荣多元的科研探索型机器人家族。
根据工作环境，科研探索型机器人可分为以下三类：
陆上仿生机器人问世最早、应用最广，包括上文提到的双足/四足机器人，以及爬行类机器人、跳跃式机器人等。2023年5月，新一期美国《科学》杂志首次披露美国佐治亚理工学院科研人员研发的多足机器人，该多足机器人灵感来自蜈蚣。蜈蚣以其摇摆不定的步态而闻名，它们有几十到几百条腿，可以穿越草地、石头等各种复杂地形。而模仿这一特性的多足机器人也可以在崎岖不平的地形上移动，未来有望在农业、搜救及太空探索等领域应用。
空中仿生机器人主要模拟昆虫、飞鸟等飞行生物的形态，并具备体积小、运动灵活等特点，可以执行空中侦察等任务，主要包括扑翼型机械蜻蜓、机械苍蝇等。
水下仿生机器人主要模仿鱼类等水生生物的游动，如利用电机驱动机械系统模拟鱼尾部流线型平滑摆尾，以执行水下排爆、侦察等任务，包括仿生蝠鲼、仿生水母等。
由于对生物机理认识有限，仿生结构、仿生材料等尚不完善，现有仿生机器人的功能特性与真实生物仍有较大差距。但是，在向大自然这位最好的造物师学习的过程中，我们将会逐步加深对生物机理的认识，并持续突破已有理论技术与材料，助力仿生机器人向智能化、柔性化、仿生材料与驱动一体化及神经精细控制方向发展，从而在现实世界发挥更大的价值。