謝廣明：機器人離“家家都有”還有多遠
當掃地機器人在客廳自動規(guī)劃路線，當手術(shù)機器人在無影燈下精準縫合血管，我們不禁想起比爾·蓋茨在2006年的預言：“未來每個家庭都將擁有機器人?！比缃?，這個愿景是正在成真，還是仍在遠方？
在《機器人引論：魅力無窮的機器人世界》（以下簡稱《機器人引論》）中，北京大學教授謝廣明等作者從家庭普及難題、產(chǎn)業(yè)賽道分化、智能化邊界到中國產(chǎn)業(yè)競爭力等維度，為我們展開了一幅機器人世界的全景圖。正如謝廣明教授在采訪中說道：“機器人技術(shù)的終極目標不是替代人類，而是拓展人類的能力邊界?！?/p>
從工具到伙伴
讀書周刊：比爾·蓋茨在千禧年初預言“每個家庭都將擁有機器人”，如今近20年過去了，從您長期研究的視角看，當前家庭機器人的普及程度為何沒有達到他的預期？
謝廣明：客觀來說，家庭機器人的發(fā)展呈現(xiàn)出“技術(shù)突破與市場潛力并存，但普及速度仍滯后于預言”的特點。積極地看，市場規(guī)模確實在快速擴張：從2023年的120億美元增長至2034年的620億美元，這一數(shù)據(jù)背后是龐大的市場需求。
在具體應用場景中，部分細分領(lǐng)域已實現(xiàn)較高滲透率：掃地機器人的清潔覆蓋率達到99.8%，基本解決了一般家庭地面清潔需求；廚房機器人可完成8000余種菜品，從川菜麻婆豆腐到法式舒芙蕾都能精準制作；護理機器人則能實時監(jiān)測15項生理指標，包括心率、血壓、血氧等，響應速度僅0.2秒。這些進展表明，家庭機器人已從概念走向?qū)嵱没A段。
但這些與比爾·蓋茨的預言仍存在顯著差距。這種差距既體現(xiàn)在技術(shù)層面——多數(shù)機器人仍依賴預設(shè)程序，面對復雜環(huán)境時，場景識別與動態(tài)調(diào)整能力不足，人形機器人的待機續(xù)航僅5—8小時，無法滿足全天候使用需求；也體現(xiàn)在價格層面——高端機型價格動輒數(shù)萬元，遠超普通家庭承受能力，而低價產(chǎn)品良莠不齊也讓不少消費者望而卻步。
讀書周刊：您在《機器人引論》中提到家庭機器人普及面對技術(shù)、成本、倫理等多重難題，能不能給我們具體分析這些難題到底難在哪兒？
謝廣明：《機器人引論》中專門用一章分析了家庭機器人的發(fā)展瓶頸。技術(shù)層面的核心難點在于“從工具到伙伴”的認知跨越：現(xiàn)有機器人本質(zhì)上仍是“程序執(zhí)行者”，而非“環(huán)境理解者”。有實驗室曾做過測試，讓一臺主流家庭服務(wù)機器人在有兒童玩具散落的客廳中執(zhí)行任務(wù)，其路徑規(guī)劃失敗率超過40%，這反映出當前AI算法在處理復雜環(huán)境時的局限性。
成本問題則涉及產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)。核心零部件如激光雷達、高精度傳感器、伺服電機等長期被國外品牌壟斷，以激光雷達為例，盡管成本已降至50美元以下，但高端產(chǎn)品仍需進口；AI芯片的算力需求也推高了硬件成本。此外，軟件開發(fā)的迭代成本也不容忽視，為適配不同家庭場景的個性化需求，往往需要大量數(shù)據(jù)訓練和算法優(yōu)化，這部分成本難以通過規(guī)?；a(chǎn)完全攤薄。
還有一個難題是倫理與法規(guī)的滯后性。比如，當護理機器人收集用戶生理數(shù)據(jù)時，如何界定數(shù)據(jù)使用權(quán)限？若機器人在運行中造成意外傷害，責任該由廠商、用戶還是算法提供商承擔？我將這些問題稱為“技術(shù)之外的隱性壁壘”。歐盟雖已推出《人工智能法案》要求高風險機器人配備“數(shù)字護照”，但全球范圍內(nèi)統(tǒng)一的法律框架尚未形成，這種不確定性增加了企業(yè)的合規(guī)成本和消費者的使用顧慮。
讀書周刊：您在書中提出家庭機器人需要5—10年的技術(shù)沉淀與生態(tài)完善，這一判斷基于哪些關(guān)鍵技術(shù)的突破時間？哪些技術(shù)可能成為推動普及的“爆點”？
謝廣明：這一判斷主要基于3個維度的技術(shù)演進節(jié)奏：首先是自主導航與環(huán)境理解技術(shù)，當前基于深度學習的SLAM（同步定位與地圖構(gòu)建）算法已能實現(xiàn)基礎(chǔ)導航，但要達到“理解家庭空間邏輯”的水平，還需要多模態(tài)大模型的突破。我們預計3—5年內(nèi)，融合視覺、聽覺、觸覺的多傳感器算法將顯著提升機器人的環(huán)境適應性。
其次是能源技術(shù)的革新，固態(tài)電池的商用化進程將直接決定機器人的續(xù)航能力。目前實驗室中的固態(tài)電池能量密度已達400Wh/kg，預計5—8年內(nèi)可實現(xiàn)量產(chǎn)，屆時人形機器人的續(xù)航有望提升至12—16小時，基本滿足全天候使用需求。能源技術(shù)的突破不僅關(guān)乎續(xù)航，還將影響機器人的形態(tài)設(shè)計——更輕薄的電池允許機器人實現(xiàn)更靈活的關(guān)節(jié)運動。
最后是成本控制技術(shù)，國產(chǎn)替代與開源算法將成為降本的雙引擎。我們測算，當核心零部件國產(chǎn)化率超過70%時，有一定功能的家庭機器人的整機成本有望降至1萬元以內(nèi)，這一價格區(qū)間將顯著提升普通家庭的購買意愿。
從技術(shù)壁壘到潛力賽道
讀書周刊：《機器人引論》中將工業(yè)機器人列為當今發(fā)展最成熟的領(lǐng)域，工業(yè)機器人的“成熟度”體現(xiàn)在哪些方面？
謝廣明：工業(yè)機器人的成熟度首先體現(xiàn)在長達70余年的技術(shù)積累上。從20世紀50年代的示教再現(xiàn)機器人，到如今的智能協(xié)作機器人，其技術(shù)演進經(jīng)歷了機械結(jié)構(gòu)、控制算法、傳感器技術(shù)的多輪迭代。在汽車焊裝生產(chǎn)線中，傳統(tǒng)專機設(shè)備換型需耗時數(shù)周，而采用模塊化機器人單元后，通過快速更換夾具與程序，可在48小時內(nèi)完成新車型生產(chǎn)準備，這種效率提升的背后是高度標準化的技術(shù)體系。
產(chǎn)業(yè)鏈的完整性是另一重要標志。中國工業(yè)機器人市場國產(chǎn)化率已突破45%，形成了從核心零部件到整機制造再到系統(tǒng)集成的完整產(chǎn)業(yè)鏈。此外，應用場景的深度滲透更能體現(xiàn)成熟度。工業(yè)機器人已從汽車制造拓展到電子、物流、機械加工、食品工業(yè)等多個領(lǐng)域。數(shù)據(jù)顯示，中國工業(yè)機器人密度已達470臺/萬人，超過德國和日本，這一指標充分反映了工業(yè)機器人在制造業(yè)中的普及程度。
讀書周刊：與工業(yè)領(lǐng)域相比，您特別看好農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展?jié)摿Γ瑸槭裁矗?/span>
謝廣明：農(nóng)業(yè)機器人的潛力首先源于其解決行業(yè)痛點的能力。中國農(nóng)業(yè)正面臨勞動力短缺和生產(chǎn)成本上升的雙重挑戰(zhàn)，而農(nóng)業(yè)機器人在提升效率、降低能耗方面具有顯著優(yōu)勢。預計2025年農(nóng)業(yè)機器人市場規(guī)模將突破150億元，年復合增長率達38.6%，這一增速在各應用領(lǐng)域中位居前列。
在技術(shù)應用層面，農(nóng)業(yè)機器人已實現(xiàn)多場景覆蓋：農(nóng)業(yè)無人機保有量突破25萬架，北斗導航農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)覆蓋68%的規(guī)模種植主體，這些設(shè)備可完成播種、施肥、植保等作業(yè)，作業(yè)精度較人工提升30%以上。采摘機器人則通過視覺識別和柔性抓取技術(shù)，實現(xiàn)了蘋果、草莓等水果的自動化采摘。我們現(xiàn)在經(jīng)常說的“精準農(nóng)業(yè)”，正是通過機器人搭載的傳感器、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，實現(xiàn)對作物生長環(huán)境的實時監(jiān)測和精準調(diào)控，例如根據(jù)土壤情況自動啟停灌溉系統(tǒng)，根據(jù)病蟲害預警精準噴灑農(nóng)藥。
如今，政府不僅加大對綠色農(nóng)業(yè)的扶持力度，還推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的延伸整合，為機器人應用創(chuàng)造更多場景。政策引導與市場需求的雙重驅(qū)動，使得農(nóng)業(yè)機器人成為機器人產(chǎn)業(yè)中最具成長性的細分領(lǐng)域之一。
讀書周刊：除工業(yè)和農(nóng)業(yè)外，醫(yī)療、服務(wù)、娛樂等領(lǐng)域的機器人發(fā)展呈現(xiàn)出哪些差異化特征？您對這些領(lǐng)域的未來趨勢有哪些判斷？
謝廣明：不同領(lǐng)域的機器人發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的需求導向特征。醫(yī)療機器人受老齡化和醫(yī)療資源分布不均的推動，在手術(shù)機器人和康復機器人領(lǐng)域發(fā)展迅速。以達·芬奇手術(shù)機器人為例，其機械臂可實現(xiàn)7個自由度的精準運動，手術(shù)創(chuàng)口較傳統(tǒng)手術(shù)縮小80%，但目前主要集中在大型三甲醫(yī)院，基層醫(yī)療場景的滲透率仍有待提升。我們預測，未來5—8年，小型化、低成本的醫(yī)療機器人將進入社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心，例如便攜式康復機器人可幫助中風患者進行居家康復訓練。
服務(wù)機器人的發(fā)展則與人口結(jié)構(gòu)變化密切相關(guān)。隨著老齡化加速和藍領(lǐng)勞動力短缺，服務(wù)機器人在家政服務(wù)、看護輔助、教育陪伴等場景的應用快速拓展。值得注意的是，服務(wù)機器人的技術(shù)難點在于“情感交互”與“場景適應”的平衡——既要具備一定的情感識別能力，又要能在復雜家庭環(huán)境中穩(wěn)定運行。
娛樂機器人的發(fā)展則更多依賴AI技術(shù)的突破。隨著生成式AI的進步，娛樂機器人在游戲與互動體驗領(lǐng)域的應用前景廣闊。例如，AI驅(qū)動的虛擬偶像已能實現(xiàn)與粉絲的實時互動，其表情、動作的自然度較傳統(tǒng)CG技術(shù)顯著提升。娛樂機器人的發(fā)展可能突破“工具”的定位，成為文化傳播的新載體，例如通過機器人表演傳統(tǒng)戲曲，吸引年輕群體關(guān)注傳統(tǒng)文化。
從符號處理到真正理解
讀書周刊：《機器人引論》中用“從遙控操作到自主決策”來概括機器人智能化的演進路徑，目前有了哪些實質(zhì)性突破？
謝廣明：機器人智能化的突破集中體現(xiàn)在3個維度：自主導航能力的提升、多模態(tài)交互的實現(xiàn)以及場景理解的深化。自主導航要實現(xiàn)跨空間任務(wù)規(guī)劃，這種能力源于對環(huán)境語義的理解，而非簡單的避障算法。
多模態(tài)交互的背后是“認知—決策—執(zhí)行”系統(tǒng)的升級：機器人通過視覺、聽覺、觸覺等多傳感器融合獲取環(huán)境信息，經(jīng)AI芯片實時處理后，生成相應的動作指令。
場景理解的深化則體現(xiàn)在天工機器人的動態(tài)適應能力上。其技術(shù)關(guān)鍵點在于將人類運動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可學習的模型，機器人通過不斷模仿和強化訓練，形成對不同地形的適應性。這種技術(shù)使得機器人的動態(tài)平衡能力接近人類水平，為其在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中的應用奠定了基礎(chǔ)。
讀書周刊：盡管有這些突破，現(xiàn)實機器人與《人工智能》《西部世界》等科幻作品中的形象還是存在著巨大差距。
謝廣明：這種差距的本質(zhì)在于“符號處理”與“真正理解”的區(qū)別。科幻作品中的機器人如《人工智能》中的大衛(wèi)，具備自主意識和情感體驗，能基于內(nèi)在動機作出決策；而現(xiàn)實中的機器人，即便表現(xiàn)出復雜行為，其本質(zhì)仍是對輸入信號的算法處理。以索菲亞機器人為例，盡管它能做出面部表情和簡單對話，但這些都是基于預設(shè)數(shù)據(jù)庫的響應，而非真正理解對話內(nèi)容的情感內(nèi)涵。我們和機器人說話，機器人可能表現(xiàn)得像能聽懂我們的話，但它實際上只是在按規(guī)則操作符號，并未真正理解其中的意義。
自主意識的缺失源于當前AI技術(shù)的局限性。現(xiàn)有的機器學習算法，無論是監(jiān)督式學習還是無監(jiān)督式學習，都需要大量數(shù)據(jù)訓練，且只能在特定任務(wù)范圍內(nèi)有效。要實現(xiàn)科幻中的自主意識，需要突破“通用人工智能”（AGI）的瓶頸，這不僅涉及算法創(chuàng)新，還需要對大腦認知機制的深入理解。
讀書周刊：機器人的智能化發(fā)展面臨“倫理與自主性的矛盾”，在技術(shù)發(fā)展中如何平衡創(chuàng)新與倫理的約束？
謝廣明：倫理與自主性的矛盾在醫(yī)療和軍事領(lǐng)域表現(xiàn)得尤為突出。在醫(yī)療機器人領(lǐng)域，盡管手術(shù)機器人已能完成高難度操作，但所有操作都必須由人類醫(yī)生授權(quán)，這是因為一旦出現(xiàn)醫(yī)療事故，責任界定存在爭議。
軍事領(lǐng)域的矛盾就更尖銳了。隨著戰(zhàn)爭形態(tài)向智能化、無人化演進，各國均在加速布局AI賦能的作戰(zhàn)平臺，但自主武器系統(tǒng)的倫理爭議從未停止。例如，無人機集群若具備自主目標識別和攻擊能力，可能導致無辜平民傷亡，違反國際人道主義法。
平衡創(chuàng)新與倫理約束需要構(gòu)建“技術(shù)—倫理”協(xié)同發(fā)展機制。在技術(shù)設(shè)計階段，就應嵌入倫理考量，例如為醫(yī)療機器人設(shè)置“人類否決權(quán)”，為服務(wù)機器人設(shè)置“隱私保護模式”；在應用階段，建立嚴格的倫理審查制度，如歐盟《人工智能法案》對高風險AI系統(tǒng)的評估要求；在法律層面，明確機器人開發(fā)者、使用者和監(jiān)管者的責任邊界。我在書中提出了“倫理設(shè)計前置”原則，例如要求情感陪伴機器人必須內(nèi)置“情緒閾值”模塊，防止用戶產(chǎn)生過度依賴，這種將倫理規(guī)范技術(shù)化的思路，為平衡創(chuàng)新與倫理提供了可行路徑。
從“跟跑”“并跑”到“領(lǐng)跑”
讀書周刊：目前，在全球機器人產(chǎn)業(yè)中，中國處于什么位置？
謝廣明：中國已成為全球機器人產(chǎn)業(yè)的重要增長極。中國的機器人產(chǎn)業(yè)不僅具有成本優(yōu)勢，還培育了優(yōu)必選、宇樹科技等具有國際競爭力的企業(yè)，其產(chǎn)品在全球市場與波士頓動力、特斯拉等巨頭直接競爭。據(jù)統(tǒng)計，全球73%的核心機器人企業(yè)位于亞洲，而中國獨占56%，這種垂直整合能力使中國在全球供應鏈中占據(jù)主導地位。
技術(shù)突破與成本優(yōu)勢的結(jié)合，使得中國機器人在國際市場上的競爭力日益凸顯，中國正從“機器人應用大國”向“技術(shù)創(chuàng)新強國”轉(zhuǎn)型。
讀書周刊：與國際領(lǐng)先水平相比，中國機器人產(chǎn)業(yè)在技術(shù)原創(chuàng)性、人才儲備等方面還存在短板嗎？
謝廣明：盡管中國機器人產(chǎn)業(yè)在應用層面發(fā)展迅速，但在技術(shù)原創(chuàng)性和基礎(chǔ)研究方面仍存在明顯短板。在AI大模型、機器人專用操作系統(tǒng)等核心軟件領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)仍高度依賴進口。例如，優(yōu)必選、智元機器人等企業(yè)雖推出自研模型，但在通用性和多場景適應性上與OpenAI、DeepMind的模型還存在代際差距。這種“重應用、輕基礎(chǔ)”的發(fā)展模式，可能導致中國機器人產(chǎn)業(yè)陷入“低端鎖定”——只能在中低端市場憑借成本優(yōu)勢競爭，難以在高附加值的核心技術(shù)環(huán)節(jié)形成持續(xù)競爭力。
此外，人才儲備的結(jié)構(gòu)性短缺也制約著產(chǎn)業(yè)升級。中國機器人產(chǎn)業(yè)面臨AI算法、運動控制等領(lǐng)域高端人才的嚴重不足。據(jù)教育部統(tǒng)計，2023年全國高校機器人相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生僅5.8萬人，而市場需求缺口超過20萬。這種人才缺口直接導致企業(yè)在前沿技術(shù)研發(fā)上力不從心，若不加快跨學科復合型人才的培養(yǎng)，中國機器人產(chǎn)業(yè)可能在新一輪技術(shù)革命中錯失先機。
讀書周刊：在全球產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)的背景下，中國機器人產(chǎn)業(yè)如何實現(xiàn)從“跟跑”到“并跑”甚至“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變？
謝廣明：首先是強化基礎(chǔ)研究投入，建議設(shè)立機器人基礎(chǔ)研究專項基金，重點支持AI大模型、新型傳感器、仿生材料等前沿領(lǐng)域，打破核心技術(shù)受制于人的局面。例如，在AI芯片領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)已開始研發(fā)專用機器人芯片，雖然算力與英偉達A100仍有差距，但在能效比上已接近國際水平。
其次是構(gòu)建“產(chǎn)學研用”協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)。以波士頓動力為例，其技術(shù)突破離不開麻省理工學院、卡內(nèi)基梅隆大學等高校的基礎(chǔ)研究支撐。中國可借鑒這一模式，推動北大、清華等高校與國內(nèi)頭部企業(yè)共建聯(lián)合實驗室，加速技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。
第三是完善產(chǎn)業(yè)政策支持體系。建議參考德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，將機器人產(chǎn)業(yè)納入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在稅收優(yōu)惠、人才引進、市場準入等方面給予傾斜。應建立機器人技術(shù)成熟度評價體系，引導企業(yè)從單純追求市場份額轉(zhuǎn)向注重技術(shù)創(chuàng)新質(zhì)量，避免陷入低價惡性競爭。
從技術(shù)敘事到社會思考
讀書周刊：作為機器人領(lǐng)域的專家，您在當下創(chuàng)作《機器人引論》的初衷是什么？
謝廣明：創(chuàng)作這本書的初衷，是希望搭建一座連接技術(shù)與公眾的橋梁。過去十幾年，機器人技術(shù)發(fā)展迅猛，但大眾對其認知仍停留在科幻電影或工業(yè)機器臂的層面，缺乏對技術(shù)全貌和社會影響的系統(tǒng)理解?！稒C器人引論》的核心目標，就是用通俗的語言解析機器人技術(shù)的發(fā)展邏輯，同時探討其對就業(yè)、倫理、文化等社會層面的深遠影響。
書中特別強調(diào)“技術(shù)與社會的互動”，是因為機器人技術(shù)已不再是單純的工具創(chuàng)新，而是重塑社會結(jié)構(gòu)的變革力量。比如在深圳媽灣智慧港，自動化集裝箱卡車替代司機后，港口將90%的司機培訓為遠程操控員，人均產(chǎn)值提升3倍，這正是技術(shù)與社會良性互動的典范。
讀書周刊：《機器人引論》中提到“人機共融”的理念，這與傳統(tǒng)“機器替代人”的認知有何不同？
謝廣明：“人機共融”的核心理念是將機器人視為人類的伙伴而非替代品，強調(diào)二者在能力上的互補與協(xié)同。傳統(tǒng)“機器替代人”的思維往往聚焦于機器人對重復性勞動的取代，而“人機共融”更關(guān)注如何通過機器人技術(shù)釋放人類的創(chuàng)造力。例如，當護理機器人承擔起老年人的日常照料工作，人類照護者就能將更多精力投入情感陪伴和個性化關(guān)懷上，這種分工模式能顯著提升照護質(zhì)量。
對于普通讀者，《機器人引論》的啟示主要體現(xiàn)在三個方面：對消費者而言，能更理性地看待機器人產(chǎn)品的功能邊界，避免陷入“技術(shù)萬能”的誤區(qū)；對從業(yè)者而言，可從中發(fā)現(xiàn)職業(yè)轉(zhuǎn)型的方向，例如物流從業(yè)者可向機器人運維方向發(fā)展；對社會公眾而言，能加深對機器人技術(shù)發(fā)展的全面了解并引起思考，這也是應對技術(shù)變革和社會變革的思想準備。
