近日，北京汽车集团有限公司越野车分公司相关人形机器人项目竞标结果公布，乐聚机器人在与其他五家国内头部人形机器人企业的公开竞标中脱颖而出，成功将其第100台全尺寸人形机器人交付给北汽越野车公司，在汽车工厂总装车间POC场景开始自主稳定执行搬箱等任务。
为什么乐聚能率先交付100台？“性能和成本是竞标过程中客户看重的两个关键点。”乐聚机器人CEO常琳表示。机器人大讲堂认为，在性能和成本背后，乐聚量产的核心还是标准化。这也是其能很快实现了从“发布即量产”到“批量交付”跨越的关键因素。
▍乐聚如何兼顾性能与成本
在全球范围内，Digit、乐聚、优必选是目前公布交付数量最多、应用落地最多一批的人形机器人企业。从全产业来看，批量化应用或能成为人形机器人商业化过程中一个具有特殊意义的事件。
乐聚是人形机器人早期入局者，是从小机器人起步的人形机器人企业，重心侧重人形机器人的双足运动，在人形机器人核心零部件、运控算法等方面具有很深的技术积累。其过去一年其全尺寸人形机器人在工业制造、商业服务、科研教育3大场景实现了稳定交付的突破。乐聚董事长冷晓琨将人形机器人定义为：两条腿走路、两只胳膊作业的机器人。从这个定义中，可以看到乐聚其实一直在以工程化的视角来做人形机器人。
因此我们在乐聚的交付指标中，能看到许多类似工业机器人交付时的描述。例如乐聚全尺寸人形机器人交付至一汽红旗、蔚来汽车、北汽越野车、江苏亨通等工业企业，提到作业效率已经从人工的30%提升到了50%。
更直观的是乐聚提到一个人形机器人落地ROI的概念：普通工人一年综合成本约为14万元，乐聚目前在该工厂部署的人形机器人工作效率大概是人的一半，以每日工作16个小时计算，工作两年时间，使用成本便可与人力成本齐平。未来，随着应用到工业的量逐步增长，人形机器人的成本还有望进一步下探。
在乐聚看来，工业制造是现阶段企业重点攻关的板块，而更大多数的工业场景需要考虑的是效率、成本以及安全问题，因此人形机器人在工业机器人场景的落地目标，主要是深入传统工业机器人难以应对的柔性制造、狭窄多变空间等场景，完成精细、泛化的操作。
那么对于人形机器人的需求就是高强度、高风险、高精度、高复杂度作业能力，对于人形机器人的技术要求就在于高运控性能、高集成度、强感知能力、强作业能力、强爆发力。“两高，三强”技术指标对于核心能力而言，主要集中在运动控制以及结构设计上。而这部分与传统工业机器人的产业链有着非常高的重合度。这意味着市场上能够采购到人形机器人相对成熟的大部分部件。
因此，乐聚过去数年一直强化了机器人本体方面的研发。主要针对性进行了高结构刚度、高可靠性设计，整机质量与惯量面向量产的零部件加工设计、优化了整机成本。例如夸父系列的KUAVO 3.0和KUAVO-MY就通过其发明的行走机构通过优化电机布置和采用并联空间四边形机构，已经逐渐提高了下半肢执行器位置，提升了人形机器人腿部运动效率和稳定性，简化了控制系统设计，优化了传动机构，减少了腿部惯量提升运动控制能力，进一步提升动态性能。KUAVO-MY主体更是采用了航空级铝合金材料，让其具备高强度、高精度、高耐用等性能特征，尝试仿生结构和驱动部件探索。
乐聚还发现，模块化关节占了人形机器人成本的35%，不解决这个问题很难真正产业化，为此，乐聚外采+自研了一体化关节，其开发的国内首个轻量化高反驱摆线针轮方案足式机器人关节，峰值扭矩可达300Nm以上，扭矩密度达到了200Nm/kg以上，能实现10倍抗冲击过载，充分满足机器人高动态、高爆发、高精度的需求，其还通过对关节结构和热管理模型的优化，大幅提高了电机散热效率，增强了稳定性，并延长了机器人的工作寿命。
上肢操作任务能力也是乐聚机器人近年来提升的核心。人形机器人需要能够针对大小、软硬与形状各异的物品，具备类人手抓取与操作工具抓握使用的泛化能力，为此乐聚机器人与北京通用人工智能研究院展开相关合作，并牵头深圳市重点研发项目研发计划工具与物品操作相关任务，对人形机器人夸父的手臂、关节散热、续航、传感器等硬件进行了改进，采购了国内顶尖的机器人灵巧手，使得机器人整体在作业稳定性、产品易用性等方面有了大幅提升。目前乐聚人形机器人能做到单臂负载≥5KG，操作物品种类大于10 种，同时具备面向高动态运动任务、多接触交互任务与重载搬运操作的全身协调运动控制能力。
目前，为了人形机器人可以用在工业中的“最后一公里”问题与企业实现合作，KUAVO-MY人形机器人上还搭载了高算力开发平台和多语言接口，基于全身动量控制算法，团队的Model-Based控制算法，既让机器人自主感知、理解、规划和执行任务的能力成指数提升，也让具身智能机器人全面迈向产业成为可能。乐聚目前还正与北京通院合作持续推进基于Model-Based的强化学习运动控制技术，预期该技术能持续提升复杂任务和操作模型效果。
▍乐聚的护城河与未来
落地更快或许将建立乐聚机器人的关键护城河。“一家公司如果可以在量产能力、机器寿命以及小批量交付上实现领先，再在接下来把大批量的产业化场景牢牢抓住，到那个时候不同企业之间的代差会越来越大。”常琳在接受采访时对记者表示。
为了实现量产和落地应用，2024年6月，乐聚机器人的工业人形机器人与合肥市瑶海区达成合作，共同打造人形机器人产业园。尝试重点围绕汽车工业、白色家电等场景，带动人形机器人产业链上下游伙伴，合力解决行业典型痛点难点，与蔚来汽车等生态合作伙伴单位一同，打造工业场景人形机器人通用解决方案，从而强化人形机器人的泛化通用性、提升用工安全性解决招工难题、降低用工培养成本，协同产业链上下游构建生态圈，打通全场景工业自动化“最后一公里”。
同时，自2022年落户苏州以来，2024年12月26日乐聚机器人还在苏州吴江东太湖启动了人形机器人产线，可年产200台人形机器人，预计五年内达到满产，满产后年产值达3亿元。乐聚还与苏州大学紧密合作，成立了“苏大-乐聚人形机器人协同创新研究院”和“苏大-乐聚机器人操作系统关键技术联合实验室”。乐聚机器人首席科学家是孙立宁院士，更早之前还由蔡鹤皋院士担任。
除了工业场景，商业服务是乐聚相对成熟的板块。人形机器人商业化需要真实场景千锤百炼。目前，乐聚全尺寸人形机器人已“入职”苏州市低空经济发展展示馆、青岛人工智能创新应用展示中心、中国移动智慧家庭运营中心等展厅，担任讲解员。下一步，乐聚还将携手海尔、火山引擎等生态合作伙伴，落地“人形机器人+”导购场景。此外，科研教育则是为乐聚商业化蓄势赋能的板块，主要体现在后备人才培养和技术储备，乐聚人形机器人目前在部分高校和创新中心都得到一定认可。
乐聚表示，人形机器人的终极目标，仍然是进入家庭，那将会是极具想象力的万亿蓝海市场。为此，乐聚与海尔、中国移动、海信、中国电信等企业正积极合作，以老人陪护、社交互动、日常家务等场景为切入点，探索人形机器人在家庭服务场景下的应用，以期推动人形机器人早日走进千家万户。
（文：机器人大讲堂）