人形Robot会是未来的发展方向吗？

这几年人型机器人显然成了最新赛道，也是有望带动全球经济复苏的明星产业，自然受到资金的追捧。但是如果抛去绚丽的外表和未来科技等噱头，用纯粹理性的逻辑分析则会得到完全不同的结果。

核心观点及论证逻辑：

结论：用于工作的Robot不必像人

追问：那么什么时候人类希望Robot更像自己的同类呢？

推论：Robot向人形的技术进化，终极用途就是取代异性伴侣，因此智能硅胶娃娃才是人形机器人的归宿。

正文

最早是波士顿动力，后来马斯克入场，现在引得国内科技大佬也纷纷跟进的人形机器人厂商，希望用机器人完全替代人类劳动，在不久的将来就会出现机器人管家。乍看好像未来可期，但是如果用系统工程思维进行分析，那么人形机器人是最差的技术路线。

分析对象实际上是“人-机”系统，而不是机器人个体

任何一项劳动或工作都是要靠“人机”系统完成的，这里的“人”可能是碳基的人类，硅基的机器人或金属基的自动搬运机构；“机”可能是机器设备或者是工具。更确切地说是“人-工具-机器”系统，人是操作者Operator，工具Tool是可以更换的，而机器Machine是提供核心功能的。

比如炒饭这个工作是由人操作锅子，在灶台上完成的。在这个“人-（工）具-机（器）”系统里，灶台相当于机器，提供炒饭最重要的热量；工具是炒锅和勺子，用来承装和搅拌材料；人是厨子，操作铁锅和勺子（工具），在灶台（设备）上完成炒饭的动作。这个模型适用于所有工业设备，例如机床上用的刀具，成型设备上用的模具都叫Tools。根据任务不同，工具是要经常更换的。

如果工作比较简单，那么也可以把工具理解为机器的一部分。比如普通拖把就是工具，电动拖把擦就是机器，擦地这项劳动就是由人和拖把这套“人-工具/机”系统完成的。如果用扫地机器人做清洁，那么人的作用是换水，换集尘袋，扫地机器人本身就是“机器”，这也能构成一个“人机系统”，只是人的工作量变得非常小。而提高劳动效率的关键，就是提升“人机”系统里“机”的功能。

有了这个常识就不难得出结论：用人型机器人替代人类劳动，其实是只考虑了“人机系统”里“人”的自动化替代，而忽略了系统中的“机（器）和（工）具”的改进。在系统设计时陷入了思维盲区。既然在整个系统在设计时忽略了另外一半子系统，那么最后的结果一定有重大缺陷。也就是说，用人形机器人使用人类的工具（或机器）完成一项工作，这个技术路线的阻力会非常大，成本也会非常高，结果注定失败。

是工具设计出了问题

如果用机器人替代人类劳动，就需要把“机器人”和“工具”看作一个系统，按这个思路分析下去我们会发现：人类的工具根本不适合机器人，改进空间最大的是“机”而不是“人”。

比如同样是打螺丝，机器人就喜欢下面这样

而不是这样的。在这幅图里，手，手柄和控制旋转方向的按钮都是多余的设计，都应该砍掉，让螺丝刀的电机和机器人手腕直接连接。

然而现在开发人型机器人的目标就像第二幅图：用非常复杂且昂贵的方案解决了人形机器手的问题，目标是使之适应一个符合人体工程设计的把手。而机器人天生是不需要把手的，它喜欢的是法兰盘。

下面的设计才是机器人喜欢的，符合“机器人工程学”的模块化功能组件设计。

机器人是一种人造机电系统，其最重要的组成构件就是电机和减速器，所以机器人和电机或者说转动机构超级搭。而人类设计的劳动工具绝大部分也是电机驱动的，只不过为了便于人手使用，通常需要加装手柄和按钮。因此用机器人使用电动工具，人体工程设计反而成了累赘。

如果使用机器人操作工具完成人类劳动，这种“人机”系统里机器/工具部分的电机的转动功能完全可以由机器人实现。如此一来，所有的家用电器都可以不用电机，而是通过不同的接口与机器人相连接。这样，“人（Robot）”和“机”都得到优化

工具变得更简化更便宜

大量工具将不再需要配备电机，只需要一个机械结构适配器与机器人连接。例如自动打蛋器，榨汁机，和面机，吸尘器等家用电器都需要电机驱动。如果这些电器全部由机器人操作，那么机器人完全可以使用它前端小臂上自带的电机驱动这些小家电。另外，由于不需要设计便于人类握持的把手，家电产品也变得更加简单。

机器人形态无需大改

目前双机或多机配合的内装扭矩传感器的Cobot已经开始广泛应用在工厂车间，下图这种由多个机械臂操作工具完成任务的机器人工作站已经比较成熟，完全可以胜任具有相似性的，目标明确的任务。多模态AI的技术发展让这种机器人更容易识别任务，也就是说不需要编程或者只需要少量编程。

用这种形式的机器人替代流水线上的工人是行得通的，但是如果装配过程比较复杂，或者装配空间非常小，那么对机械臂的灵活度要求就更高，机器人系统的成本也就更高。这也是马斯克和小米希望开发通用人形机器人彻底取代工人的初衷。

但是，如果按照DFMA（Design For Manufacturing & Assembly）的理论，改进产品设计才是成效最大的。

下面是我的一个企业讲座课件截图：根据装配方式的不同，在产品零件设计时就要有相应的考虑。比如如果是手工装配，那么零件就应该设计得便于抓取，尽量避免过小，过滑，过于锋利，过于柔软... ...IBM可以说是DFA设计的鼻祖，80年代IBM的打印机市场面临日本厂家的挑战，为了在工人高工资高福利的前提下降低生产成本，IBM极大地优化的打印机的零部件设计，装配人员不需要借助任何辅助工具，在3分半钟之内就可以悠闲地完成一台打印机的装配。《中国制造的“内卷”精神值得鼓励吗？》这篇文章里我引用过IBM手工装配的视频，感兴趣的读者可以移步观看。

如果是采用自动化设备装配，那么应该尽量简化动作，让机器沿上下运动就可以装配零件。例如给零件增加弹性结构并设计卡槽，而不需要螺丝等紧固件辅助固定。

最早利用DFA理论设计出全自动装配线的是Swatch手表，视频如下。如果只是靠机器是无法实现手表装配的，必须针对自动化设备的运动特点，重新设计零件和装配工序。

工业机器人比自动化装配专机有更大的自由度，能够完成更复杂的装配动作。尽管灵活程度还不如人手，但是只要把动作拆分得足够细，零件便于夹持，尺寸的一致性足够好，那么机器人基本上可以胜任所有工作。所以现在的工业零件设计和工艺编排都要充分考虑替机器人着想。

国外教材里有这样一个关于工程师的“寓言”：工程师设计的零件和工艺步骤应该尽量降低对操作人员的要求。只要设计足够好，哪怕是残疾人也能胜任这份工作。在你的工厂里有一位叫劳勃的员工，他动作迟缓，笨拙，眼神也不好，几乎是盲人；脑子也不太灵光，不懂得变通，零件装错了也不知道汇报；而且还只有一只胳膊。而这个劳勃就是Robot，你的设计就是要让这些视力，智力和协调力都有缺陷的人能够顺利完成任务。

与工业机器人相似，家用机器人是一个多用途，多目标的“工作站”，机器人会携带家用电器和工具，前往相应的地点，组成临时工作站并完成任务。因此家用工具和家庭工作的方法也应该重新设计以便机器人执行。可见工作机器人的基本形态并不需要做多大的改变，为了完成更加复杂的任务，下图这种三头六臂，带有不同功能模块的机器人应该更受欢迎。

不管是工作还是打仗，人体的结构都有诸多先天缺陷。比如让机器人上战场代替人类充当炮灰，那么机器人显然不如机器狗容易隐蔽，也不如无人机灵活度高。再比如人类的大长腿导致搬重物时做功过多，腰肌受力过大，不如变成轮子，降低重心。如果让机器人完成工作，那么人体结构根本就不是一个好的参考对象。

所以回到我们最初的问题：机器人何必要像人类？

附加功能模块

为了让工业机器人胜任更多的工作，多种多样的功能模块被开发出来。比如用来抓取零件的卡爪，真空吸盘，焊钳，电主轴等等。

如果是家用机器人，那么同样会产生一个极其庞大的周边产品市场。比如给机器人增加一个等离子或激光发射器模块，这样机器人既可以直接烤肉又能修家里面的水管；加一个高压水枪阀，既可以当水刀切菜，减小水压就可以刷碗，擦玻璃等等。

所以，如果让机器人当管家，那么不但做家务的工具要重新设计，就连干活的方法也会发生改变。机器人服务员进入家庭绝不是开发一个功能像人的机器，而是涉及到“人-机-料-法-环”的系统工程，其中“人-机-法”是核心。

这样的产业生态能养活一大批中小企业，也更适合中小企业的创新模式。而人型机器人也就是头部的几个大企业有实力玩一玩，不利于产业生态的成长。最重要的是工业机器人民用化的路线很可能短期落地，因为现有工业机器人技术是成熟的，多模态AI已经突破技术瓶颈，所以家用智能机器人真实应用场景也呼之欲出。

只有当一个新的产业生态出现或者旧产业生态变革时，产业革命才真正开始，生活方式和社会结构也会随之改变。比如计算机的普及，计算机在上世纪50-70年代都是一种高附加值的“工业设备”，就像现在的工业机器人。个人电脑PC的普及是从80年代才开始的，随后围绕PC产业的硬件软件生态开始爆发式成长，一直持续到现在。同样的，工业机器人家庭化的大爆发也只差一步之遥了。

从技术投资的角度看，即便未来人型机器人的技术难点全部突破，而且实现了零部件标准化和量产，其成本也远远高于“基于现有工业机器人技术的专用机器人”。

这种AMR-Cobot的方案显然有很大的机会用在家庭服务，比如在扫地机器人上面加一个或多个Cobot机械臂就能完成很多家务活了，再配套卖其他功能部件，妥妥的“芭比娃娃”商业模型。（客户买了一个芭比娃娃就会不断地添置衣服，鞋子，家具，房子等周边产品）

想象力盲区导致技术误判

这些科技大佬和投行之所以做出错误的技术发展研判，是集体陷入了思维盲区。现代的家居设备是非常齐全的，与我们的生活朝夕相伴，也会很自然地想象如果有一个机器人管家可以做所有的家务就可以完全解脱了。正因为真实生活中没有机器人管家，也就想象不出机器人管家使用人类的工具时会有多么的不方便，也就自然不会想到改进工具，让机器人管家更方便操作。这时就会产生一个“技术路线执念”，即开发一个和人一模一样的通用型机器，代替所有的人类劳动。这就是“想象力盲区”。

假设你是个18世纪的意大利贵族，那时候喝Espresso已经很普遍只是麻烦，需要研磨，压实，蒸馏萃取或者加压等等，工艺很是繁琐。这时，你想面向欧洲贵族市场，开发一个类似绿野仙踪里铁皮人的通用型机器人大厨，可以全自动冲调咖啡。你之所以对这项技术很有把握，是因为你在巴黎世博会上见过这样一个会写字的机器人。

结果可想而知，全自动咖啡机，料理机的解决方案在接下来的2个世纪快速成熟并普及，形成完整的产业生态。而你的机器人管家大厨到现在还只能步履蹒跚地走路，可能还要等一个世纪才能像人一样适用于绝大多数人类的工作。因为当时的你没见过什么自动化机器，想象力进入盲区，能幻想到的未来是一个能完成诸如洗衣，劈柴，喂马，驾驶马车等复杂工作的机械人，但实际的未来完全是另一番场景。错误的本质也是只看到了“人”，而忽略了“人机系统”。

想象力盲区容易导致“想当然”，而真理都是反直觉的，需要结合严密的逻辑推理，才能得出准确率较高的答案。想象力和认知正相关，18世纪的欧洲贵族可能已经在巴黎世博会上见过很多由钟表匠制作的自动化机械人，所以他能想到的未来就是这种上了发条的机械人为人类服务。

碳基机器人仍然不需要人形

目前就连马斯克也陷入了“未来机器人想象力盲区”，谁规定了机器人一定是硅基和金属基的？为什么不能是血肉之躯？比如利用脑机接口，让猴子理解人类的命令，代替人类劳动。不也是一个合理方案吗？

目前克隆技术已经非常成熟，克隆人受道德约束，但“奴役”动物这件事人类已经干了好几万年。所以如果脑机接口技术成功了，那么指导动物完成复杂任务就不在话下了。但是给克隆人或者植物人的脑部植入芯片，由芯片通过大脑和小脑操控人的肢体动作，开发“碳基机器人”的行为，是绝对不被允许也无法接受的。

人形“碳基机器人”既不能用，也不好用。假设你是19世纪的科学怪人，可以把尸体的各个器官七拼八凑缝合起来，再通电使其复活。如果用这种方法设计一个人造人管家，这个管家最合适的形态又会是什么样子的呢？很可能是把多个胳膊缝在一起，这样干活就更有效率了。即便采用克隆人和脑机接口的技术路线，那么为什么不干脆克隆一个有多个手臂的“章鱼人”呢？

总之，“像人一样”并不是一个有意义的设计目标。所以在工作场景中，人形机器人是没有前途的。

人形机器人最终的应用场景是异性伴侣

做饭一定要人类吗？整理家务一定要人类吗？工厂打螺丝一定要人类吗？把所有这些问题问下来，好像只有娱乐活动需要人与人之间的互动，需要人形Robot。

人形机器人存在的唯一意义就是为了取悦于人类，让人类甲方从人类乙方身上获得满足感的成本降低。除了机器人小姐和牛郎之外，还可以是机器人演员，机器人临终关怀护士，机器人牧师等。与生命相关的慰藉，不管肉体还是精神上的，人类总会更倾向于从同类获得。

在人型机器人赛道，最值得投资的就是那些能让机器人更像人类的（有助于消除“恐怖谷”）技术。比如表情控制技术。机器人的表情接近人却又不完全像，这就会掉入“恐怖谷”，似像非像之间的表情才最可怕。所以投资面部表情控制系统的初创企业比那种做自动人手的公司更有前途得多。

通过虚拟现实技术可以消除机器人表情和动作的“恐怖谷”。现在的人型机器人的动作也不太流畅，如果机器人女友跳舞像个僵尸自然会让你兴致全无。和一个表情僵化，动作不协调的机器人女友约会，你会严重怀疑约会对象是不是被僵尸咬了。这时带上AR/VR头盔，让摄像头捕捉机器人的动作和表情，并将补偿优化后的影像投入到你的视网膜，真正做到“情人眼里出西施”，哪怕你的对象是“丧尸”。

再有一个值得投资的赛道是拟人触觉系统。正确的触觉反馈能让机器人更像人，而人的触觉系统是极其敏感的，可以分辨出不同质地的细微差别。简而言之就是让机器人伴侣的手感更好的技术。

结论

对“人形机器人”本质上的需求是“上得厅堂，进得卧房”；对于“下得厨房”这种下人做的事情，人形机器人反而没有任何优势。投资未来科技时，切忌陷入“想象力盲区”。