人形机器人的赛道，打得火热，各家纷纷四周吸金，撸起袖子准备大干一场。
在科技企业还在筹备弹药之际，国家队中国科学院自动化研究所带来了一颗重磅的深水炸弹，这可能会改变人形机器人从设计到生产的模式，从而根据使用场景的变化，快速设计并制造出最匹配的人形机器人。
根据《科技日报》报道，中国科学院自动化研究所乔红院士团队成功研制出人形机器人设计组装“大工厂”，可以快速设计构建人形机器人硬件和软件系统，目前已设计出多台人形机器人样机，初步实现了面向不同场景的技术验证。
放弃海外永久职位，回国贡献巾帼力量
本次科研成果来自中国科学院自动化研究所乔红院士团队，乔红院士于2021年当选中国科学院信息技术科学部院士，今年1月，乔红院士担任北京人形机器人创新中心专家委员会主任。
乔红院士出身于书生世家，爸爸妈妈是西安交通大学教授，这也是乔红院士的母校。1989年，乔红研究生毕业于西安交通大学计算机科学与技术专业，随后赴英留学，并在2002年获得英国曼切斯特大学永久教职、博士生导师。
彼时乔红的学术成就在海外以崭露头角，她早期提出了机器人操作中的“环境吸引域”方法，被国际期刊报道为“乔的概念”。在她的眼中，机器人未来发展的一个重要趋势是越来越接近生物，不再是冰冷的机器，而是有包括认知、情绪、逻辑、动作在内的一系列类人化的特征。
一次采访中，乔红院士提到，在自己的国土做出成绩，心里更有踏实感和满足感。“我们国家正处于发展壮大的关键历史时期。学有所成后报效祖国，是一个中国人的责任，也是一种荣幸。”
乔红的研究方向是机器人与神经科学的交叉融合，带领团队长期从事机器人“手—眼—脑”的研究，也就是机械手的控制、机器人视觉以及类脑人工智能。
乔红院士曾说过：“帮助解决产业瓶颈，正是支持我前进的动力。”，面对具身智能的浪潮，她与她的团队势必要在这场人工智能的大革命中，提高我国机器人的综合实力，让我们的机器人走在最世界前沿。
“大工厂”内快速设计+构建，人形机器人制造会变得像“拼积木”吗？
“大工厂”最惊艳之处，莫过于充分融合智能、机构、部件、控制和决策等单元技术，快速生成各类人形机器人系统，为人形机器人自生产、自构建、自进化打下基础。
人形机器人设计组装“大工厂”基于“环境吸引域”高精度作业和类脑智能机器人理论等原始创新积累，自主突破了高爆发一体化关节、AI赋能设计、机器人大模型、类人柔顺控制等核心技术。
这就像是一个装满了机器人制造知识及原理的大模型，只需要告诉大模型，你希望得到一个怎样的人形机器人，他便会根据你的需求和使用场景，生成出最佳的设计制造方案。同时在接收海量反馈数据支撑下，“大工厂”会不断为机器人优化。
在“大工厂”的机器人系统中，融入了紫东太初多模态大模型，该大模型由中科院自主研制，2023年6月16日在人工智能框架生态峰会上正式发布。2.0版本的紫东太初多模态大模型早语音、图像和文本三模态的基础上，加入视频、信号、3D点云等模态数据，具备全模态理解能力、生成能力和关联能力。
人形机器人使用中的重大难点之一，是面对复杂地形和抗未知干扰。有了AI赋能的“大工厂”可基于人类肌肉骨骼机理，实现批量化机器人鲁棒控制，从而设计出高柔顺、高精度运动的人形机器人。
首批产品“Q Family”亮相
2024年2月24日，中国科学院自动化研究所官微发布一段视频，由中国科学院自动化研究所人形机器人攻关团队研制的谱系化人形机器人Q系列正式亮相！
Q1仿生高动态机器人，采用的是仿鸵鸟低惯量结构设计，实现了机器人全身姿态准确跟踪与平衡控制。在视频中，机器人可以从容地进行射箭、倒水、手机充电等对精准度要求高的动作。
Q2多地形适应机器人，实现了室内外各种复杂地形的自适应与稳定运动。该机器人采用的是“有限元分析+拓扑优化”设计，通过观测器内核裁剪实现高实时控制，机器人在面对非常规地形时仍能保持原有运动状态。
Q3高爆发运动机器人，实现批量化机器人鲁棒控制与不同环境适应能力。Q3机器人采用了功能结构与支撑结构解耦安全设计，通过知识工程与AI融合高精度建模，针对农田作业、野外巡逻等室外场景应用需求训练开发。
Q4类脑智能机器人，致力于揭示高等动物大脑、身体构造、运行机制，并用机器人复现高等动物的智能行为，是一台“科普机器人”。Q4从神经环路到肌肉激活，模拟人的机制、结构和功能，实现了冗余、耦合系统的高柔顺、高进度运动。
Q5高并发推理机器人，是一个第一视角的机器人具身智能体，拓展了紫东太初多模态大模型物理空间执行能力。机器人从大脑、小脑、中枢等原理模仿人类，使其具备人类的智力、行动和协同能力，为智慧工厂作业、家庭生活服务提供重要支撑。