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麦肯锡发布报告指出人形机器人四项技术门槛决定规模化进程

供稿人:薛逸飞供稿时间:2025-12-01 10:56:05关键词:人形机器人,类人机器人,具身智能

麦肯锡20251015日发布报告《人形机器人:跨越从概念到商业现实的鸿沟(Humanoid robots: Crossing the chasm from concept to commercial reality)》指出人形机器人正从试点验证迈向商业化部署,但需同时跨越四项关键门槛:一是可认证的安全协作体系(fenceless safety);②更长的持续运行时间(sustained uptime);③更高的灵巧度与机动性(dexterity & mobility);④大幅降本(radical cost reduction)。报告强调,只有四项同时达标,才能真正跨越“鸿沟”。

一、类人机器人具有较高商业潜力

作为一种具有“人形 (human-form factor)”的机器人,类人机器人相比传统工业机器人具有天然优势:它们能够进入和使用目前为人类设计的空间与工具 — 比如楼梯、狭窄通道、手工具、标准工作台等,这意味着企业不需要为引入机器人专门重构环境或生产线,从而降低部署门槛。

同时,在当前部分行业(如物流、检查、工业巡检、建筑等)面临劳动力短缺、人员老龄化、劳动密集与用工成本上升的背景下,类人机器人如果能够稳定、安全、经济地部署,将可能成为“灵活 + 可替代 + 高适应性 + 长时间作业 + 对人友好”的自动化解决方案。

此外,随着embodied AI”(具身智能,即 AI + 机器人物理平台)的进步,类人机器人正越来越被视为 “下一代工作伙伴 (robotic coworkers)”,兼具物理劳动能力与智能决策 /环境感知能力。

二、必须跨越的四项技术门槛

报告指出,要实现类人机器人真正从实验示范走向规模部署的阶段,必须跨越以下四大门槛:

1、可认证的安全协作体系(fenceless safety

现有国际标准(如ISO 10218ISO/TS 15066)主要针对机械臂及协作机器人,未充分覆盖可在非结构化环境中活动的人形机器人;面向人形的ISO 25785-1仍在制定中。未来需要形成“多层安全架构”:视觉/触觉/接近传感与限力驱动、冗余的实时运动规划、顺从性肢体与摔倒恢复能力,并建立可审查的认证路径与统一测试方法。没有明确合规路径与认证,就难以离开围栏或半隔离区域实现与人并行作业。

2、持续运行时间(sustained uptime

当前多数人形机器人机型的单次续航仅2-4小时,无法覆盖现实中8-12小时的运行班次需求,这一点是扩大量产使用的主障碍。报告指出,两条较为现实的路径是:可快速更换的电池包,或在人形机器人轮班休息时段实现快速补能;同时通过更高效传动、轻量化、合适的算力感知配置与更好的热设计提升能效与稳定性。

3、灵巧度与机动性(dexterity & mobility

与人手约20-27的自由度相比,多数机器人手在有效自由度、力密度与控制带宽上仍明显不足;在动态环境中的闭环操作、“传感-运动”一体化与模仿和强化学习的泛化能力也存在显著差距。

人形机器人的前进需要高性能致动器、更密集的多模态触觉“皮肤”、优化运动学设计,以及基于具身数据的大模型与更高效的学习范式。报告指出,短期内,人形机器人大概率仍仅适用于重复、低复杂度、环境可预测等的任务场景。

4、大幅降本(radical cost reduction

原型机物料成本常见区间约15万–50万美元,其中致动/关节系统贡献约40%60%,感知与计算约10%20%,结构件约10%15%等。报告认为,要进入主流行业竞争,人形机器人单机价格需降至约2万–5万美元。

报告给出的实现路径包括:按任务“适配化”架构,以避免过度堆料,关节模组采用“系统级集成”,减少线束与部件数,平台标准化与分层供应生态,采纳热插拔关节及肢体、快速换电等可维护性设计,以及从“研究级”向“部署级”感知计算栈迁移等。

三、当前现状与产业态势

根据McKinsey的观察,全球已有数十家公司投入类人机器人研发,少数公司已开始在物流、检查、工业环境进行试点或小范围应用。 然而,从整体来看,类人机器人距离 “大规模商用 + 主流部署” 仍有显著差距,特别是在安全、灵巧性、稳定性、法律、合规和责任体系等多个维度。不过,报告也指出在特定行业,人形机器人如果能够解决劳动力短缺、老龄化与生产率停滞等结构性问题,其潜在价值和推动力度会非常大。

报告也指出,中国目前的人形机器人市场发展速度与规模都具备一定优势。政策引导与灵活供应链驱动,在工信部2024年路线图和道2025年形成“全栈人形机器人生态”的目标指导下,中国通过统一人形机器人尺寸、安全基线与示范应用加速落地。供应链侧的本土化与协同创新,叠加场景侧的大型物流供应链制造试点,使中国进一步巩固优势。


1 按地区和商业阶段划分的各地区人形机器人代表性公司及数量统计

资料来源:麦肯锡,上海图书馆(上海科学技术情报研究所)编译

美国更偏向“平台化+垂直整合”,强调对核心软硬件与具身数据闭环的控制,力图在通用机器人平台上迭代能力与规模。欧洲目前的发展仍以强调安全与可信性为主,其以组件供应能力与清晰的监管体系见长(如欧盟AI法案、机械法规时间表),强调安全合规与人机交互信任,推进“可认证、可审计”的部署路径。报告也指出,除中国外,其他亚洲国家的垂直整合或供应商依赖程度通常取决于资金供应情况和当地工业能力。日本和韩国的一些参与者强调高性能机电一体化(机电结合工程);其他区域主要追求“利基应用(niche applications”。

四、行动建议指导

报告最后分别对人形机器人的原始设备制造商(Original Equipment ManufacturerOEM,对致动器、传感、安全、算力及集成等核心制造环节的供应商,对工业、物流、医疗、零售等各领域的应用方以及投资方等四类利益相关者给出了行动建议指导。

1、对人形机器人OEMs

锁定未来3-5年可商用的明确任务节点,并形成涵盖“标准-测试-认证”等流程的安全路线图;以“任务适配+关节模组化+平台标准化”为核心推进进一步的降本路线;基于换电、快充或系统级热管理等方式,明确续航达标的具体路径;进一步完善具身数据采集、训练与所有权机制,让“数据-性能-数据”收集形成良性循环。

2、对核心供应商

在专用部件供应商与联合开发伙伴之间确定自身定位;将产品对齐全球标准与认证路径;以质量、寿命、服务与跨代降本能力建立差异化,与OEM共建学习曲线。

3、对应用方

在搬运、巡检、补货等各流程中优先选择投资回报率较高的工序推进应用;提前建立全流程的协作的合规、责任与变革管理方案;规划与安全基础设施的系统集成,评估各类商业模式的可行性。

4、对投资者

“四项技术门槛”的硬指标作为尽调锚点,同时关注数据与应用生态的闭环,基于对区域监管体系、责任划分及地缘供应链等各类风险的充分评估审慎投资。 

McKinsey此篇报告指出,人形机器人不再是未来遥远的科幻设想,而是一种潜在可落地、可扩展、与现实空间高度兼容的“物理AI +工业服务自动化”的基础设施。但要从实验室迈到现实世界的大规模部署,还需要产业、技术、政策与资本多方合力,跨越安全、稳定、灵巧与成本等四项门槛。  

参考文献:

[1] McKinsey. Humanoid robots: Crossing the chasm from concept to commercial reality[EB/OL]. (2025-10-15)[2025-11-26]. https://www.mckinsey.com/industries/industrials-and-electronics/our-insights/humanoid-robots-crossing-the-chasm-from-concept-to-commercial-reality#/.

[2] McKinsey. Humanoid robots: Crossing the chasm from concept to commercial reality[EB/OL]. (2025-10-17)[2025-11-26].

https://www.mckinsey.com/industries/engineering-construction-and-building-materials/our-insights/humanoid-robots-in-the-construction-industry-a-future-vision.