當掃地機器人在客廳自動規劃路線，當手術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。”如今，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、產業賽道分化、智能化邊界到中國產業競爭力等維度，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：“機器人技術的終極目標不是替代人類，而是拓展人類的能力邊界。”

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，家庭機器人的發展呈現出“技術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，這一數據背后是龐大的市場需求。

在具體應用場景中，部分細分領域已實現較高滲透率：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實用化階段。

但這些與比爾·蓋茨的預言仍存在顯著差距。這種差距既體現在技術層面——多數機器人仍依賴預設程序，面對復雜環境時，場景識別與動態調整能力不足，人形機器人的待機續航僅5—8小時，無法滿足全天候使用需求；也體現在價格層面——高端機型價格動輒數萬元，遠超普通家庭承受能力，而低價產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、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展瓶頸。技術層面的核心難點在于“從工具到伙伴”的認知跨越：現有機器人本質上仍是“程序執行者”，而非“環境理解者”。有實驗室曾做過測試，讓一臺主流家庭服務機器人在有兒童玩具散落的客廳中執行任務，其路徑規劃失敗率超過40%，這反映出當前AI算法在處理復雜環境時的局限性。

成本問題則涉及產業鏈的各個環節。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，往往需要大量數據訓練和算法優化，這部分成本難以通過規模化生產完全攤薄。

還有一個難題是倫理與法規的滯后性。比如，當護理機器人收集用戶生理數據時，如何界定數據使用權限？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“數字護照”，但全球范圍內統一的法律框架尚未形成，這種不確定性增加了企業的合規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年的技術沉淀與生態完善，這一判斷基于哪些關鍵技術的突破時間？哪些技術可能成為推動普及的“爆點”？

謝廣明：這一判斷主要基于3個維度的技術演進節奏：首先是自主導航與環境理解技術，當前基于深度學習的SLAM（同步定位與地圖構建）算法已能實現基礎導航，但要達到“理解家庭空間邏輯”的水平，還需要多模態大模型的突破。我們預計3—5年內，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境適應性。

其次是能源技術的革新，固態電池的商用化進程將直接決定機器人的續航能力。目前實驗室中的固態電池能量密度已達400Wh/kg，預計5—8年內可實現量產，屆時人形機器人的續航有望提升至12—16小時，基本滿足全天候使用需求。能源技術的突破不僅關乎續航，還將影響機器人的形態設計——更輕薄的電池允許機器人實現更靈活的關節運動。

最后是成本控制技術，國產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，這一價格區間將顯著提升普通家庭的購買意愿。

從技術壁壘到潛力賽道

讀書周刊：《機器人引論》中將工業機器人列為當今發展最成熟的領域，工業機器人的“成熟度”體現在哪些方面？

謝廣明：工業機器人的成熟度首先體現在長達70余年的技術積累上。從20世紀50年代的示教再現機器人，到如今的智能協作機器人，其技術演進經歷了機械結構、控制算法、傳感器技術的多輪迭代。在汽車焊裝生產線中，傳統專機設備換型需耗時數周，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小時內完成新車型生產準備，這種效率提升的背后是高度標準化的技術體系。

產業鏈的完整性是另一重要標志。中國工業機器人市場國產化率已突破45%，形成了從核心零部件到整機制造再到系統集成的完整產業鏈。此外，應用場景的深度滲透更能體現成熟度。工業機器人已從汽車制造拓展到電子、物流、機械加工、食品工業等多個領域。數據顯示，中國工業機器人密度已達470臺/萬人，超過德國和日本，這一指標充分反映了工業機器人在制造業中的普及程度。

讀書周刊：與工業領域相比，您特別看好農業機器人的發展潛力，為什么？

謝廣明：農業機器人的潛力首先源于其解決行業痛點的能力。中國農業正面臨勞動力短缺和生產成本上升的雙重挑戰，而農業機器人在提升效率、降低能耗方面具有顯著優勢。預計2025年農業機器人市場規模將突破150億元，年復合增長率達38.6%，這一增速在各應用領域中位居前列。

在技術應用層面，農業機器人已實現多場景覆蓋：農業無人機保有量突破25萬架，北斗導航農機自動駕駛系統覆蓋68%的規模種植主體，這些設備可完成播種、施肥、植保等作業，作業精度較人工提升30%以上。采摘機器人則通過視覺識別和柔性抓取技術，實現了蘋果、草莓等水果的自動化采摘。我們現在經常說的“精準農業”，正是通過機器人搭載的傳感器、物聯網設備和大數據分析系統，實現對作物生長環境的實時監測和精準調控，例如根據土壤情況自動啟停灌溉系統，根據病蟲害預警精準噴灑農藥。

如今，政府不僅加大對綠色農業的扶持力度，還推動農業產業鏈的延伸整合，為機器人應用創造更多場景。政策引導與市場需求的雙重驅動，使得農業機器人成為機器人產業中最具成長性的細分領域之一。

讀書周刊：除工業和農業外，醫療、服務、娛樂等領域的機器人發展呈現出哪些差異化特征？您對這些領域的未來趨勢有哪些判斷？

謝廣明：不同領域的機器人發展呈現出明顯的需求導向特征。醫療機器人受老齡化和醫療資源分布不均的推動，在手術機器人和康復機器人領域發展迅速。以達·芬奇手術機器人為例，其機械臂可實現7個自由度的精準運動，手術創口較傳統手術縮小80%，但目前主要集中在大型三甲醫院，基層醫療場景的滲透率仍有待提升。我們預測，未來5—8年，小型化、低成本的醫療機器人將進入社區衛生服務中心，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。

服務機器人的發展則與人口結構變化密切相關。隨著老齡化加速和藍領勞動力短缺，服務機器人在家政服務、看護輔助、教育陪伴等場景的應用快速拓展。值得注意的是，服務機器人的技術難點在于“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境中穩定運行。

娛樂機器人的發展則更多依賴AI技術的突破。隨著生成式AI的進步，娛樂機器人在游戲與互動體驗領域的應用前景廣闊。例如，AI驅動的虛擬偶像已能實現與粉絲的實時互動，其表情、動作的自然度較傳統CG技術顯著提升。娛樂機器人的發展可能突破“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戲曲，吸引年輕群體關注傳統文化。

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，目前有了哪些實質性突破？

謝廣明：機器人智能化的突破集中體現在3個維度：自主導航能力的提升、多模態交互的實現以及場景理解的深化。自主導航要實現跨空間任務規劃，這種能力源于對環境語義的理解，而非簡單的避障算法。

多模態交互的背后是“認知—決策—執行”系統的升級：機器人通過視覺、聽覺、觸覺等多傳感器融合獲取環境信息，經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在天工機器人的動態適應能力上。其技術關鍵點在于將人類運動數據轉化為可學習的模型，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。這種技術使得機器人的動態平衡能力接近人類水平，為其在非結構化環境中的應用奠定了基礎。

讀書周刊：盡管有這些突破，現實機器人與《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：這種差距的本質在于“符號處理”與“真正理解”的區別。科幻作品中的機器人如《人工智能》中的大衛，具備自主意識和情感體驗，能基于內在動機作出決策；而現實中的機器人，即便表現出復雜行為，其本質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數據庫的響應，而非真正理解對話內容的情感內涵。我們和機器人說話，機器人可能表現得像能聽懂我們的話，但它實際上只是在按規則操作符號，并未真正理解其中的意義。

自主意識的缺失源于當前AI技術的局限性。現有的機器學習算法，無論是監督式學習還是無監督式學習，都需要大量數據訓練，且只能在特定任務范圍內有效。要實現科幻中的自主意識，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：機器人的智能化發展面臨“倫理與自主性的矛盾”，在技術發展中如何平衡創新與倫理的約束？

謝廣明：倫理與自主性的矛盾在醫療和軍事領域表現得尤為突出。在醫療機器人領域，盡管手術機器人已能完成高難度操作，但所有操作都必須由人類醫生授權，這是因為一旦出現醫療事故，責任界定存在爭議。

軍事領域的矛盾就更尖銳了。隨著戰爭形態向智能化、無人化演進，各國均在加速布局AI賦能的作戰平臺，但自主武器系統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。

平衡創新與倫理約束需要構建“技術—倫理”協同發展機制。在技術設計階段，就應嵌入倫理考量，例如為醫療機器人設置“人類否決權”，為服務機器人設置“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系統的評估要求；在法律層面，明確機器人開發者、使用者和監管者的責任邊界。我在書中提出了“倫理設計前置”原則，例如要求情感陪伴機器人必須內置“情緒閾值”模塊，防止用戶產生過度依賴，這種將倫理規范技術化的思路，為平衡創新與倫理提供了可行路徑。

從“跟跑”“并跑”到“領跑”

讀書周刊：目前，在全球機器人產業中，中國處于什么位置？

謝廣明：中國已成為全球機器人產業的重要增長極。中國的機器人產業不僅具有成本優勢，還培育了優必選、宇樹科技等具有國際競爭力的企業，其產品在全球市場與波士頓動力、特斯拉等巨頭直接競爭。據統計，全球73%的核心機器人企業位于亞洲，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主導地位。

技術突破與成本優勢的結合，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“技術創新強國”轉型。

讀書周刊：與國際領先水平相比，中國機器人產業在技術原創性、人才儲備等方面還存在短板嗎？

謝廣明：盡管中國機器人產業在應用層面發展迅速，但在技術原創性和基礎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等核心軟件領域，國內企業仍高度依賴進口。例如，優必選、智元機器人等企業雖推出自研模型，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”的發展模式，可能導致中國機器人產業陷入“低端鎖定”——只能在中低端市場憑借成本優勢競爭，難以在高附加值的核心技術環節形成持續競爭力。

此外，人才儲備的結構性短缺也制約著產業升級。中國機器人產業面臨AI算法、運動控制等領域高端人才的嚴重不足。據教育部統計，2023年全國高校機器人相關專業畢業生僅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在前沿技術研發上力不從心，若不加快跨學科復合型人才的培養，中國機器人產業可能在新一輪技術革命中錯失先機。

讀書周刊：在全球產業鏈重構的背景下，中國機器人產業如何實現從“跟跑”到“并跑”甚至“領跑”的轉變？

謝廣明：首先是強化基礎研究投入，建議設立機器人基礎研究專項基金，重點支持AI大模型、新型傳感器、仿生材料等前沿領域，打破核心技術受制于人的局面。例如，在AI芯片領域，國內企業已開始研發專用機器人芯片，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。

其次是構建“產學研用”協同創新生態。以波士頓動力為例，其技術突破離不開麻省理工學院、卡內基梅隆大學等高校的基礎研究支撐。中國可借鑒這一模式，推動北大、清華等高校與國內頭部企業共建聯合實驗室，加速技術成果轉化。

第三是完善產業政策支持體系。建議參考德國“工業4.0”戰略，將機器人產業納入國家戰略性新興產業，在稅收優惠、人才引進、市場準入等方面給予傾斜。應建立機器人技術成熟度評價體系，引導企業從單純追求市場份額轉向注重技術創新質量，避免陷入低價惡性競爭。

從技術敘事到社會思考

讀書周刊：作為機器人領域的專家，您在當下創作《機器人引論》的初衷是什么？

謝廣明：創作這本書的初衷，是希望搭建一座連接技術與公眾的橋梁。過去十幾年，機器人技術發展迅猛，但大眾對其認知仍停留在科幻電影或工業機器臂的層面，缺乏對技術全貌和社會影響的系統理解。《機器人引論》的核心目標，就是用通俗的語言解析機器人技術的發展邏輯，同時探討其對就業、倫理、文化等社會層面的深遠影響。

書中特別強調“技術與社會的互動”，是因為機器人技術已不再是單純的工具創新，而是重塑社會結構的變革力量。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，人均產值提升3倍，這正是技術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“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，強調二者在能力上的互補與協同。傳統“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”更關注如何通過機器人技術釋放人類的創造力。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懷上，這種分工模式能顯著提升照護質量。

對于普通讀者，《機器人引論》的啟示主要體現在三個方面：對消費者而言，能更理性地看待機器人產品的功能邊界，避免陷入“技術萬能”的誤區；對從業者而言，可從中發現職業轉型的方向，例如物流從業者可向機器人運維方向發展；對社會公眾而言，能加深對機器人技術發展的全面了解并引起思考，這也是應對技術變革和社會變革的思想準備。