(图1)站在罚球线前运球的篮球机器人“CUE7”,它随后罚球命中(来源:丰田官方媒体“丰田时报”)
它从跪立姿态站起,一边挥手致意,一边走向罚球线,运球、然后瞄准篮筐,稳稳命中——在日本男子职业篮球联赛上出场表演并让全场沸腾是丰田开发的篮球机器人“CUE7”。不过,丰田真正的目标并非开发表演机器人……
丰田汽车正全方位推进机器人研发。除了自主开发AI(人工智能)模型和硬件外,还与美国新兴企业等展开合作。在美国特斯拉等全球汽车厂商纷纷涉足机器人开发之际,丰田计划通过掌握生产现场的实际需求并利用相关数据,将机器人培育成新的业务领域。
它从跪立姿态站起,一边挥手向观众致意,一边走向罚球线附近,开始运球。然后瞄准篮筐,稳稳命中——这是2026年4月举行的日本男子职业篮球联赛“B联赛”所属球队“东京阿尔瓦克(Alvark Tokyo)”的主场赛事上的一幕。出场表演、引爆全场观众热情的是丰田开发的篮球机器人“CUE7”(图1)。
CUE7身高219cm,重74kg,它属于在两条腿末端装有车轮的轴轮式机器人。尽管体型高大,却能实现像人一样流畅的动作。研究人形机器人的东京农工大学大学院工学研究院尖端机械系统部门教授水内郁夫分析称:“它的开发构想非常扎实,在制造方式和技术手段上,也掌握了当前的前沿技术”。
体现技术之高的是运球动作。丰田引入了在全球机器人开发领域成为流行趋势的模仿学习与强化学习。首先由人类演示运球动作,收集作为范本的数据(示教数据),再让AI学习基本动作。
随后,通过强化学习,当动作朝成功方向发展时给予加分、失败时扣分的机制,通过奖励(分数)最大化,来提升AI的性能。丰田还通过GPU(图形处理器)上的模拟环境,让数千台虚拟机器人并行学习,实现了流畅的动作。
水内评价称,不仅是运球,CUE7所展现的运动性能“虽未达到世界顶尖水平,但与迅速崛起的中国厂商的机器人相比也毫不逊色”。
真正目标是投入工厂运行
篮球的高运动性能虽然吸引普通人的目光,但丰田真正的目标并非开发表演机器人,而是将其视为解决生产一线所面临的“难题”之一、即劳动力短缺的方案。丰田设想开发出能在工厂实际作业中胜任工作的机器人,并将其培育为新业务。
丰田副社长兼首席技术官(CTO)中嶋裕树充满信心地表示:“日本通过机器人再次在世界上大显身手,这是有可能的”。
全球汽车厂商正纷纷加大人形机器人的研发力度(图2)。特斯拉提出目标称,特斯拉将2027年后每年量产100万台人形机器人“Optimus”定为目标。韩国现代汽车则在自家工厂等处,引进成为其子公司的美国波士顿动力(Boston Dynamics)开发的“Atlas”,力争2028年以后每年量产最多3万台。
(图2)汽车制造商加紧开发人形机器人并将其引入工厂
以特斯拉为代表,越来越多的企业开始瞄准对外销售(来源:日经Automotive根据特斯拉、宝马、现代汽车、三菱汽车、优必选科技(UBTECH)、小鹏汽车、小米的照片制图)
中国汽车企业同样在积极布局,小鹏汽车和比亚迪(BYD)正在工厂开展实证实验。比亚迪还透露,已开始自主开发人形机器人。
日本汽车企业也已开始行动。三菱汽车打算与东京大学创办的初创企业Highlanders(东京都丰岛区)共同生产人形机器人,并于2027年将月产能提高到1000台。本田正在开发多指机械手和分身机器人(Avatar Robot),并在自家厂内开展实证实验,目标是在2030年以后投入实际应用。
在各家车企纷纷大力开发机器人的背景下,丰田体现出两大特点。第一是以往积累的长期开发经验。很多企业在生成式AI问世后才开始开发机器人和启动实证实验,而丰田早在2000年就已着手开发伙伴机器人(Partner Robot),至今已有25年以上的时间。
另一个特点是丰田采取了兼顾自主研发与合作的“全方位”开发体制(图3)。丰田总部负责CUE等项目的开发,而其美国子公司丰田研究院(Toyota Research Institute,TRI)则从事AI和机器人方面的前沿研发。此外,丰田还与波士顿动力以及美国新兴企业Agility Robotics开展合作。通过广泛布局,丰田希望避免在技术进化过程中错失抓住萌芽的机会。
(图3) 丰田以“全方位”体制推进机器人开发
(来源:日经Automotive根据丰田、Agility Robotics、Walden Robotics、波士顿动力的照片制图)
丰田对机器人寄予厚望,是希望借此解决“难题”。例如,在美国,人手短缺问题十分严重,丰田认为“这可能是关系到企业生死存亡的问题”(中嶋裕树)。通过在工厂自动化(FA)领域利用机器人,有望缓解人手短缺问题。
中嶋满怀期待地认为,把机器人与丰田生产方式(TPS)相结合,“或许正是丰田机器人业务的制胜之道”。具体构想是,首先以经过多年积累的TPS为基础,对工厂中的物料、人员和信息流进行“整流化”管理,以缩短生产周期(Lead Time),提高生产效率。然后再通过引入机器人,以较低投资额实现自动化。
中嶋认为:“如果把10个人的工作交给机器人,就需要10台机器人。(引入TPS后)如果先让原本需要10个人完成的工作变成5个人就能完成,再换成5台机器人的话,投资就会减少”。
能够自主学习的机器人
丰田总部正针对生活辅助、远程作业支援、运动控制与AI实证等广泛用途,大力开展机器人的研发与实证工作。围绕具身性、实用性和社会性三个重点方向推进相关工作,其中,具身性方面的代表案例之一正是CUE系列。追求的是卓越的运动性能。实用性方面,丰田正在开发能够在工厂等场所执行实操作业的机器人所需要的技术。社会性方面,则在开发与人接触的伙伴机器人和交流机器人(Communication Robot )所需要的技术。
另一方面,丰田的美国子公司TRI专注于AI和机器人领域的前沿研发。其中,取得显著成果的是AI领域。在能够认识现实世界、自主进行判断并驱动机器人的AI,也就是物理AI(Physical AI)领域,TRI开发出了三项被认为具有创新性的技术。
具体而言,三项技术分别为(1)高效收集人类作业数据的机制(工具)“Universal Manipulation Interface(通用操作接口,UMI)”;(2)根据UMI收集的人类作业数据选择动作的AI模型“Diffusion Policy(扩散策略)”;(3)根据自然语言指令和视觉信息执行长时间作业的人形机器人用大行为模型“Large Behavior Models(LBM)”。
这些技术之所以被认为具有革新性,是因为通过组合这三项技术,有望实现这样一类机器人,即人类进行操作示范,AI就能自主学习,进而能够完成多种多样的作业(图4)。中嶋提出了一个很高的目标:“我们要实现无需编写代码就能完成操作”。
(图4)在工厂等场所开展实际作业的机器人
上图:协作机器人处理塑料薄膜的场景。目标是实现用塑料薄膜包裹、拆封汽车零部件的工序的自动化。
下图:移动式双臂机器人进行零部件拣选作业。由于作业过程中需要移动,难度较高。丰田正推进相关开发,以实现这类零部件取出作业的自动化。(出处:日经 Automotive)
将来,假如工厂某道工序出现人员空缺,只要由人类花费数十分钟至一小时演示作业流程,无需人工编写程序,仅半天即可让AI完成学习,然后再让机器人接替工人投入该工序开展作业——这样的机器人真的有可能诞生。
成立仅半年就跻身独角兽
TRI的技术已经获得高度评价。从TRI分拆独立出来的美国Walden Robotics自2026年1月成立后仅6个月就跻身独角兽企业行列(估值超10亿美元的未上市初创企业)。Walden开发的车轮驱动型人形机器人于同年2月在丰田北美工厂投入运行,这也是其估值快速提升的背景之一。
丰田既具备雄厚的自主研发实力,同时也积极推进与外部企业合作,全面进行布局。TRI携手波士顿动力,在运动性能优异的人形机器人Atlas上配备了TRI的LBM模型。实现机器人全身自主操作与移动,目前正在开展实证实验。
另外,丰田与Agility Robotics签订商业合约,将该公司的人形机器人“Digit”引入丰田的加拿大工厂。经过为期一年的实证测试,双方签订了机器人使用服务合约。目前已经利用机器人完成部分重复性、身体负荷大的工作,实现自动化作业。
丰田是否会对外销售机器人?
日本工业机器人的竞争力很强,但在人形机器人领域被指起步较晚。原因在于,和AI领域一样,中美企业在人形机器人领域的发展势头迅猛。
不过,丰田的优势在于在全球布局整车工厂,年产量可达千万辆级别。能够从生产现场获取海量数据。除此之外,汽车生产积累的量产经验以及零部件供应链将会成为丰田量产机器人时的强大筹码。
丰田以TRI为核心开发机器人AI技术还有望提高自动驾驶用AI的性能。如果能够共用AI模型与SoC(系统级芯片),还可以增强与SoC供应商谈判的话语权。中嶋对协同效应寄予期待:“如果能够告诉供应商,把机器人技术也算进去,应用范围会扩大这么多,也许他们就会愿意开发更多(适合汽车严苛使用环境的)SoC”。
外界普遍认为丰田未来计划对外销售机器人。首先部署于自家工厂,缓解劳动力短缺。后续还将拓展工厂之外的用途,例如:医疗器械等的搬运、商品拣选,以及护理陪护、交互沟通等生活辅助场景。
丰田的源头是丰田自动织机制作所(现丰田自动织机)的 “汽车部门”。当初依托丰田自动织机的资金,为解决日本的“难题”,才创立了丰田公司。下一步,或许丰田内部将会诞生用来攻克新难题的“机器人部门”。



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