..........................................................................................39 2.2.5 运动规划与控制.............................................................................................. 机交互实现任务理解与反馈，需要强大的感知计算与运动控制能力 （《创业邦》）； 2）人形机器人是一种仿生机器人，指形状与尺寸与人体相似，能 够模仿人类运动、表情、互动与动作的机器人，并具有一定程度的认 知和决策智能（《高工咨询》）； 3）人形机器人是一种模仿人类外形的机器人，除具备人形和模拟 人类动作外还兼具智慧化和可交互性等特点。 人形机器人主要包含三 大核心技术模块：环境感知模块、运动控制模块和人机交互模块（《觅 （《觅 途咨询》）。 6 从上述对人形机器人概念的主要观点来看，可以归纳为如下三个 主要特征：①外部特征：人形；②运动特征：双足直立行走；③智力 特征：人类智能。 国际上虽然没有对人形机器人的直接定义，但国际标准 ISO 8373:2021《Robotics - Vocabulary》中有类似人形机器人的仿人机 器人的概念：仿人机器人为“外观和动作与人类相似，并且具有躯干、 头部和肢体的机器人（robot

................6 （二） 多模态模型算法赋能“大脑”层级进步 ...................................7 （三） 小脑模型算法迭代优化，实现拟人化运动控制..........................7 （四） “肢体”构筑机器人的“钢铁之躯”......................................8 三、 全球人形机器人的典型实践与探索 人形机器人依据其结构与功能特性，可主要分为轮式人形机器人、 足式人形机器人以及通用人形机器人。轮式人形机器人采用轮式驱动， 搭配机器人手臂与灵巧手，兼具移动能力；足式人形机器人着重腿部 运动能力，手部主要用于平衡；通用人形机器人具备双足、双臂、双 手及各类感知和人工智能功能，有全面软硬件基础，能适应开放环境 中的多任务。 01 2.人形机器人的发展历程 1950年—1 28个身体自由度和11个手部自由度实现基础运动功能。2023年 Gen2实现重大突破，重量降至63公斤，步行速度提升30%，新增颈 部自由度显著增强平衡性，可应对爬楼梯等非平坦地形；其配备触觉 传感器的灵巧手能精准抓取鸡蛋等易碎物。该系列计划于2026年以2 万-3万美元量产，目标覆盖工厂、物流及家庭服务场景。 波士顿动力Atlas作为行业运动能力标杆，2024年推出电动版新 款

家万户。Figure AI率先探索人形机器人实际应用， Figure 01已在宝马美国斯帕坦堡工厂进入试点环节，还与OpenAI合作推进机器人具身智能。  计算机领域：控制与感知 控制系统负责对人形机器人的行为和运动进行规划和控制，相当于“大脑”和“小脑”，视觉则是人形机器人对外感知的主要渠道，二者共同构成人 形机器人的核心领域。机器人控制器市场目前由机器人整机厂商主导。但控制器研发门槛较高，随着规模更小、资金更少的人形机器人创业公司的增 IT之家，华西证券研究所  人形机器人又称仿生机器人，一般认为人形机器人是一种模仿人类外形的机器人，除具备人形和模拟人类动作外还兼具智慧化和可交互性等特点，包含三 大核心技术模块：环境感知模块、运动控制模块和人机交互模块。  人形机器人正处于商业化爆发期前夜，普遍认为到2030年市场规模可达数百亿美元。Markets and Markets预计全球人形机器人市场规模将由2023年的18亿 ASIMO，具备利用传感器避开障碍 物等自动判断并行动的能力，还 能用五根手指做手语，或将水壶 里的水倒入纸杯。 早期发展阶段 （2000年以前） 商业化落地阶段 （2022年至今） 该阶段机器人运动能力及智能化 明显提升，重点是使机器人能够 进行复杂的决策和任务处理，并 开始应用于实际场景。如2016年 波士顿动力发布的Altas具有较强 的平衡性和越障碍能力，能承担 危险环境搜救任务。 2022年起，依靠大模型等技术赋

5 图 1 机器人与人工智能融合历程 （二）三大融合方向及其组合推动智能机器人产品涌现 1、根据不同的环节需求形成三大方向的融合应用 人工智能应用于工业机器人的感知交互、推理决策和运动控制各 个环节。在运动控制方面，优化类模型能够加强机器人的控制精度， 比如在拾取操作中，当传感器检测到力量过大的时候，机器人可以利 用贝叶斯优化算法及时纠正；又如在平面移动中，快速探索随机树 （RRT） 于深度 学习、强化学习的方法，机器人可以通过训练学习数据以模仿人类， 甚至通过与操作对象或环境进行交互实现非结构性的复杂操作和自 主导航。 2、三种应用模型及其组合催生出多种功能的机器人 运动控制类模型推动传统工业机器人升级为“能精细化控制”的 机器人。一是操作优化类，传统焊接、打磨机器人通过对机器人的运 动轨迹进行计算并转化到关节空间，提高机器人的稳定性，转变成高 精度操作机器人 分层控制和端到端一体化两条技术路线。 由于目前“大脑”受限于平台和数据尚无法形成人类大脑能力闭 环，大小脑分层路线是人形机器人较为主流的形式。通过基于成熟大 模型的“大脑”进行高层次的认知分析和决策，“小脑”进行功能性 的运动路径规划和平衡控制。在大脑方面，谷歌的“LLM（大语言模 型）+VFM（视觉基础模型）”SayCan 通过训练大语言模型对用户指 令进行推理分解驱动任务；清华大学的 VLM（视觉-语言模型）CoPa

在日常生活中，我们肉眼所能见到的物体的运动行为都属于经典 物理所研究的范畴。比如一块被水平扔出去的石头做抛物线运行，踩 油门让车加速等。这些运动规律都可以被牛顿力学所描述。通过给定 物体的质量和受力情况就可以通过 F  ma 这个公式去计算物体的加 速度，再结合运动学公式和初始状态计算该物体往后任意时刻的运动 状态。然而牛顿力学可以计算的运动规律是有范围的，即低速宏观弱 引力场情况。如图 所示，当我们研究的物体尺寸从日常生活中见到 的宏观世界，如飞机、汽车和篮球，逐渐变小到了原子尺寸的微观世 界时，情况大不相同。而描述这个微观世界粒子运动规律的理论就是 量子力学。在量子力学中，微观粒子的运动状态由波函数  表达。 6 只要完全搞清楚物体的波函数  随着时间如何变化就可以完全掌握 物体的运动状态。此时经典力学中的 F  ma 这个公式已经无法使用， 需要用薛定谔方程   H t i     来计算物体的波函数  。其实基于量 子力学的技术和产品早已被我们使用，比如电脑和手机中的半导体， 其中的原理就用到了量子力学能带理论。 1.1.2 量子态及其演化 上面说到了微观世界粒子的运动规律需要用量子力学所描述。而 在量子力学中，一个粒子的状态，也就是量子态，用波函数描述。在 符号上，我们习惯用 来表示，或者用狄拉克符号  表示。比如一 个光子有水平和竖直两个偏振状态，此时我们就可以分别将其表示为

个人健康生态已逐步成形 APP AI 健康管理市场需求增长，强化产品创新能力抢占市场份额 资料来源：阿米巴物联，西南证券整理  硬件终端设备+软件分析平台  运动健康管理：以科学运动健康理论为中心，为运动爱好者提供更为科学的健康指导服务。  护肤健康管理：基于个人肤质，进行有效成分推荐，助力日常皮肤护理，提供高度个性化皮肤管理服务。  营养健康管理：基于个人饮食评估，对个人饮食进行个性化营养配比服务。 25 乐心医疗: 健康IoT+数字健康服务赋能远程健康管理 公司专注于智能健康领域，目前主要发力于“智能穿戴”和 “移动医疗”两个方向。旗下产品包括可穿戴的运动手环、 手表、电子健康秤、脂肪测量仪、电子血压计等硬件设备， 同时为运动健身、慢性疾病管理等领域提供软件和智能硬件 一体化解决方案。 数字化健康管理解决方案  采用“IoT+SaaS”的业务模式  可采集120种以上的健康数据并具备持续监测能力 发 能力  深入布局数据驱动和数据开放平台战略  构建了IoT端、健康医疗云与大数据AI协同的生态 最全多维度体征监测产品线  产品品类丰富、覆盖面广  医疗级智能可穿戴运动手环手表、医疗级健康手表、电子 血压计、脂肪测量仪、血糖仪等多个品类  探索“远程健康IoT+SaaS服务”一体化的数字健康管理 解决方案，进一步提升公司在医疗健康领域的核心壁垒。 AI算法助力健康跟踪与疾病预防

发文超1700篇，推动AI模型的迭代。  AI集成医学影像设备  新一代3T磁共振uMR Ultra：实现“静态影像”向“动态实 况影像”突破，结合AI算法优化图像重建速度和精准度，支 持实时观察人体运动状态；应用于神经科学和运动医学领域 ，提升复杂病例的诊断效率。  uAngio AVIVA血管造影系统：搭载“uLingo智慧语音系统 ”，支持医生通过自然语言指令（如“移动至左心室”）操 控设备，解放双 个人健康生态已逐步成形 APP AI 健康管理市场需求增长，强化产品创新能力抢占市场份额 资料来源：阿米巴物联，西南证券整理  硬件终端设备+软件分析平台  运动健康管理：以科学运动健康理论为中心，为运动爱好者提供更为科学的健康指导服务。  护肤健康管理：基于个人肤质，进行有效成分推荐，助力日常皮肤护理，提供高度个性化皮肤管理服务。  营养健康管理：基于个人饮食评估，对个人饮食进行个性化营养配比服务。 乐心医疗（300562）：健康IoT+数字健康服务赋能远程健康管理 公司专注于智能健康领域，目前主要发力于“智能穿戴”和 “移动医疗”两个方向。旗下产品包括可穿戴的运动手环、 手表、电子健康秤、脂肪测量仪、电子血压计等硬件设备， 同时为运动健身、慢性疾病管理等领域提供软件和智能硬件 一体化解决方案。 应用于医疗诊断：主要是远程心电服务板块——动态心电 诊断（自研AI算法）  以创新型医疗可穿戴心电设备为载体、领先AI算法为先

物、怡和嘉业、德康医疗 • 新兴技术平台：Neuralink、 BrainCo（强脑科技） 中游 技术应用层 下游 应用场景 • 健康管理平台（AI健管师/慢病 管理） • 应用场景：运动/营养/心理/睡 眠管理 • 技术赋能：云平台等 • 消费者：智能设备+APP自我管理 • 医疗机构：AI辅助诊断 • 健康管理机构：远程健康监测、私 人医生AI助手 • 支付方：保险/医保 健康（AI饮食推荐）、Woebot（AI 心理咨询） • 技术赋能：商汤科技、科大讯飞 • 消费者：AI眼镜、助听器等智能设 备 • 医疗机构：腾讯觅影、Deepwise、 微医、丁香医生 • 家庭健康：妙健康、Polar（运动监 测） • 支付与保险：平安医保科技、众安 保险、卫宁健康、万达信息 资料来源：国联民生证券研究所整理 典型产品的应用举例：AI在糖尿病管理/慢病管理领域的应用（三诺生物） 资料来源：三诺生物官网，国联民生证券研究所 ，以及检测后的智能报告解读和健康建议等。 ◥ 智慧化诊疗服务：智能预问诊、诊断推荐、治疗方案推荐、用药推荐、胰岛素剂量推荐、CGM报告分析等。 ◥ 智慧化全病程管理服务：智能生成干预指导方案、运动饮食方案、智能随访、慢病智能问答等。 血糖管理闭环示例： ➢ BGM、CGM硬件升级，带来的数据的准确和连贯——对数据分析要求提升 ➢ 数据更多，更好地及时监测、预测未来 ➢ 及时调整饮食、胰岛素的使用，胰岛素泵形成闭环

具身智能（Embodied AI）属于人工智能领域的分支，典型应用为自动驾驶和机器人。具 身智能是泛指具有物理身体可以与外界环境进行自主交互的 AI 智能载体。类似于人的自主 性，即通过五官（感知）、大脑（规划决策）、小脑（运动控制）完成一系列的行为，具身 智能的行动一般也基于：（1）感知并理解与物理世界交互获得的信息、（2）实现自主推理 决策、（3）采取相应行动进行交互。目前典型的具有较大落地场景的具身智能应用包括自 动驾驶和机器人，最具代表性产品如特斯拉的 全面转向端到端架构（一个大模型实现从感知到控制）， 开始推进商业落地，代码仅 2000 多行，全面摒弃 V11 版本超过 30 万行由工程师编写 C++ 代码。 人形机器人：技术难度远高于自动驾驶，运动控制算法或是关键之一。（1）感知层：人形 机器人的外部感知（获取外部环境信息）主要包括视/听/触觉，内部感知（获取自身状 态信息）主要是对身体的状态和姿态控制。特斯拉 FSD 的视觉感知 Occupancy 示例 硬件运动能力 168cm 173cm 177cm 身高 60kg 56.7kg 52kg 体重 1.2m/s - 3.6km/h 行走速度 41 50 21 自由度 灵巧手6*2 灵巧手6*2，Gen-2升级为11*2 无灵巧手 关节设计 - 旋转20-180Nm 模组峰值扭矩300Nm 关节运动能力 行走动态良好 可进行单腿瑜伽动作 双足运动姿态平衡 运动负载能力 感知/交互及商业化应用能力

然而，激光技术在星间/星地链路应用中也面临一些挑战。一方 面，激光通信对卫星之间的捕获、对准和跟踪（Acquisition, Pointing and Tracking，APT）精度要求极高。由于卫星处于高速运动状态，且 激光束的发散角极小，微小的角度偏差都可能导致通信中断。因此， 需要开发高精度的 APT 系统，能够实时精确地调整卫星的指向，确 保激光束始终对准目标卫星。这涉及到精密的光学测量技术、高精度 驱动的智能调度算法能够迅 速感知并调整资源分配，优先保障关键业务的通信质量，同时合理分 配资源给其他业务，提高整个网络的资源利用效率。 4.4 移动切换技术 卫星互联网承载网的移动切换技术需应对卫星高速运动（如 LEO 卫星约 7.8km/s）带来的拓扑动态变化，主要涉及三类切换场景：  波束间切换：发生在单星多波束覆盖区内，需毫秒级快速切换以 25 保证业务连续性，关键技术包括基于信号噪声比和位置预测的切 域时，通过双连接技术，平滑地将通信切换到 GEO 卫星上，确保 应急通信的稳定性和连续性，提升切换成功率。​ 移动切换的核心挑战在于多普勒频移补偿和业务感知策略。由于 卫星和移动终端的相对高速运动，会产生多普勒频移现象，导致信号 频率发生偏移，影响通信质量。通过终端 GPS 信息和卫星星历数据 可实现多普勒效应的精准预测与补偿。利用终端的 GPS 模块获取自 身的位置、速度等信息，结合卫星的星历数据（包括卫星的轨道参数、