在最近舉行的2025中關(guān)村論壇年會(huì)上，人形機(jī)器人成為最靚的明星，它們活躍在迎賓、交流、主持、表演、服務(wù)等多個(gè)場(chǎng)景中，或揮手致意，或?qū)懺?shī)作畫(huà)，或演奏樂(lè)器。今年以來(lái)，在具身智能技術(shù)助力下，人形機(jī)器人加快迭代進(jìn)化，并逐步拓展生產(chǎn)生活應(yīng)用場(chǎng)景。當(dāng)我們驚嘆于人形機(jī)器人帶來(lái)的變革時(shí)，少有人意識(shí)到：這些鋼鐵軀體背后正涌動(dòng)著一條隱形的“生命線”——能源。當(dāng)人形機(jī)器人走出科幻電影，誰(shuí)來(lái)為它們充電“續(xù)命”?
人形機(jī)器人是鋼鐵之軀，電能就是其流淌的血液。為機(jī)器人提供持久動(dòng)力，目前存在兩種主要的能源供給方式：有纜和無(wú)纜。有纜方式下，機(jī)器人要通過(guò)傳輸能源的線路或者管道從電源站獲取能量。這種方式雖然穩(wěn)定，但也限制了機(jī)器人的移動(dòng)范圍。無(wú)纜方式下，機(jī)器人通過(guò)自身攜帶或產(chǎn)生的能源來(lái)維持“生命”，這使得機(jī)器人活動(dòng)范圍更加靈活。
人形機(jī)器人通常采取后一種方式作為動(dòng)力源，雖然獲得了更廣的活動(dòng)空間，但續(xù)航能力卻大打折扣。人形機(jī)器人具有類似人的外觀和行為，能夠行走、跑步、跳躍、抓取和操作工具。相比仿生四足機(jī)器人，人形機(jī)器人需要性能更強(qiáng)大的電機(jī)、更多的機(jī)身自由度和更復(fù)雜的控制算法，這也意味著需要更多能量支撐。而且，隨著人形機(jī)器人功能不斷增加，如配置更高級(jí)的傳感器、更復(fù)雜的控制系統(tǒng)、數(shù)量更多的芯片等，能耗問(wèn)題將進(jìn)一步凸顯。
機(jī)器人的“鋼鐵之軀”越強(qiáng)壯，“電力心臟”的負(fù)荷就越沉重。盡管我們?cè)陔妱?dòng)汽車領(lǐng)域已經(jīng)取得了一些突破，但人形機(jī)器人對(duì)電池的要求更為苛刻。人形機(jī)器人內(nèi)部空間狹小，需要電池具備高能量密度;人形機(jī)器人動(dòng)作頻繁，要求電池有高倍率放電能力，能快速提供大電流;人形機(jī)器人工作環(huán)境復(fù)雜多樣，要求電池必須擁有良好的環(huán)境適應(yīng)性和較長(zhǎng)的壽命。目前的電池技術(shù)在這些方面仍無(wú)法滿足未來(lái)人形機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間、高負(fù)荷工作的要求。在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)論是工廠中的物流搬運(yùn)，還是家庭中的家務(wù)服務(wù)，機(jī)器人都需要頻繁地停下來(lái)充電。
較為低下的工作效率顯然無(wú)法滿足人們對(duì)機(jī)器人的期待，電池的“電量焦慮”已成行業(yè)心病。如果說(shuō)數(shù)據(jù)中心這類固定設(shè)施的高能耗問(wèn)題可以依靠堆砌電力資源來(lái)解決，機(jī)器人的移動(dòng)能源供給難題似乎更難攻克。人們通常認(rèn)為，人工智能、機(jī)器視覺(jué)等技術(shù)是人形機(jī)器人發(fā)展的主要問(wèn)題，但事實(shí)表明，電池續(xù)航能力才是制約人形機(jī)器人部署的更大瓶頸。
如何給人形機(jī)器人提供充足穩(wěn)定的能量?電池技術(shù)突破是解決電力瓶頸的關(guān)鍵。一些科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)正在研究新型電池材料和技術(shù)，有望在不增加體積的情況下，顯著提高能量密度和充電速度。新型電池如果能夠成功應(yīng)用于人形機(jī)器人，將大大延長(zhǎng)其續(xù)航時(shí)間。除了電池材料的改進(jìn)，電池管理系統(tǒng)也至關(guān)重要。通過(guò)智能化管理電池充放電，根據(jù)機(jī)器人工作狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整電池輸出功率，同樣可以提高電池使用壽命和效率。當(dāng)然，如果我們可以加快充電速度，在充電量和工作時(shí)間之間找到平衡，單次續(xù)航時(shí)間的長(zhǎng)短就沒(méi)有那么重要。如果再大膽想象一下：有一天我們給人形機(jī)器人裝上“液氫心臟”甚至“核能心臟”，續(xù)航問(wèn)題就能更好地得到解決。
人形機(jī)器人的機(jī)械動(dòng)力也有優(yōu)化空間。采用更高效的電機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以減少能量損失。通過(guò)優(yōu)化機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法，使其動(dòng)作更加流暢自然，也可以降低能耗。此外，還可以通過(guò)減輕人形機(jī)器人的重量來(lái)降低能耗。例如，采用輕量化材料制造機(jī)器人外殼和結(jié)構(gòu)部件，不僅可提高機(jī)器人的靈活性，還可減少電池負(fù)擔(dān)。
人形機(jī)器人的未來(lái)，充滿無(wú)限可能。電力瓶頸的突破，將是開(kāi)啟這個(gè)未來(lái)的關(guān)鍵鑰匙。隨著補(bǔ)能技術(shù)不斷進(jìn)步，機(jī)器人設(shè)計(jì)持續(xù)優(yōu)化，人形機(jī)器人有望“越走越遠(yuǎn)”。(作者：王軼辰 來(lái)源：經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào))
