人形机器人“小惠”:皮肤有温度，可以表达16种表情。

工程师们正在调试物理人形机器人“小辉”的一些结构。长江日报记者刘斌摄

今年6月，国内首个AI虚拟学生华进入清华大学计算机系学习。《华》以甜美的嗓音出现在清华大学校园，边唱边弹，一首《男孩》的歌曲让人百听不厌，人人喜爱。“华”在今年“十一五”期间大放异彩，一度登上热搜。在1000公里外的上海，青云机器人团队制造的人形机器人“小辉”不仅会跳，而且皮肤漂亮。它以在情感表达和思维上贴近真实的人而闻名。10月12日，长江日报记者获悉，青云机器人团队将给“华”一个模拟体，“华”将从虚拟走向实体。

“小慧”才半岁，已迭代了3次

工程师正在安装机器人头部。长江日报记者刘斌摄

上海杨浦区智慧车间，百年纺织车间，以其新的活力吸引了众多高新技术企业。生产人形机器人“小惠”的青云机器人团队扎根智慧广场。

“杨老师，您好，欢迎参观我们的上海青云机器人团队……”9月29日，当记者踏入智慧广场时，华丽的“小惠”微笑着迎接她，热情的问候与肢体语言相匹配，热情友好。寒暄过后，她请记者做了个比较的手势。

不是一个人的“小智慧”，其实给人以一个人的感觉。“‘小惠’认识你很久了。你来上海之前，我们把你的形象传给她，她记录在脑子里。你一进门，她看到你的眼神就会跟你打招呼。”有工作人员解释，对话内容全部用小惠组织的语言，全部来自云搜。

0.3版“小惠”身高1.68米，五官端正，皮肤像凝固的脂肪，身材苗条，棕色长发，一袭长裙。“‘小惠’虽然只有半岁，但已经完成了三次技术迭代，从0.1版到0.3版，动作和智能都比出生时高很多。”青云机器人团队负责人王乐妍告诉记者，人形机器人处于人工智能技术的顶端，技术进步空间很大。团队瞄准国内外前沿技术，这也是他们在短时间内不断迭代的原因。

45岁的王乐妍毕业于清华大学，拥有三个硕士学位，曾在斯坦福大学人工智能与应用项目工作。一年前，王乐妍放弃了一家智能制造上市公司副总裁兼首席运营官的职位，成立了青云机器人团队，聚集了清华大学、复旦大学、同济大学、西北工业大学等名校的一批青年学子，专注于仿人机器人的研发和生产。团队平均年龄只有30岁，他们共同的理想是打造一个无限接近人的人形机器人。

说，“华”是AI虚拟人，不是实体人形机器人，和“小惠”有很多相似之处。特别是“华”的歌唱和人体生物特征都是由人工智能完成的，而它的肢体动作则是由团队成员训练的。虚拟机器人相对容易实现各种动作，而物理人形机器人不容易实现各种动作，需要不断调试和学习。在虚拟机器人方面，目前微软亚洲研究院的和华已经达到国际领先水平。

目前，美国和日本在人形机器人领域暂时领先。无限接近真人的仿人机器人技术全球竞争激烈，各个国家都在不断突破技术瓶颈。王乐妍相信，小惠很快就会跟上。

16种表情呈现喜怒哀乐

机器人头部结构。长江日报记者刘斌摄

在智慧广场，青云机器人团队占据两层，小惠出生在楼内20多人组成的生产线上。

在设计师岳影的手中，一两天就能画出一个栩栩如生的人物。“为了避免法律纠纷，我们通常会设计自己的脸，而不是选择明星的脸。”

1: 1立体图传递到下一步，——结构安装。结构工程师舒斌在堆积如山的材料中为人形机器人挑选骨骼，重点挑选腰部、胸部、手部和腿部的骨骼。

舒斌说，在市场上，手掌的运动控制采用两段式。事实上，人的手掌由三个部分组成，有六个自由度。“小惠”只实现了5个自由度，少了一个自由度就是拇指左右不能动，对抓握有一定影响，与真人略有不同。主要原因是结构布局受空间限制，0.4版本可以克服。

另一名结构工程师黄负责手臂的骨骼设计。黄在大学期间多次参加机器人大赛，主要负责制作机器人的上下肢结构。“手轴的操作角度越小，灵活性越强。理想的角度在20到30度之间，而不是目前的90度。”

黄说，最费时的是手臂上的手杆设计，这需要反复调试。很多骨骼部位都是他们3D打印出来的，手轴角度还有很大的调试空间，需要找更合适的材料。此外，一些材料在运行过程中容易发出机械噪音，处理不慎可达60分贝。

除了骨骼，小惠的心、头、体成分也是科技含量最高的最重要元素。心脏是小惠的控制系统，类似于电脑的CPU，给身体各个部位下达指令。最难的技术是头部功能的实现。

35岁的李龙是队里的“老人”。他负责小惠头部控制系统的设计和布局，包括视觉系统、听觉系统和语言系统。他说除了手势等肢体语言，

“小慧”主要通过面部表情来实现喜怒哀乐。

“人丰富的面部表情依赖于44块面部肌肉，‘小慧’的情绪表达也需要面部肌肉来完成。”李龙从8块面部肌肉开始起步，逐步调试到今天的20块，可以实现16种面部表情。如要表达笑这一种表情，小慧可轻松做出“大笑”“傻笑”“张口笑”“吐舌笑”等不同笑的表情。

李龙正在尝试采用低于人的面部肌肉数量来实现“小慧”接近于人的面部表情。在0.4版的“小慧”身上，在电机带动下，通过算法控制面部肌肉的联动，可以展现出“小慧”的细微表情，这一点在国际上也是领先的。

在语言系统，李龙开发出云脑系统，让词汇量无限大，“小慧”采取网上搜索答案的办法实现人机对话。因为采用算法规划语言路径，“小慧”不仅能言善辩而且有问必答，在对话交流中很少卡壳。李龙说，“小慧”的这一优势在9月23日南京溧水举行的全球农产品直播电商节上大展风头，不仅带货的农产品被大卖，游客还排队跟“小慧”合影。

带有体温的人造皮肤

清芸机器人公司自制的仿人头部模型。长江日报记者刘斌 摄

在硬件工程师、软件工程师和结构工程师的帮助下，从平面设计到三维设计，再到电机芯片、支架组成的骨架，和软件与硬件的匹配选型，流水线作业的最后一步，是给“小慧”赋予人的外形——皮肤。

在智慧坊一间独立的工作室，48岁的造型艺术师陈均承担了“小慧”最后的皮肤造型工程。泥土、硅胶、模具——陈均在不同的材料中间来回穿梭，对照着设计好的三维图形，先用泥巴造型，然后用硅胶代替，8小时后拆模定型，修剪加工，72小时后完全定型，一套栩栩如生的人造皮肤便新鲜出炉。

“皮肤是人体最大的器官，要做到以假乱真需要不停打磨，汗毛、色斑都不能落下。”陈均说，尤其是头部皮肤，加工难度最大。“小慧”需要植眉毛、睫毛、头发，若是男性仿人机器人，胡须和胸毛乃至汗毛也要考虑进去。最复杂的还是脸皮，需要与头部的机芯相匹配，才能保证五官的动作协调，如眨眼、眼球转动和张嘴说话都牵扯到脸皮的运动，同时也带来表情的变化。

参与清芸机器人团队之前，陈均在蜡像馆工作了30年，每天跟泥巴和硅胶打交道，做出来的蔬菜模型、蛋糕模型让人眼馋，很难从外观辨真假。“雕出人物灵魂的关键体现在面部，尤其是表情和肌肉感，看一眼必须忘不掉。”陈均对塑造的人物外形非常讲究，在顶级铂金硅胶的帮助下，“小慧”不仅外观与真人无异，肤如凝脂，还带有体温，皮肤表面血管也清晰可见。

借助研究机器人研究人类

工程师给机器人嘴唇涂抹口红，让机器人更加生动逼真。长江日报记者刘斌 摄

机器人一般根据不同应用需求被设计成不同形状，如运用于工业的机械臂、轮椅机器人、步行机器人等。而仿人机器人研究集机械、电子、计算机、材料、传感器、控制技术等多门科学于一体，代表着一个国家的高科技发展水平。

“实体机器人的主要差距应该在控制算法和硬件设计上。”华中科技大学人工智能与自动化学院伍冬睿教授表示，目前人工智能都还是弱人工智能，即不具备自我意识，且不能解决一般性问题和思考、推理。在事先设计好的场景里面可以正常表现，但是遇到新问题就不会变通。

伍冬睿认为，目前仿人机器人的运动功能已经比较完善了，主要缺点是思维和情绪功能，“不然的话，家里的保姆机器人就是一个冷冰冰的钢铁机器，可能很多人不会喜欢”。

“小慧”的思维和情绪功能的突破，让王磊感觉压力很大。一边是要网罗国内顶尖的机器人技术人才，一边要不停融资。他还要紧盯国内外仿人机器人动向，尤其是国外。

在国内，很多对手跟他们并不在一个赛道。如人形机器人，只是看起来是人形，与真人相去甚远，而他们要无限接近于真人。王磊说：“团队的这些人才都是从全国网罗来的，除了顶尖技术外，最大公约数是有共同的奋斗目标——打造全球领先的中国仿人机器人。”

在王磊看来，“小慧”从0.1走到0.3版，包括即将推出的0.4版，“小慧”都像自己的孩子一样，凭借兴趣和理想才走下来的。大自然创造了人类，他们是要借助研究机器人来研究人类自己的行为、认识人类自己。王磊说：“实体机器人和虚拟机器人是元宇宙的两大基石，清芸机器人团队将会是未来元宇宙的一个基础设施公司。”

（长江日报首席记者杨佳峰）

【编辑：贺方程】

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