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《爱,死亡和机器人》(第一季)剧照
8月19日至23日,2026世界机器人大会将在北京亦庄举行。今年的主题是“人机共生,产需共融”,300余家参展企业将带来2000余件展品和150余件首发新品。大会还将首次设置机器人消费街,让机器人厨师、机器人服务员等走进可供公众近距离观察的应用场景。
在走进展馆、赛场和服务空间之前,许多人对人形机器人的直观印象来也许自舞台。2025年春晚,一群穿着花棉袄的人形机器人转手绢、迈秧歌步,与真人舞者们一起完成整齐的合演;此后一年,机器人又陆续出现在武术、足球、短跑和物品抓取等公开演示中。
2025 春晚《秧bot》
同年(2025)的世界人形机器人运动会上,“天工”机器人以21.50秒夺得100米短跑冠军。
2025世界人形机器人运动会100米项目
当机器人转动手绢、踢出一脚球,或者伸手拿起一个物件,充满好奇的你自然会好奇:机器人是怎么做到的?
完成这些动作,机器人首先需要一副能够行动的身体。骨架支撑重量,关节决定活动范围,电机输出力量,机身和脚底的传感器持续报告姿态。它还需要一套软件系统,处理身体处在什么位置、周围发生了什么、下一步怎样行动、出现偏差后如何调整等问题。
从舞台上的几分钟表演,到工厂、商店和赛场上的连续行动,每个动作背后都有一条由机械结构、运动学、传感、规划与控制等共同组成的长链。
2025世界人形机器人运动会武术项目
人形机器人之所以冠为“人形”,自然是因为这些发明以人类姿态为范本。回归生物,真人的身体自有其运行方式和原理,那么,人类如何以人为“原型”设计出一副能够行动的身体?在机器人的骨架、关节和材料出现之前,自然界里的生命都在用什么方式解决支撑、移动、抓握和感知等问题?
01 我们从自然那里学过什么?
《当自然赋予科技灵感》开篇写道:“仿生学的历史是一段不断重启的历史:在每一个时期,人们都从大自然中探寻解决技术难题的方法。”(《当自然赋予科技灵感》P8)
这样的例子几乎随处可见。
座头鲸胸鳍前缘的突起被用于风力发电机桨叶。
带突起的风力发电机桨叶,以座头鲸的鳍为原型。
章鱼柔软的腕和吸盘为软体机械臂提供了另一种抓取思路。
吸盘——不管是动物身上的还是医学用途上的,都有吸附能力。
还有荷兰艺术家泰奥·扬森发明的“风力兽”。骨架由塑料管组成,关节会把风的力量转化为步行的动力,于是,巨大的机械生命便能沿着海滩移动。它没有肌肉和神经系统,材料与结构替它完成了相当一部分运动。
一款拥有36条腿的“野兽”,图源:Strandbees。
通过向自然学习,我们发明了一些“局部”。而要让机器人能够辨认物体、适应变化并选择行动,问题还得向前推进一步:“局部”如何构成“整体”?以“整体”来看,行动如何达成?
那么,自然界中的身体都是怎样形成的?
02回到人体:真人如何发育成形?
人体的发育一点都不简单:从一个受精卵到一副拥有头颅、四肢、器官和神经系统的身体,从头到尾都不是哪位创造者或工程师照着什么施工蓝图做出来的。
胚胎进行大规模改变的同时,必须保证不让自己分崩离析。《生命的成形》将其类比为“折纸”。
《生命的成形》讲述的正是每个人出生前的这段奇妙过程。在这个相当复杂的自组织系统之中,从受精卵到胚胎到胎儿,细胞会接收邻近细胞和组织释放的化学信号,感受距离、浓度与机械力量等信息,然后再改变自己的位置、形态和发育方向。
神经管发出的信号以相反的方向传递,塑造着邻近的组织。(《生命的成形》P108)
大量局部交流逐渐生成整体结构——“在本来单调的胚胎上创造出细节是大量细胞互相对话的结果”。(《生命的成形》P111)
此时的神经管还没有真正的神经细胞和神经连接,也没有感觉、反射、意愿和思想。身体的基本结构先一步展开,神经元、感觉器官、肌肉与神经线路随后逐渐建立联系。身体的成形过程涉及信息的接收、反馈和协调,主观经验则要在更晚些时候才进入生命的历程。
人体已经足够复杂,而当我们把目光移向其他动物,在完全异于人体的生物之中,还会遇到更加陌生的身体,还有经由这些身体打开的另一些世界。
03 拥有完全不同于人体的身体,对世界的感知会怎样展开?
《章鱼的心灵》把我们带到头足纲动物身边。人类与章鱼的共同祖先生活在大约6亿年前,此后二者走上分别的演化路径,各自发展出独特的庞大神经系统和复杂行为。
章鱼没有骨骼,腕能向多个方向弯曲(前文提到的吸盘正仿生自章鱼);大量神经元分布在腕中,局部神经回路可以处理吸盘怎样附着、肌肉怎样收缩、动作怎样绕过障碍等行为。它用眼睛观察,也用遍布腕的吸盘触摸和“品尝”环境。对章鱼来说,行动与感觉紧密交织,每一次伸腕,都可能在对周遭形成“全息”认知。
这只章鱼制造出了非常接近它身后海藻的颜色。
作者彼得·戈弗雷-史密斯记录过这样一次相遇:
我注意到下方有个东西,一条纤细的章鱼腕正缓缓穿过我身旁的海藻,向我按在地上的手指伸去。这只章鱼在海藻中卷成一个球,藏起自己的大部分身体,但我能透过海藻丛间的小孔看到它的一只眼睛。它一边观察着我,一边小心翼翼地伸出一条腕。这是一个小心谨慎的探索动作,它伸出腕时会确保我在它的视野范围内。(《章鱼的心灵》P99)
它躲在海藻后观察潜水者,又从庇护处伸出一条腕来打探,“也许是在品尝我”。(《章鱼的心灵》P99)在这次接触中,章鱼与潜水者都是突然出现在对方处境中的全新对象,好奇的心灵自然会彼此打探,不止是观察,还想要理解。
纪录片《我的章鱼老师》剧照
章鱼还会探索容器、向特定的实验人员喷水、摆弄物体,表现出的性情也大有不同。游戏性、好奇心和不同物种相遇时所感受到的交流感,也让越来越多的人类研究者从疑惑于“动作如何完成”,渐渐转向好奇于“做一只章鱼是怎样一种感觉”。
对包括人类在内的所有生物来说,从感觉到感知再到感受,内部到底经历了什么?
活着是否“有某种感觉”?声、光、气味、压力……当种种环境因素被感官感知、经由神经系统处理和传递,那些以第一人称形式被感受到的“体验”,会把我们引向下一个问题:什么阶段的“体验”可以被认为是生物的“主观经验”?语言、抽象思维、逻辑推理乃至自我反思等更进阶的“智能”模块,是不是要在这一层又一层叠加的复杂之上生成?身体的结构“决定”了拥有这具身体的生物会如何感觉和感知,会如何行动,会如何交互。结构,是心灵的起点。
就连真菌,也并不被动。
长进植物根系的菌根真菌。红色为真菌,蓝色为植物根系的边缘。根系内住满了真菌。图中的比例尺为50微米。《菌络万象》
04从扭秧歌到捡碎片,人形机器人在如何“演化”?
让我们回到机器人。
类似的变化也将在今年的线下活动中集中出现。2026年的世界机器人大会首次设置机器人消费街,并安排发布日、采购日、开发者日和公众开放日,推动机器人从技术展示进入供需对接和实际体验;即将在8月22日至26日举行的第二届世界人形机器人运动会设置50个赛项,其中21项紧贴生活场景。足球、搏击和短跑测试的是机器人的运动能力,在搬运、服务等场景任务中,开发人员在继续追问:机器人能否在变化的环境中真正“派上用场”?
2026世界人形机器人运动会足球项目预选赛
在当前的机器人与人工智能讨论中,这类通过身体同环境互动并完成任务的技术路径,通常被称为“具身智能”。通用人工智能(AGI)指向更广泛的理解、推理、规划和学习能力。
05现在,我们可以谈“智能”了吗?
姚期智院士在2025年可持续社会价值创新大会上分享了一个观点:“现在大模型看样子很可能要到了一个绝境。”他带领我们反思过去一段时间人工智能研究中工程快速推进、基础理解相对滞后的情况,并提出让生物智能重新回到研究视野。
“绝境”是一个可以开放讨论的判断,但其中触及的问题确实令人正视:无论怎样扩大和深化模型、增加数据和算力,都无法替代对“智能”发生原理的理解。工程师需要研究机器相关的材料、结构、传感和控制,研究人工智能——既然带有“智能”二字,当然需要继续探索生命的发生和发育、感官和感觉生成与变化,这一切在怎样塑造我们对外界的认知,这些认知又在如何塑造我们的意识与心灵?
《杨之后》剧照,杨(右)设定上为仿生机器人
把以上这4本书放在一起,我们可以梳理出一个可以大致参考的分类框架:《当自然赋予科技灵感》从材料、形态与结构出发,记录技术怎样向自然学习;《生命的成形》进入有形身体的发育源头,分析人体如何从无到有;《章鱼的心灵》开始探问原始的主观经验如何从身体与环境的互动之中生发;《菌络万象》进一步打破物种分类的边界,让我们看到不同的个体、不同的群体以及所有生命体构成的环境之间,还有着怎样复杂的关联。
2026春晚《武bot》
回到开篇抛出的问题——机器人是怎么做到的?针对具体的动作,工程师们会不断分解出越来越精细的工程答案。至于,感觉怎样构成经验,经验如何形成心灵——“智能”究竟是什么,也许还是要回到“生物”去研究。
参考资料
1.银河通用机器人:《银河通用机器人马年春晚首秀背后的技术揭秘“银河星脑AstraBrain”》,2026年2月24日。
2.John J. Craig:《机器人学导论(原书第4版)》,贠超、王伟译,机械工业出版社,2018年。
3.左国玉、张伟:《人形机器人技术基础与应用》,机械工业出版社,2024年。
4.姚期智:大模型发展已进入绝境,过去20年间工程当家科学靠后,生物智能应回归主流,2025年。