*本文由人工智能翻译。
一段人形机器人在中国春节庆祝活动中跳舞的视频迅速走红,引发了全球广泛关注。这不仅仅是一场令人惊叹的表演,更展示了人形机器人正以惊人的速度从科研实验室和工业应用场景走向公共生活、文化活动以及日常生活环境。
这场表演也引发了一个更深层次的问题:究竟是谁在真正塑造人形机器人的未来?除了新闻报道、产品演示和媒体关注之外,又该如何衡量一家企业的创新实力?
这一问题之所以重要,是因为人形机器人已不再只是一个工程技术挑战,而正逐渐发展成为一个具有战略意义的技术领域。政府持续加大关注力度,商业化预期不断提升,同时机器人技术、人工智能和自动化领域的快速进步也为其发展提供了有力支撑。
中国已成为推动人形机器人发展的最积极政策力量之一,政策重点正从创新扶持逐步转向标准制定、测试验证以及实际部署。近期,政府不仅开展了针对人形机器人和具身智能(Embodied Intelligence)的专项标准化工作,还推出了一系列举措,以验证机器人在工业、服务业及特种应用等场景中的实际应用能力。
中国并非唯一将人形机器人纳入国家战略议程的国家。韩国已启动 K-Humanoid Alliance(韩国人形机器人联盟),这是一个由政府支持的合作计划,汇聚产业界、学术界和科研机构,目标是在2030年前成为全球人形机器人领域的领导者。与此同时,日本、英国等国家也通过更广泛的机器人发展战略、技术评估以及产业部署计划,积极推进人形机器人及相关机器人技术的发展。
人形机器人市场仍处于发展初期,但市场对其未来增长前景寄予厚望。 Grand View 和高盛(Goldman Sachs )的短期预测认为,到2030年代初至中期,全球人形机器人市场规模有望达到约 400亿美元。从更长远的角度来看,摩根士丹利(Morgan Stanley)预计,到2050年,人形机器人相关市场规模(包括供应链、维修、维护及配套支持服务)有望突破 5万亿美元。
尽管消费级和家庭应用仍属于长期发展愿景的一部分,但分析人士普遍认为,人形机器人的市场增长将首先在标准化程度较高的工业场景中实现。劳动力短缺、重复性或高体力劳动,以及对柔性自动化的需求,共同构成了其商业化应用的明确驱动力。
由于专利信息能够作为未来商业应用前景及潜在商业价值的前瞻性指标,因此,它为判断哪些企业有望塑造这一新兴市场提供了重要视角。通过分析支撑人形机器人发展的各项核心技术领域的专利布局,可以识别哪些企业正在持续投入研发、创新主要集中在哪些技术方向,以及哪些企业正在构建具有竞争壁垒的技术优势。
当一个技术领域能够通过明确界定的技术分类进行描述时,专利分析能够发挥尤为显著的价值。然而,对于人形机器人这类以应用场景为驱动的领域,其技术边界更加复杂。专利文献通常会详细描述技术发明本身,但并不一定明确说明其最终应用场景。例如,涉及夹持器(gripper)、触觉传感器(tactile sensor)、运动控制方法(motion control method)或规划架构(planning architecture)的专利,可能与人形机器人高度相关,但同样也可能适用于工业机器人、医疗设备、自动化物流系统或其他类型的机器。因此,任何单一的专利检索策略或技术分类体系,都无法完整覆盖人形机器人领域。
然而,也正是在这一点上,专利分析体现出其独特价值。 通过将精心设计的技术分类体系与专利权归属、专利组合规模、专利组合实力以及技术集中度等指标相结合,可以有效缩小分析范围,并区分拥有广泛机器人专利布局的企业与专注于人形机器人技术的企业。尽管这种分析方法无法涵盖所有特定应用场景的细微差异,但它能够将对行业的讨论从市场曝光度和公开展示,转向以数据衡量的创新能力和技术实力。
人形机器人无法通过单一的专利分类或关键词检索进行全面覆盖。由于该领域涉及多个技术方向,我们将分析重点聚焦于支撑人形机器人实现功能性、适应性和自主性的三大核心技术领域:
采用这一分析框架,有助于识别那些在人形机器人实现功能性、适应性和自主性所需关键技术领域拥有相关专利布局的企业。
我们的检索策略旨在覆盖支撑人形机器人实体功能实现的核心技术,即交互系统、形态结构以及控制与规划架构。然而,人形机器人还依赖于多项超出这一分析框架的关键支撑技术,包括人工智能学习模型、感知系统、电池与电源管理、紧凑型执行器、安全系统、制造工艺以及机器人集群级软件基础设施等。这些技术对于人形机器人的商业化至关重要,但其专利通常以通用机器人技术、人工智能、自动化或关键零部件技术的形式申请,而非直接归类为人形机器人发明。因此,本分析主要聚焦于与人形机器人本体设计及运行最直接相关的技术,同时也认识到,更广泛的人形机器人创新生态远不止于本次检索所覆盖的范围。
本次分析涵盖了超过26,000件专利族,覆盖多个相关技术集群,较为全面地反映了人形机器人核心技术领域的专利布局情况。
我们首先分析了人形机器人三大核心技术随时间的发展演变情况。
交互系统(Interaction Systems)以及控制与规划架构(Control & Planning Architectures)是人形机器人不可或缺的核心技术,但并非仅应用于人形机器人。这些技术同样广泛应用于工业机器人、协作机器人、仓储自动化、服务机器人、医疗机器人、自动驾驶与自主移动系统、无人机、农业机器人等多个领域,以及所有需要机器人完成物体操作、运动协调或自主运行的应用场景。正因其适用范围广泛,自 2010 年代中期以来,这两个技术领域的专利申请量便开始持续增长,并保持了稳定的发展态势。
形态结构(Morphology)则提供了一个更具人形机器人特征的分析视角,因为该领域涵盖了与类人体结构、双足运动、关节式肢体以及全身协调控制等相关的专利。因此,近年来的发展趋势尤为值得关注:在经历了近十年相对平稳的发展后,形态结构相关专利申请量自2023年起开始显著增长,表明围绕人形机器人实体结构(physical embodiment)的技术创新正明显加速。
随后,我们转换了分析视角,进一步考察了与人形机器人三大核心技术相关的专利最初由哪些国家或地区的发明人完成。这种基于发明人所在地(inventor-level)的分析,有助于揭示全球研发活动真正发生的区域,而不受专利权人总部所在地的影响。
分析结果显示,全球创新重心正明显向中国转移。与其他前沿科技领域类似,中国发明人在人形机器人领域的重要性持续提升。过去十年间,中国发明人的专利活动在交互系统领域增长约 2 倍,在形态结构领域增长约 2.5 倍,在控制与规划架构领域更增长约 5 倍。
鉴于中国在过去十年一直保持较高的专利申请量,我们进一步利用 LexisNexis® Patent Asset Index(专利资产指数)评估专利组合实力的变化,以更全面地衡量中国创新成果的实际影响力。Patent Asset Index 是一项旨在衡量创新实力而非单纯专利数量的指标。
专利的价值会因其保护范围和实际应用价值而存在显著差异。有些专利覆盖可广泛应用于多个领域的基础性技术,而另一些专利则仅涉及针对特定功能的渐进式改进,实际应用范围相对有限。因此,仅以专利族数量衡量专利组合价值,往往无法真实反映其商业价值或法律保护能力。 衡量专利族价值的更可靠指标包括:其所保护技术被后续创新引用和应用的程度(Technology Relevance,技术相关性),以及专利权人为其申请的保护地域范围(Market Coverage,市场覆盖度)。Patent Asset Index(专利资产指数)综合了专利组合中各专利族的 Competitive Impact(竞争影响力,即平均专利质量)得分,从而提供衡量专利组合创新实力的综合指标,并可作为同一技术领域内不同专利组合之间的相对价值基准。
以形态结构(Morphology)相关专利为例,截至 2025 年底,中国拥有全球 73% 的有效专利组合规模,在专利组合实力方面也以 63% 位居第一,尽管其在专利实力上的领先优势不如专利数量上的优势那么明显。然而,当评价标准从数量转向质量时,其他国家和地区的排名发生了变化。按专利组合规模计算,韩国以 11% 位居第二,其后依次为日本(7%)和美国(5%);但按照 LexisNexis® Patent Asset Index 衡量专利组合实力时,美国则以 11% 升至第二位,领先于日本(10%)和韩国(7%)。这一结果表明,专利数量并不能完全反映一个国家专利布局的真实竞争力。即使专利组合规模较小,只要其专利具有更高的技术相关性和更广泛的市场覆盖度,同样能够形成更强的创新价值和竞争优势。
将分析范围扩展至三大核心技术领域的综合专利组合后,这一趋势仍然保持一致。
图中的每个气泡代表某一发明人所在地在相应报告年度末所拥有的有效专利组合。横轴表示专利组合规模(Portfolio Size),纵轴表示Competitive Impact(竞争影响力),即专利组合的平均专利质量。气泡的大小表示依据 LexisNexis® Patent Asset Index(专利资产指数)衡量的专利组合实力(Portfolio Strength)。气泡颜色的深浅反映时间变化:颜色最浅的气泡代表截至2020年12月31日的专利组合,颜色最深的气泡代表截至2025年12月31日的专利组合。
2020年至2025年期间,中国的专利组合规模和 Patent Asset Index 均呈现持续加速增长。 这表明,中国在人形机器人领域保持着强劲的研发投入,并积极推进专利布局战略。这一发展趋势与中国自2021年启动“十四五”规划以来推动机器人产业发展的整体战略高度一致。当时,中国政府将机器人产业确立为战略性产业,并重点支持多项与人形机器人密切相关的核心技术,包括仿生感知、智能控制、一体化关节、电子皮肤以及自然人机交互等。
美国始终保持最高的 Competitive Impact(竞争影响力)指标。 这表明,尽管美国在人形机器人领域的专利组合规模小于中国,但其专利在技术相关性(Technology Relevance)和市场覆盖度(Market Coverage)方面的平均水平更高,因此整体专利质量更具竞争力。
日本的专利组合规模和 Patent Asset Index 均保持稳定增长,但自2021年以后,其 Competitive Impact(竞争影响力)呈现逐步下降趋势。
德国和韩国的专利组合规模增长相对温和,但两国近年来的 Competitive Impact(竞争影响力)均有所提升,显示其专利质量正在持续改善。
我们还进一步分析了不同类型专利权人的专利分布情况。结果显示,在五个主要发明来源国中,企业均拥有最大规模的人形机器人专利组合,但各国的权属结构存在明显差异。日本、德国和美国均呈现出典型的企业主导模式,企业拥有的专利组合分别占各自总量的 92%、83% 和 86%。相比之下,中国的专利权属结构更加多元化,其中企业占 58%,而科研机构则占据了相当可观的 39%。韩国则拥有最为多元的专利权属结构:企业占 45%,科研机构占 36%,政府机构占 12%,发明人个人占 7%。这一结果表明,尽管企业仍是人形机器人领域专利布局的主体,但公共科研机构和研究组织在中国和韩国的创新生态中发挥着尤为重要的作用。
在分析企业和科研机构在人形机器人三大核心技术领域的全球专利布局时,根据 Patent Asset Index(专利资产指数) 衡量的专利组合实力,共有 10 家机构脱颖而出,分别为:Fanuc(发那科)、Alphabet、Ubtech Robotics(优必选)、Kawasaki Heavy Industries(川崎重工业)、Chinese Academy of Sciences(中国科学院)、Nvidia(英伟达)、Strong Force Innovation、Harbin Institute of Technology(哈尔滨工业大学)、Intuitive Surgical(直觉外科)以及 Samsung(三星)。这些机构涵盖了自动化与机器人、人工智能、电子技术、手术机器人以及公共科研机构等多个领域。
中国科学院和哈尔滨工业大学跻身前十,进一步体现了中国将机器人研发作为国家战略重点持续推进。
在这 10 家机构中,有 9 家在人形机器人三大核心技术领域的相关专利占其整体专利组合的比例不足 10%。这意味着,尽管这些机构拥有大量与人形机器人密切相关的高价值专利,但这些技术仅占其整体创新布局的一小部分。例如,川崎重工业在人业机器人和生产线自动化方面拥有深厚的技术积累;Strong Force Innovation则凭借机器人集群管理、任务分配、工作流程仿真以及价值链环境中的机器人资源调度等相关专利进入榜单;英伟达在人形机器人的控制与规划架构及交互系统方面拥有较强的专利实力,反映出人工智能、计算平台和机器人软件对机器人自主行为的重要作用;Intuitive Surgical(直觉外科)则凭借交互系统相关专利,特别是在微创手术精准机器人操作领域的创新成果,占据一席之地。
优必选(Ubtech Robotics)是其中最突出的例外。按照本研究所采用的三大技术分类,其相关专利占公司全部专利组合的25%以上,表明其技术布局与人形机器人业务高度一致。与此同时,它也是这一榜单中唯一一家专注于人形机器人领域,并已公开展示双足行走人形机器人的企业。
从整体专利布局来看,许多最具竞争力的专利组合来自机器人、自动化、人工智能、电子技术及科研等相关领域的机构。这些机构虽然拥有大量与人形机器人高度相关的专利,但人形机器人通常只是其更广泛技术布局和业务体系中的一部分。
为了聚焦以人形机器人为核心业务的创新企业,我们进一步设定了筛选标准,仅分析那些已公开展示至少一款双足行走人形机器人且专注于人形机器人研发的企业所拥有的相关专利资产实力。
最具创新力的人形机器人初创企业榜单中,中国企业占据绝对优势,前十名中共有六家来自中国,分别是:Fourier(傅利叶,排名第1)、Agibot(智元机器人,第2)、LimX Dynamics(逐际动力,第3)、Pudu Robotics(普渡机器人,第4)、Unitree Robotics(宇树科技,第5)以及 Leju Robotics(乐聚机器人,第9)。其他入选企业包括总部位于德国慕尼黑的 Agile Robots(第7),以及三家美国企业:总部位于加利福尼亚州圣何塞的 Figure AI(第6)、总部位于得克萨斯州奥斯汀的 Apptronik(第8),以及总部位于俄勒冈州塞勒姆的 Agility Robotics(第10)。
按相关专利资产实力排名
资料来源: LexisNexis® PatentSight+™
傅利叶成立于 2015 年,是一家专注于主动式人工智能机器人(Proactive AI Robotics)的企业,致力于通过全栈机器人技术(full-stack robotic technologies)提升人类生活品质。公司最初以外骨骼机器人起步,现已发展成为涵盖人形机器人和智能康复系统的多元化产品体系。目前,其产品组合包括 GRx 人形机器人系列、RehabHubs、Galileo 系统以及多种开源解决方案,服务于全球 40 个国家的 2,000 多家机构,持续推动具身人工智能(Embodied AI)在现实场景中的落地应用。
智元机器人成立于 2023 年,是一家专注于具身人工智能基础模型(Embodied AI Foundation Model)的企业,同时研发智能模型层与相应的机器人本体,以推动通用智能(General Intelligence)进入物理世界。其提出的 “三智合一(Three Intelligences in One)” 架构,将运动智能(Locomotion Intelligence)、交互智能(Interaction Intelligence)和操作智能(Manipulation Intelligence)整合为统一的具身智能系统。公司产品覆盖人形机器人、四足机器人、灵巧操作系统以及商用清洁机器人解决方案等多个领域。
逐际动力成立于 2022 年,是一家以人工智能驱动的具身智能机器人企业,专注于推动全尺寸通用人形机器人及其他创新机器人产品的发展。公司致力于研发具身人工智能(Embodied AI)领域的颠覆性技术,以实现通用人工智能(AGI)在现实世界中的广泛应用为使命,并推动具身智能技术在多个行业中的研发、创新和产业化落地。
普渡机器人成立于 2016 年,是全球商用服务机器人领域的领先企业。公司致力于通过人工智能和机器人技术实现更高效的工作方式和更美好的生活,并以构建服务于全球100亿人口的智能机器人基础设施为愿景。普渡机器人已实现多项核心技术的全栈自主研发,包括导航算法、多机器人调度、群体协同控制、运动控制器以及一体化关节模组等关键技术。
宇树科技成立于 2016 年,是一家享誉全球的民用机器人企业,专注于消费级及工业级高性能通用足式机器人、人形机器人、六轴机械臂等产品的研发、生产和销售。公司坚持自主研发与技术创新,实现了包括电机、减速器、控制器、激光雷达(LiDAR)以及高性能感知与运动控制算法等机器人核心关键部件和技术的全面自主研发。
Figure AI 成立于 2022 年,总部位于美国加利福尼亚州圣何塞,是一家专注于研发自主通用人形机器人的人工智能机器人企业。公司的目标是实现具备接近人类智能水平的人形机器人的规模化商业交付。其机器人旨在胜任家庭和商业场景中的各类任务。
Agile Robots 由德国航空航天中心(DLR)的知名机器人研究人员于 2018 年在德国慕尼黑创立,是新一代自动化解决方案的领先提供商。公司通过融合人工智能与机器人技术,推动各行业实现更加智能、更加灵活和更加高效的自动化升级。
Apptronik 是一家以人为中心(human-centered)的机器人公司,致力于研发由人工智能驱动的机器人,以支持人类生活的各个方面。公司的人形机器人 Apollo 被设计用于与人类协同工作,初期主要应用于制造业和物流等关键行业,未来还将拓展至医疗健康、家庭服务等更多场景。Apollo 凝聚了 Apptronik 近十年的研发成果,并继承了公司此前开发的 15 款机器人的技术积累,其中包括美国国家航空航天局(NASA)的 Valkyrie 人形机器人。Apptronik 起源于美国得克萨斯大学奥斯汀分校人本机器人实验室(Human Centered Robotics Lab)。
乐聚机器人成立于 2016 年,是一家专注于机器人核心技术研发以及智能机器人产品研发、生产和制造的高新技术企业。公司已获得腾讯(Tencent)、深圳市创新投资集团(Shenzhen Capital Group)、洪泰基金(Hongtai Fund)等机构的战略投资。
Agility Robotics 成立于 2015 年,其使命是打造能够与人类协同工作的机器人伙伴,增强人类劳动力,从而让人们能够更加专注于发挥自身优势。公司推出的革命性通用人形机器人 Digit 是首款专为工作场景打造的多用途、以人为中心的人形机器人,旨在为各类实际作业环境提供支持。
其他备受媒体关注的人形机器人初创企业,按照相关专利资产实力进行排名时,位次相对靠后,包括 Agility Robotics(第12位)、DEEP Robotics(第14位)以及 NEURA Robotics(第20位)。此外,一些知名的人形机器人企业并未纳入本榜单,因为它们已不符合“初创企业”这一评选范围,包括已上市的优必选(UBTECH)、Tesla(特斯拉),以及Boston Dynamics(波士顿动力)——该公司已于 2026 年 6 月成为现代汽车(Hyundai)的全资子公司。
优必选(UBTECH)为人形机器人企业如何从初创公司成长为上市且实现商业规模化发展的机器人企业提供了一个典型范例。优必选成立于 2012 年,并于 2023 年成为首家在香港联合交易所上市的人形机器人企业。其成长得益于多方面因素的共同作用,包括长期投入全栈人形机器人技术研发、获得外部投资者支持、进入资本市场融资,以及成功将工业人形机器人的试点项目转化为更大规模的商业化部署。根据本次分析,优必选在三大人形机器人技术分类下共拥有 370 件相关专利族,充分体现了其专利布局与商业战略之间的高度一致性。根据《优必选2025年年度报告》,公司全尺寸具身智能人形机器人产品及服务收入由 2024 年的人民币 3,560 万元(约合 510 万美元)增长至 2025 年的人民币 8.206 亿元(约合 1.192 亿美元),这一快速增长主要得益于大规模场景化应用的加速落地以及大型订单的持续交付。
人形机器人市场仍在快速发展,下一阶段的竞争不仅将取决于技术创新,还将受到融资能力、上市进程以及并购活动等因素的深刻影响。一些人形机器人初创企业已经开始迈向资本市场,而另一些则正受到成熟科技企业的高度关注。Mentee Robotics便是其中的代表案例。2026 年 1 月,Mobileye宣布已签署最终协议,拟收购这家以AI 优先(AI-first)为核心理念的人形机器人公司。这一案例表明,对于希望布局Physical AI(物理人工智能)领域的科技企业而言,人形机器人初创公司正逐渐成为极具吸引力的并购对象。
下图通过比较部分人形机器人企业的相关专利资产,展示了其竞争格局。其中,横轴表示专利组合规模(Portfolio Size),纵轴表示以 Competitive Impact(竞争影响力) 衡量的专利组合平均质量,而气泡大小则表示依据 Patent Asset Index(专利资产指数)衡量的整体专利组合实力(Portfolio Strength)。
这种可视化分析不仅有助于描绘市场发展态势,还能够模拟并购对知识产权竞争格局的影响,包括评估企业在合并专利组合后,其相对于其他市场参与者的竞争地位将发生怎样的变化。
人形机器人领域再次证明,新兴技术往往无法通过单一的专利分类、关键词检索或企业名单进行准确界定。 与该领域最相关的专利通常分布于多个技术方向。在复杂或高度专业化的技术领域中,自定义技术分类器(Custom Classifiers)能够更精准地界定技术范围,尤其是在现有专利分类体系过于宽泛、过于零散,或并非围绕具体应用场景设计时,其价值尤为突出。
对于知识产权专业人士而言,这才是本次分析最重要的启示。在应用驱动型技术领域,专利分析不应仅停留在统计专利数量或识别拥有最大专利组合的企业,而应进一步回答一系列更具战略意义的问题:哪些技术真正定义了该领域?这些技术能够通过现有专利分类进行识别,还是需要构建自定义分类器?哪些专利权人在这些关键技术方向上进行了布局?他们的专利组合实力如何?技术布局是否高度集中?其专利战略是否与企业的商业发展方向保持一致?
这种多层次分析方法(layered analysis)能够帮助知识产权团队从传统的专利态势分析(landscape reporting)进一步提升至战略决策支持(decision support)。它不仅能够发现尚未被市场广泛关注的潜在竞争者,还能够识别拥有相关技术优势的跨界企业,区分专利布局广泛的综合型企业与专注于特定领域的专业企业,并为研发方向(R&D)、自由实施分析(Freedom-to-Operate,FTO)、合作伙伴选择、专利许可以及专利组合建设(Portfolio Development)等关键决策提供更加可靠的依据。
对于人形机器人等新兴技术领域而言,最有价值的洞察往往来自于多种信息信号的综合分析。专利数据提供了技术创新的客观证据;自定义技术分类器能够更精准地界定技术边界;专利组合实力揭示了真正具有竞争价值的创新资产正在何处形成;而商业背景信息则帮助判断哪些企业最有可能将这些创新资产转化为市场竞争优势。将这些不同维度的信息结合起来,能够为知识产权专业人士提供一种更加系统、更加务实的方法,以判断技术的发展方向,并识别自身组织需要重点关注和采取行动的领域。
随着新兴技术领域不断涌现,知识产权团队应重新审视其技术领域的定义方式及持续监测方法。在开展专利态势分析(Patent Landscape)时,应围绕支撑该技术领域发展的核心技术能力构建分析框架,而不仅仅依赖于常见的关键词或产品名称进行检索。当技术领域过于复杂、专业化程度较高,或属于应用驱动型(application-driven)领域,以致标准专利分类体系难以准确覆盖时,应采用自定义技术分类器(Custom Classifiers)进行分析。借助 LexisNexis® PatentSight+™ 等专利分析工具,将专利组合规模与专利质量、技术集中度以及商业相关性(Business Relevance)等多个维度结合起来,开展更加全面的专利分析。应将这些分析成果持续应用于日常知识产权管理,而不仅仅用于一次性的分析报告;应将其纳入企业的知识产权战略制定、竞争情报分析、合作伙伴评估以及创新规划等日常决策工作中。