深度分析全球范人形机器人技术专利布局趋势

当前，以人形机器人和通用人工智能为代表的新技术、新产品、新业态蓬勃发展，正成为全球科技创新的制高点、未来产业的新赛道和经济增长的新引擎，世界主要经济体纷纷将其提升至国家战略高度。11月2日，工业和信息化部印发《人形机器人创新发展指导意见》提出，人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品。到2025年，我国将初步建立人形机器人创新体系，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破，整机产品达到国际先进水平，并实现批量生产。到2027年，人形机器人技术创新能力显著提升，形成安全可靠的产业链供应链体系，构建具有国际竞争力的产业生态，综合实力达到世界先进水平。

技术研发是人形机器人产业发展的关键环节，针对人形机器人核心技术的专利布局，是技术研发过程中树立竞争壁垒、提升竞争力的重要环节。

11月27日，人民网研究院发布《人形机器人技术专利分析报告》。报告对全球范围内的人形机器人技术专利进行了深度分析，探讨人形机器人行业发展至今的技术专利布局趋势，并对行业未来的技术发展走向进行了展望。报告由中国机器人产业联盟及传播内容认知全国重点实验室研究员张冬明提供学术支持。

中国机器人产业联盟副秘书长陈丹针对报告表示，目前在人形机器人技术申请数量、有效技术专利数等维度上，中国及来自中国的企业都位于全球前列，反映出中国在人形机器人技术方向的研发热度较高。但从全球范围来看，美国、日本、欧洲等国家及地区，人形机器人技术积淀很深，中国在人形机器人专利的质量上，与上述国家及地区依然存在差距。随着国家对于人形机器人支持力度的不断提升，中国人形机器人发展将进入快车道，我国企业应牢牢把握战略机遇，积极抢占技术创新高地，打通产业链条关键节点，推动中国人形机器人产业发展，将人形机器人塑造为国际上闪亮的“中国名片”，打造经济增长新引擎，助推经济高质量发展。

报告显示，人形机器人全球专利申请主要经历了四个发展阶段：

第一个阶段为技术萌芽阶段(2000年以前)：人形机器人技术早在2000年前就有相关专利申请，该阶段专利申请量较少，以日本专利为主。

第二个阶段为缓慢发展阶段(2000年-2014年)：专利年申请量较少，呈现缓慢增长的趋势。前期以日本专利为主，其次是美国、韩国以及欧洲专利。该阶段后期，各国专利申请布局态势发生变化：早期主导申请的日本专利大幅下降进入平缓发展阶段，韩国、欧洲专利进入专利申请下行通道，美国专利申请量波动，而中国作为新的布局者入场，专利申请呈现缓慢增长趋势，从2012年开始，中国的专利申请量超过日本成为第一。各国专利申请增减相消，因此全球专利申请量呈现平稳发展趋势。

第三个阶段为快速发展阶段(2015年-2017年)：专利年申请量相比之前有明显增长，主要原因在于中国众多新申请人涌入该技术领域，使得中国的专利申请量呈爆发式增长，并与其他国家的申请量之间快速拉开差距。同步呈现增长的还有美国专利、欧洲专利和PCT申请(Patent Cooperation Treaty，专利合作条约)。其中，美国的专利申请量于2017年正式超过日本，并稳定保持在仅次于中国的第二位。日本专利仍延续上一阶段的平稳发展态势，韩国专利申请量较少。

第四个阶段为稳定发展阶段(2018年以来)：人形机器人相关技术年均申请量维持高位增长，2019年达到峰值，2020年开始趋于稳定。在此期间仍以中国专利为主、美国专利位居第二。中国、日本、欧洲、韩国专利申请分别在各自申请区间内维持平稳状态，美国、PCT申请保持持续增长。

目前中国是全球申请人形机器人技术专利最多的国家，累计申请数量已达6618件。其中，中国企业优必选科技的人形机器人有效技术专利数量达763件，排名全球第一。

报告主要内容如下：

一、人形机器人技术与产业发展概况

人形机器人在外形上拥有类似人类的肢体结构(如具有双足、双臂)，全身关节较多且受力复杂，集仿生学原理和机器电控原理于一体，通过运动和动力组件配合智能感知、驱动控制技术，能如人类一般在不同环境中完成外界感知、双足行走、使用工具、行为交互等一系列任务。其技术分支可分成本体结构、核心零部件、智能感知、驱动控制、支撑环境五个主要模块。

人形机器人的发展已有超半世纪的历史，迄今为止，人形机器人经历了四个发展阶段：

第一个阶段是1969-1995年，此时机器人运动是一个缓慢静态行走的过程，以早稻田大学的人形机器人WABOT为代表；

第二个阶段是1996-2015年，此时是连续动态行走，这时候更多考虑到了机器人的质心惯量以及质心的加速度等因素，代表是日本本田的人形机器人ASIMO；

第三个阶段是2016年至2020年，追求的是高动态的运动性能，以波士顿动力的Atlas机器人做出的令人惊叹的运动动作为标志；

第四个阶段是2021年至今，随着相关技术的发展与成熟，人形机器人开始进入商业化落地的初级阶段，以亚马逊的Digit和优必选科技Walker为代表，未来可能还会包括特斯拉的Optimus。

二、人形机器人技术专利地域布局分析

1.中国已成为人形机器人技术专利主要申请国

目前，中国已累计申请6618件人形机器人技术专利，是申请人形机器人技术专利数量最多的国家。

中国政府高度重视人形机器人的发展，并将其列为重点支持的战略性新兴产业之一。9月13日，工业和信息化部印发《关于组织开展2023年未来产业创新任务揭榜挂帅工作的通知》，面向元宇宙、人形机器人、脑机接口、通用人工智能4个重点方向提出了2025年的具体目标，进一步明确了人形机器人攻关重点与应用场景，有望加速人形机器人产业化落地。

2.从落后到跟跑乃至领跑，中国人形机器人产业发展加速

在人形机器人行业发展早期，日本的企业及学术机构为主要参与方，同时也是主要的技术专利申请人。2015年以来，中国在人形机器人技术专利申请方面增速显著，专利申请数量(261件)首次超越日本(214件)；2016年，中国人形机器人技术专利申请量首次成为全球第一(721件)；2022年，中国人形机器人技术专利申请总量(6596件)超过日本(6058件)成为全球第一。

从落后到跟跑乃至领跑，近十年来中国人形机器人产业加速发展。以优必选科技为代表的企业和以清华大学、北京理工大学、浙江大学、哈尔滨工业大学等高校为代表的研究机构成为重要的专利申请人。通过长期持续的研发投入建立技术竞争力，是在人形机器人产业中逐步获得领导地位的必经之路。

3.中国人形机器人专利申请活跃度高，行业活力强

自2000年来，在人形机器人技术领域，中国的专利集中度整体呈下降趋势，并在2014年后在20%-30%间波动。因此，目前中国的专利集中度较低，可以推知，中国在该领域的竞争相对激烈，行业活力较强。

相比之下，日本、韩国、欧洲等国家及地区的专利集中度较高，说明专利主要集中在行业的头部企业中，行业活力相对较低。

4.中国的有效发明专利数量居全球第二

发明专利的持有量，能够在一定程度上体现国家在对应技术领域的创新能力和产出绩效，对准确评价国家在全球相关产业竞争格局中的位置和水平具有参考价值。在人形机器人领域，以有效发明专利计算，中国共拥有发明有效专利1699件，仅次于日本(1743件)，排名全球第二。

三、人形机器人专利技术布局分析

1.技术专利申请数量不断上升，人形机器人产业化落地趋势加快

近十年，全球范围内的人形机器人技术专利申请数量呈现出增速显著提升的趋势。越来越多的企业、高校、学术机构持续投入人形机器人研发，各项技术的进步加快了人形机器人产品研发和商业化应用，人形机器人有望加快商业化步伐。

2.人形机器人技术专利申请三大热点方向：本体结构、智能感知、驱动控制

在人形机器人的技术分支上，本体结构、智能感知、驱动控制是三个主要的技术专利布局领域，其中，关节、腿部、机器视觉、步态控制等技术是重点的专利布局分支。

四、人形机器人专利申请人分析

1.人形机器人有效技术专利数量概览

以申请人所持有的有效专利数分析，优必选科技已经在人形机器人的有效专利储备量方面排名全球第一，高于本田、索尼、丰田等企业，体现了中国企业在全球人形机器人行业已占据一席之地。

2.人形机器人有效发明专利数量概览

以申请人所持有的有效发明专利数分析，从20世纪80年代起就已投入人形机器人研发的日本企业本田以659件有效发明专利排名全球第一，这也体现了本田作为老牌人形机器人企业，在相关技术研发方面的投入积累。优必选则以476件有效发明专利排在全球第二。

3.人形机器人技术专利申请人活跃度概览

以技术申请活跃度分析，近五年来，在人形机器人领域，优必选科技年均专利申请数近200件，这一数字高于专利申请总量排名靠前的老牌申请人本田、丰田、三星、精工爱普生、索尼，以及在近年于人形机器人领域颇受关注的波士顿动力等企业。

4.优必选科技、本田、索尼、丰田等企业为技术布局覆盖度较为全面的申请人

不同企业在人形机器人的技术专利申请方面往往会侧重于不同的技术分支。整体而言，优必选科技、本田、索尼、丰田等企业为技术布局覆盖度较为全面的申请人。

以核心零部件、驱动控制、本体结构三个技术分支来看，优必选科技的专利申请数量均排在中国第一、全球第二(报告所提及的“核心零部件”包括减速器、电机、编码器；“驱动控制”包括能源系统、动力系统、运动控制；“本体结构”包括头部、肩颈、手臂、下肢、胸腹、关节、其他结构)。

人形机器人被视作“第四次工业革命”的标志性产品，从技术专利数量可以看出，中国企业和机构已经率先进行了大量的前瞻性技术布局，这将为中国迎接新技术浪潮打下坚实的技术基础。

审核编辑：黄飞