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人机交互技术突破 解锁人形机器人“察言观色”密码

发布时间： 2025-06-27

当2024年春晚的仿生机器人方阵踏着精准舞步向观众致意时，这场跨越实验室与大众舞台的对话，标志着人形机器人交互技术的历史性突破，更预示着“能感知、会思考、懂情感”的智能体正加速融入人类生活。近日，清华大学长聘副教授、博士生导师，国家青年特聘专家高跃受邀“科创中国”平台，在访谈中深度解析我国人形机器人人机交互领域的创新逻辑与未来图景，从多模态感知到情感交互，描绘出一幅人机共生的未来画卷。

多模态感知融合破解交互壁垒

在谈及人形机器人如何更好与人互动，高跃认为核心在于打通“感知、决策、执行”的闭环。一方面，机器人需精准执行人类指令：春晚机器人方阵的协同舞蹈背后，是动作控制系统对毫秒级指令的响应；另一方面，机器人更需主动地感知人类意图并给予反馈：重庆养老社区的陪护机器人通过分析老人语音震颤与步态变化，预判情绪波动并启动安抚程序。这种“感知”到“响应”的闭环建立，源于多模态技术的融合突破。

高跃指出，在诸多感知维度中，视觉感知占据重要地位。如何赋予机器人如同人类般敏锐且稳定的环境视觉察觉能力，是亟待解决的关键问题。尽管视觉传感器（如相机）及其解决方案相对成熟，但如何通过先进算法高效处理海量视觉信息、特别是非标准场景下的视觉感知仍是紧要挑战。

听觉感知同样至关重要，尤其是在嘈杂或多语言环境下精准识别和理解人类话语的能力，仍需持续突破。虽然声音传感器技术也较为完善，但实际应用中的鲁棒性仍需提升。

相较之下，触觉感知的发展相对滞后。目前的人形机器人主要依靠视觉和听觉方案来实现与现实世界的互动，但触觉作为物理接触的重要感官，也是人形机器人真正实现大规模应用的关键一环。尽管近年来在我国在触觉传感器研发上取得较多进展，但整体技术成熟度仍有不足，目前还是难以复现人类手部精细操作的感知能力，还有很长的一段路要走。

高跃指出，当前我们面临的最关键挑战是如何有效融合视觉、听觉、触觉等不同模态的传感数据，构建机器人对物理与人文环境的综合理解能力。这种多模态感知融合，是实现人形机器人智能交互、真正融入人类生活的技术关键。

智能化交互助力应用场景构建

如今，人形机器人应用场景的裂变见证着交互技术的渗透。银行机器人“大堂经理”礼貌回应客户咨询，酒店配送机器人托着餐盘穿越人群，农业机器人替代人类采摘果实，这些曾属于科幻电影的桥段已成现实。更具革命性的是危险场景中的替代：在地形复杂的地下管道中，机器人携带传感器精准锁定漏点位置；地震废墟间，机器人驮着医疗包深入狭缝。而在家庭场景，交互正从功能服务升维至情感连接：家用机器人不再机械应答，而是学习主人偏好定制菜谱；自动绘制家居地图时，机器狗已在门廊摇尾迎接归人。高跃畅想：“未来的家庭机器人将整合清洁、烹饪、安防功能，在你回家前备好晚餐、调亮暖灯——整套服务如同拥有一位体贴的管家。”

同时，高跃强调，人机情感交互的深化也在为教育、医疗、服务等关键民生领域带来革命性变革，努力通过智能化交互解决长期存在的资源不均与能力瓶颈问题。从教育领域来看，机器人能通过对每个学生学习特点、进度的深度分析，量身定制教学方案，通过情感智能技术识别学生的情感状态，动态调整教学内容和方式，使个性化教育从稀缺走向普及。从医疗资源入手，机器人通过面部表情识别与语音分析技术，有望实时感知患者的情感变化，为其提供情感支持，帮助缓解孤独感和焦虑感，让更多患者享受高质量医疗服务，在照护老年人、孤独症患者等方面具有极大的优势。从企业服务角度考虑，情感智能技术的应用能够显著提升客户体验和满意度。通过分析客户的情感状态，企业能够精准调整服务策略。例如，在客户咨询中，机器人可以根据客户的情感反馈，来调整语气和服务态度。

“情智兼备”打开人机交互新时代

交互技术进化的终极命题是产生共鸣。高跃认为，“从‘标准化应答’迈入‘情感化共鸣’是需要长时间探索的重要课题”，人类社会的交流本质上是非标准化的。动作表情、方言俚语、地域手势构成真实交互的机理，而这些则是人形机器人的认知盲区。高跃表示，尽管我国在情感智能领域已经快速发展，但在实现“情智兼备机器人”的过程中，仍有几方面亟待突破。

一是语境理解的进化能力。人的情感表达具有个体差异，同样的表情或语句在不同个体、不同语境下的解读可能存在本质区别，非规范对话（如方言俚语、反讽）甚至规范对话的解析都需要跨越语言表层，捕捉文化语境与情感意图。因此，人工智能需要具备个性化情智分析能力，能够根据个体差异进行精准识别，避免情感误读。

二是情感计算技术的升级。将微表情、手势等非语言信号转化为情感标签是情感交互的重要一环。人类情感的是通过多个感官的交织与互动实现的，然而目前的机器人往往只能依赖单一感官（如语音或面部表情）进行情感识别，在多模态数据的高效融合、多源异构数据一致性和时间同步方面还存在挑战。

三是提升仿生化情感交互的能力。技术突破在推进数字生命体识别人类情绪的同时，仍需突破“机械式回应”的瓶颈。现有的交互技术虽能完成基础对话，却在情感表达的层次性、语境适配性和微表情协同等方面，尚未达到人类自然交互的“情感沉浸”标准，同时动作、距离等非语言行为的跨文化差异，也对机器人的“场景化认知”能力提出要求。

在高跃看来，“当机器人能理解幽默、感知情绪时，技术才真正有了温度。”从工厂车间的精密协作到养老社区的温暖守护，中国人形机器人正以“硬科技+软交互”的双螺旋，书写智能文明的新范式。当机器学会在递咖啡时调整握杯力度，在听笑话时眨动光学镜头，人类终将明白：技术的温度不在于复刻血肉之躯，而在于对生命需求的深刻应答。（作者：袁源）