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2024年5月29日,中國(廣州)國際物流裝備與技術(shù)展覽會(huì)(LET 2024)在廣州·廣交會(huì)展館D區(qū)盛大開幕。650余家頂尖物流裝備品牌企業(yè)共赴盛會(huì),圍繞如今物流領(lǐng)域備受關(guān)注的“數(shù)智工廠”“智慧物流” “人形機(jī)器人”三大核心主題進(jìn)行產(chǎn)品展示,本文專門對(duì)“人形機(jī)器人”這一主題進(jìn)行專題探討。
近年,經(jīng)過短暫的消沉之后,人型機(jī)器人漸成熱點(diǎn),車企首先掛帥,除了特斯拉、小米人型機(jī)器人相繼推出外,又一家車企也在近日入局——奇瑞公布人形機(jī)器人開發(fā)計(jì)劃,而眾多的創(chuàng)新企業(yè)正把人型機(jī)器人作為突破點(diǎn)。
各級(jí)政府也十分重視,工信部發(fā)布《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》,上海市政府也明確表示,支持加快開源人形機(jī)器人原型機(jī)研發(fā),那么,國產(chǎn)人形機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展如何呢?何時(shí)能量產(chǎn)?何時(shí)通用?這都是業(yè)界關(guān)心的問題。
一、車企掛帥
近年,人形機(jī)器人迎來了高光時(shí)刻,而在這大潮中,汽車制造商是一支不可忽視的力量,先有新能源汽車翹楚特斯拉的馬斯克,再有投身汽車的小米雷軍,更有造車新勢(shì)力之一的小鵬。(詳細(xì)內(nèi)容可參考本公眾號(hào)2023-11-03的原創(chuàng)文章《為什么汽車制造商“鐘愛”人形仿生機(jī)器人?》)
近期,奇瑞宣布將邁入人形機(jī)器人工程的前沿,同時(shí)推出了一款全新的雙足機(jī)器人,其名為Mornine,第一階段是進(jìn)入門店做導(dǎo)購;還有比亞迪、廣汽集團(tuán)等車企都已經(jīng)開始或者準(zhǔn)備涉足人形機(jī)器人賽道,目前所知,比亞迪已成為特斯拉Optimus的股東之一。
為什么汽車制造商鐘愛人形機(jī)器人,因?yàn)槠渑c自動(dòng)駕駛有強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。人形機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)步,諸如算力提升、核心元器件性能提升、人工智能技術(shù)進(jìn)步等與汽車制造、特別是自動(dòng)駕駛有著千絲萬縷的聯(lián)系。
自動(dòng)駕駛技術(shù),可以遷移到人形機(jī)器人的制造上,二者之間一脈相承,自動(dòng)駕駛技術(shù)為人形機(jī)器人搭建了技術(shù)框架,人形機(jī)器人的反饋機(jī)制本質(zhì)上是與自動(dòng)駕駛相同的架構(gòu),即感知層-決策層-執(zhí)行層。
在人形機(jī)器人制造上,汽車制造商最大程度上利用在造車和自動(dòng)駕駛方面的優(yōu)勢(shì),特別是自動(dòng)駕駛研發(fā)過程中積累的算法經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)能力、AI芯片能力、模型訓(xùn)練能力等,而人形機(jī)器人的電控系統(tǒng)、控制算法可以借鑒和利用汽車智能技術(shù)。
對(duì)于人形機(jī)器人,特斯拉采用車域控制器的控制方式并復(fù)用自動(dòng)駕駛系統(tǒng),通過閉環(huán)數(shù)據(jù)引擎,不斷升級(jí)的感知、規(guī)劃控制算法以及高算力、模型訓(xùn)練效率,打通“感知-認(rèn)知-決策”鏈路,使人形機(jī)器人擁有了智能屬性。
無論是傳統(tǒng)汽車,還是新能源汽車,都需要強(qiáng)大的供應(yīng)鏈,而汽車制造商要推出人形機(jī)器人,同時(shí)需要強(qiáng)大的供應(yīng)鏈,令人欣喜的是,汽車供應(yīng)鏈企業(yè)正在撬開人形機(jī)器人賽道的大門。
汽車零部件廠商和供應(yīng)鏈企業(yè)正在積極拓展這一賽道,包括精密減速器、伺服電機(jī)、絲杠、傳感器、電池等等,涉及成千上萬家供應(yīng)商,這為汽車工業(yè)實(shí)現(xiàn)人形機(jī)器人量產(chǎn)準(zhǔn)備了條件。
作為汽車行業(yè)的領(lǐng)軍人物入局人形機(jī)器人,其意義在于它們這樣的頭部科技企業(yè)、產(chǎn)業(yè)資源為市場(chǎng)樹立了人形機(jī)器人制造的標(biāo)桿作用,起到帶動(dòng)作用,更容易將人形機(jī)器人推向量產(chǎn),甚至商用。
從人形機(jī)器人的發(fā)展史來說,本田ASIMO、波士頓動(dòng)力Atlas代表的技術(shù)驗(yàn)證期,而以特斯拉Optimus為代表的汽車制造商人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè),則是商業(yè)試水期,一個(gè)新的人形機(jī)器人時(shí)代正在開啟。
其實(shí),這兩年,不僅汽車制造商及供應(yīng)商,一些產(chǎn)業(yè)界的巨頭,包括國際的和國內(nèi)的都開始布局人形機(jī)器人賽道,從整機(jī)到核心零部件,再到智能控制、智能計(jì)算。相比于學(xué)院派,初創(chuàng)公司,產(chǎn)業(yè)資本為代表汽車工業(yè)致力于人形機(jī)器人,必將利用其產(chǎn)業(yè)資源,使人形機(jī)器人發(fā)展取得飛躍。
二、技術(shù)突破
人形機(jī)器人是技術(shù)、制造、服務(wù)三個(gè)核心能力的交匯點(diǎn),也是軟硬件跟AI技術(shù)融合的制高點(diǎn),是智能制造皇冠上的明珠。但人形機(jī)器人技術(shù)的復(fù)雜性,導(dǎo)致整機(jī)系統(tǒng)的研制具有很高的挑戰(zhàn)性。人類雙足直立行走、雙手操作工具都是歷經(jīng)上百萬年進(jìn)化而來,靠人為設(shè)計(jì)去模仿逼近,工程難度可見一斑。
我國2023年發(fā)布的《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》首次以單獨(dú)文件形式,以2025年為時(shí)間節(jié)點(diǎn),提出了清晰的技術(shù)目標(biāo):“大腦、小腦、肢體”等一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破,確保核心部組件安全有效供給,同時(shí)強(qiáng)調(diào),加快開源人形機(jī)器人原型機(jī)研發(fā)。
為了便于理解,我們可以把人形機(jī)器人技術(shù)分為硬件與軟件兩大類:硬件,就是制造機(jī)器人的各類常用硬件,比如控制器、傳感器等;軟件,則是指各種人工智能模型,二者的關(guān)系是,軟件系統(tǒng)是靈魂,硬件支撐是剛需。就目前來看,軟硬件都有較高的門檻、較高的難度。
1、硬件
一臺(tái)人形機(jī)器人,包含數(shù)千個(gè)零部件,涉及各種尖端技術(shù),堪稱人類生產(chǎn)制造的最先進(jìn)硬件之一,按照《意見》部署,硬件就是要形成機(jī)器肢關(guān)鍵技術(shù)群,機(jī)器體關(guān)鍵技術(shù)群。
談到人形機(jī)器人的硬件,我們有必要從“具身智能”這個(gè)概念說起,就是要讓人工智能擁有一個(gè)智能硬件載體,也就是說要給人工智能這個(gè)聰明的“頭腦”裝上一副“身體”,而我們說到的人形機(jī)器人硬件,則是集各類核心尖端技術(shù)于一體的載體,是具身智能的代表產(chǎn)品。
國家創(chuàng)新發(fā)展意見中要求,突破機(jī)器人高轉(zhuǎn)矩密度伺服電機(jī)、高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制等核心技術(shù),目前人形機(jī)器人技術(shù)硬件主要“卡點(diǎn)”在下肢行走和雙手的精細(xì)操作方面。
要形成機(jī)器肢關(guān)鍵技術(shù)群,就要求關(guān)節(jié)速度要快,體積要小,重量要輕,高功率密度是面臨的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn),包括高光密度的電機(jī)、有更大緊縮比的緊縮器以及形成高集成的一體化的關(guān)節(jié)。
人形機(jī)器人的核心技術(shù),是高性能的關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù),一個(gè)人型機(jī)器人至少得搭載20個(gè)以上的關(guān)節(jié)電機(jī),占其成本三分之一以上,并且控制實(shí)時(shí)性要求非常的高。
動(dòng)力部件的功率密度跟人形機(jī)器人真正實(shí)現(xiàn)靈巧運(yùn)動(dòng)還是有一定差距,傳感器怎么樣在小體積下做到高精度的響應(yīng),都是我們面臨的挑戰(zhàn)。近日傳出,北京航空航天大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)歷時(shí)15年,自主研發(fā)了微尺寸仿生機(jī)器人——“昆蟲”機(jī)器人,而“昆蟲”機(jī)器人最主要的突破是動(dòng)力技術(shù)。
小米人形機(jī)器人CyberOne上肢關(guān)節(jié)電機(jī),是小米自研了一枚重量?jī)H為500g,額定輸出扭矩高達(dá)30N·m的高效電機(jī),保證了上肢靈活性;髖關(guān)節(jié)主要電機(jī)瞬時(shí)峰值扭矩可達(dá)300N·m,配合自研的人形雙足控制算法,行走姿態(tài)更加平穩(wěn)。
小米的人形機(jī)器人CyberOne更多的采用了以高性能、小型化電機(jī)為主的干系統(tǒng),迎合了新能源時(shí)代下智能汽車從濕系統(tǒng)逐步替換成干系統(tǒng)的大趨勢(shì)。從整機(jī)來講,應(yīng)用需要降低成本,這依賴核心硬件——零部件的成本的降低,同時(shí)還要提高其可靠性。
所幸的是,關(guān)于硬件方面,我國在生產(chǎn)制造、迭代速度、成本等多方面都更具優(yōu)勢(shì),基于全世界最高效、最龐大的供應(yīng)鏈體系,人形機(jī)器人硬件制造是我國的強(qiáng)項(xiàng)。
4月在京舉辦的人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)大會(huì)上,上百家企業(yè)攜最新產(chǎn)品亮相,展示出產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)的優(yōu)勢(shì),越來越多人形機(jī)器人產(chǎn)品涌現(xiàn)出來,必然將反向推動(dòng)人形機(jī)器人核心零部件迎來一波迭代升級(jí)。
2、軟件
人形機(jī)器人的制造,僅靠硬件的研發(fā),遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,軟件也必須跟進(jìn)。不可否認(rèn),當(dāng)前所推出的人形機(jī)器人,動(dòng)作緩慢略顯笨拙,或無面部表情,或有也顯得僵硬,這是由于軟件的發(fā)展仍處于初期,整體技術(shù)有待突破。
軟件技術(shù)包括復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)建模和控制問題,有三條技術(shù)路線,一個(gè)是從機(jī)理出發(fā),對(duì)整機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的建模,然后進(jìn)行設(shè)計(jì),進(jìn)行規(guī)劃控制;第二種是特斯拉展示的人的運(yùn)動(dòng)映射到機(jī)器人上面;第三個(gè)機(jī)理模型需要依賴模型的準(zhǔn)確性,對(duì)于復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)需要人的介入。
第一種,通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)生成各種動(dòng)作,然后用它的基本步態(tài),來融合形成環(huán)境的適應(yīng)性,能夠自動(dòng)選擇步態(tài)的組合;特斯拉應(yīng)用的是第二種技術(shù)路線,亮點(diǎn)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完全端到端訓(xùn)練:輸入視頻,輸出控制。
這類似于特斯拉自動(dòng)駕駛FSD V12開發(fā)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練 —— 處理所有輸入信號(hào),輸出駕駛決策,直接復(fù)用其電動(dòng)車成熟的視覺系統(tǒng),F(xiàn)SD是特斯拉的自動(dòng)駕駛解決方案,也是特斯拉人形機(jī)器人的“大腦”。
小米人形機(jī)器人CyberOne搭載自研Mi-Sense深度視覺模組,做到對(duì)環(huán)境的全面理解,多模態(tài)結(jié)合的推理和交互,擁有完整的三維空間感知能力。
目前,各種技術(shù)路線都有突破,但作業(yè)對(duì)象的適應(yīng)性、環(huán)境的適應(yīng)性還是非常的有限的。如何把機(jī)器人環(huán)境、任務(wù)融合起來發(fā)展,如何把技術(shù)路線打通,依然需要我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>
運(yùn)動(dòng)控制是非常重要的基礎(chǔ),首要的問題是人形機(jī)器人系統(tǒng)的不穩(wěn)定,穩(wěn)定控制很難,能夠到一個(gè)真實(shí)的環(huán)境里面適應(yīng)各種環(huán)境的擾動(dòng),保持穩(wěn)定性以及作業(yè)的準(zhǔn)確性,這都是它的難點(diǎn)。
國家創(chuàng)新發(fā)展意見中要求,對(duì)軟件的要求是突破仿生感知與認(rèn)知、智能靈巧手、電子皮膚等核心技術(shù),一些人形機(jī)器人的設(shè)計(jì)重點(diǎn)聚焦在與人類實(shí)現(xiàn)互動(dòng),擁有面部識(shí)別、語音合成和自然語言處理等功能,能夠參與同人類的對(duì)話并理解人類情感。
近日的一則消息令人鼓舞,中科大90后博士成功研發(fā)出人形情感交互機(jī)器人,擁有高度仿真的面部表情和觸感,能夠與人類進(jìn)行自然的對(duì)話和互動(dòng)。技術(shù)要點(diǎn)是通過部署30個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)柔性面部,結(jié)合人工智能算法去模擬真人的面部表情,呈現(xiàn)出真實(shí)自然的表情。
毫無疑問,人工智能技術(shù)的發(fā)展可以幫助人形機(jī)器人更準(zhǔn)確地理解人類語言,聽懂人的指令,識(shí)別環(huán)境信息,并做出更合理的決策和行動(dòng)。
目前的人工智能正在邁向通用智能的路上,人工智能驅(qū)動(dòng)的人形機(jī)器人極大地提高了通用性,克服了編程人形機(jī)器人的專屬性,不是只能干一件事情,而是能夠在多種場(chǎng)景中執(zhí)行任務(wù)。
就人工智能技術(shù)本身來說,我國與西方差距并不大,在算力芯片上稍有不足。近日傳出阿里云去年推出的新一代HPN7.0架構(gòu),極有可能取代此前谷歌提出的Jupiter架構(gòu),成為下一代AI網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn),作為AI基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵底層技術(shù),將大大有利于中國大模型發(fā)展及應(yīng)用落地。
這一消息,對(duì)人形機(jī)器人技術(shù)來說,有兩點(diǎn)啟示,一是為人形機(jī)器人利用人工智能技術(shù)提供了方便;二是在國際科技巨頭們競(jìng)相角力中,中國企業(yè)能夠占據(jù)了先機(jī),必須占據(jù)先機(jī)。
目前,真正把大模型部署到人形機(jī)器人上面,還是有很多的局限性?,F(xiàn)在的大模型依然靠數(shù)據(jù),有一定的泛化能力,還是需要優(yōu)化,如何把大模型融合到機(jī)器人里面,實(shí)現(xiàn)真正能夠作業(yè)的具身智能,還是需要研究探索。
未來幾年,人工智能將成為其發(fā)展驅(qū)動(dòng)力,人工智能技術(shù)正在一日千里地邁向通用人工智能突破的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),人形機(jī)器人也在以非常規(guī)的加速度發(fā)展,現(xiàn)在可以說,是人形機(jī)器人大模型AI技術(shù)突破臨界點(diǎn)。
人形機(jī)器人公司“加速進(jìn)化”認(rèn)為,構(gòu)建壁壘的不在大腦、小腦、本體,而是操作系統(tǒng)和計(jì)算單元,未來的機(jī)器人一定要有自己的計(jì)算單元,即SoC芯片。另一方面是操作系統(tǒng),機(jī)器人在未來肯定會(huì)有對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)和開發(fā)工具,這樣其他開發(fā)者才能在上面搞二次開發(fā)。
人形運(yùn)控產(chǎn)品壁壘極高,求解涉及大量物理數(shù)學(xué)原理,運(yùn)控算法復(fù)雜,自研構(gòu)型稀缺,開發(fā)難,軟件工程復(fù)雜度也很高,解耦難度大,挑戰(zhàn)諸多。
3、通用性
這里還要談到人形機(jī)器人的通用性問題。人形機(jī)器人更強(qiáng)調(diào)類人的形態(tài),這種類人的形態(tài)使得它更加適應(yīng)建設(shè)的環(huán)境,并且能夠有更好的人機(jī)交互感受,進(jìn)一步說就是在作業(yè)上有更強(qiáng)的通用性和適用性。
人形機(jī)器人的通用性可以無縫替換人類所從事的一些工作,專用機(jī)器人有更強(qiáng)的負(fù)載、更精準(zhǔn)的節(jié)拍,但無法直接實(shí)現(xiàn)無縫替換,也就是說在各種環(huán)境里面執(zhí)行各種任務(wù),這對(duì)它的智能性提出了更高的要求,所以說,通用性也是人形機(jī)器人發(fā)展的一個(gè)重要目標(biāo)。
為此,要聚焦通用機(jī)器人底層技術(shù),不斷攻克核心零部件 (執(zhí)行、感知) 能力瓶頸,讓機(jī)器人技術(shù)真正通用化、普及化。在人形機(jī)器人研發(fā)上,小米堅(jiān)持開源開放,為超過116家科研院所、高校、機(jī)構(gòu)提供全套的開源平臺(tái)。人形機(jī)器人正在邁進(jìn)通用機(jī)器人的關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn),期待國產(chǎn)人形機(jī)器人能夠引領(lǐng)“具身智能”時(shí)代的到來。
為了便于敘述,我們把人形機(jī)器人的技術(shù)分為硬件與軟件,真實(shí)的情況是二者是融合的,通過小腦做出動(dòng)作,通過大腦進(jìn)行決策,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境當(dāng)中操作多種機(jī)器設(shè)備的通用性。
技術(shù)突破的方式以應(yīng)用來遷移,通過整機(jī)來帶動(dòng)整個(gè)生態(tài)的發(fā)展,包括部件、整機(jī)系統(tǒng)里的大腦、小腦以及我們要去支持這些研究開發(fā)研制的供應(yīng)鏈和工具鏈。
為了推動(dòng)通用人形機(jī)器人快速融入智能產(chǎn)線,需通過智能工業(yè)大模型,將不同品牌和不同結(jié)構(gòu)的通用人形機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人、智能AMR等生產(chǎn)參與者在數(shù)據(jù)底層打通,形成生產(chǎn)環(huán)境的全感知視角,實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)引導(dǎo)的協(xié)同生產(chǎn)。
人形機(jī)器人的技術(shù)突破,還有政策的東風(fēng),7部委發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》中,作為未來打造的標(biāo)志性產(chǎn)品、人形機(jī)器人排在第一位,已經(jīng)成為了國家的戰(zhàn)略性的新興技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的方向。
對(duì)于人型機(jī)器人制造企業(yè)來說,人形機(jī)器人的制造也是按技術(shù)進(jìn)步,分步驟進(jìn)行的,小米人形機(jī)器人選擇了從智能制造領(lǐng)域切入,從零部件到硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、運(yùn)控、感知等各個(gè)維度全覆蓋,已完成了一代雙足機(jī)器人的原型機(jī)研發(fā)以及兩代四足機(jī)器人的研發(fā)。
奇瑞對(duì)人形機(jī)器人的規(guī)劃主要分為三個(gè)階段:第一階段,Mornine主要是充當(dāng)汽車市場(chǎng)服務(wù)人員;第二階段,奇瑞將進(jìn)一步完善人形機(jī)器人的動(dòng)作豐富度,提升人形機(jī)器人的行走以及移動(dòng)導(dǎo)航能力;第三階段,Mornine圍繞場(chǎng)景出發(fā)提供多種服務(wù)。
目前,國內(nèi)的人形機(jī)器人普遍是趨于單體控制,考慮到多機(jī)器人協(xié)同性以及任務(wù)規(guī)劃性,發(fā)展方向肯定會(huì)趨于一個(gè)集群控制,協(xié)同作業(yè)。
工信部印發(fā)的《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》要求,到2025年,中國人形機(jī)器人創(chuàng)新體系初步建立,一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破,整機(jī)產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平,總的來講,我國人形機(jī)器人進(jìn)入新的突破期,從原來實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)的研發(fā)進(jìn)入到產(chǎn)品的樣機(jī)以及未來產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的早期階段。
三、未來猜想
人形機(jī)器人本身并不是一個(gè)新鮮事物,它的研發(fā)始于上世紀(jì)七八十年代,由于控制技術(shù)和算法難以滿足人形機(jī)器人復(fù)雜的技術(shù)要求,一直難以落地應(yīng)用。
今天,人形機(jī)器人正處于從實(shí)驗(yàn)室邁向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),2024年有望成為人形機(jī)器人量產(chǎn)元年,說到人形機(jī)器人,不少人會(huì)問,為什么要人型機(jī)器人,是為了炫酷?
其實(shí),只有把機(jī)器人設(shè)計(jì)成人的樣子、擁有人的運(yùn)動(dòng)能力時(shí),機(jī)器人才能更好適應(yīng)環(huán)境、駕馭更多工具,從而真正具備通用性。具體地說,人形機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)在于,它可以覆蓋人類在流水線中的大部分場(chǎng)景,憑借接近人類的四肢靈巧性在復(fù)雜的環(huán)境中活動(dòng),支持一些復(fù)雜工業(yè)操作,科技越是進(jìn)化,就越接近生命的形態(tài)。
當(dāng)然,還涉及到心理因素,人類天然對(duì)人形感到更親切,有專家認(rèn)為,人形機(jī)器人不僅僅是工具,更是具有獨(dú)立思考和情感的生命體。
綜合眾多業(yè)界專家與學(xué)者的意見,人型機(jī)器人應(yīng)用落地路線圖是:工廠-家庭-所有行業(yè);時(shí)間表呢?2025年起步,2030年開始爆發(fā);場(chǎng)景則是商用、工廠與家庭,階段目標(biāo)則可分為:短期-中期-長期;市場(chǎng)規(guī)模:2024年27.6億元,2030年達(dá)1192.46億元,而應(yīng)用落地的兩只攔路虎則是功能有限、價(jià)格昂貴。
短期內(nèi),進(jìn)入工廠打工;中期,進(jìn)入家庭、農(nóng)業(yè)、建筑工地等場(chǎng)景;長期,千行百業(yè)都可以由人形機(jī)器人來干,總的一個(gè)原則是,環(huán)境惡劣或內(nèi)容重復(fù)、繁重、危險(xiǎn)的工作,都是人形機(jī)器人優(yōu)先進(jìn)入的場(chǎng)景。
家庭和商業(yè)場(chǎng)景更復(fù)雜的環(huán)境和靈活多元的人機(jī)交互需求,使得人形機(jī)器人大規(guī)模商業(yè)化尚有不確定性,但在工業(yè)制造領(lǐng)域已具備較好的應(yīng)用基礎(chǔ),智能制造將成為人形機(jī)器人首個(gè)大規(guī)模應(yīng)用的領(lǐng)域。基于我國龐大的市場(chǎng)、完善的數(shù)字化和智能化基礎(chǔ),我國在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用、場(chǎng)景創(chuàng)新方面具有優(yōu)勢(shì)。
工信部《意見》要求,短期內(nèi)整機(jī)產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平,并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),在特種、制造、民生服務(wù)等場(chǎng)景得到示范應(yīng)用。人形機(jī)器人的落地一直是一個(gè)較大的問題,今天,人形機(jī)器人進(jìn)工廠有望最先實(shí)現(xiàn)。
我們說過,汽車工業(yè)率先制造人形機(jī)器人,大多希望機(jī)器人能夠用于汽車生產(chǎn)線的柔性工作,其實(shí),汽車工廠也是其最看好的應(yīng)用場(chǎng)景之一。高度發(fā)展的汽車工業(yè)智能生產(chǎn)線,仍有不少任務(wù)機(jī)械臂做不了,必須交給人形機(jī)器人。特斯拉Optimus的“工作地點(diǎn)”瞄準(zhǔn)的落地點(diǎn)就是特斯拉的工廠里。
這一希望,正在破零,前幾天,特斯拉的人形機(jī)器人Optimus(擎天柱)在工廠中精確封裝電池的視頻在網(wǎng)上刷屏,兌現(xiàn)了特斯拉CEO埃隆·馬斯克所說的“爭(zhēng)取年底讓擎天柱進(jìn)工廠測(cè)試”的目標(biāo)。
優(yōu)必選也披露其下人形機(jī)器人在工廠“打工”的鏡頭,早在今年2月,人形機(jī)器人Walker S已經(jīng)進(jìn)入新能源汽車工廠,在流水線上,和人類協(xié)作完成汽車裝配及質(zhì)量檢查作業(yè),這是全球首例人形機(jī)器人“實(shí)訓(xùn)”測(cè)試。
何小鵬曾表示,在2024的這個(gè)時(shí)點(diǎn)到來時(shí),雙足機(jī)器人已經(jīng)在小鵬自己的體系里使用;小米人形機(jī)器人正扎根小米智能生產(chǎn)線上多個(gè)場(chǎng)景,在多個(gè)功能上做產(chǎn)品技術(shù)的驗(yàn)證,以實(shí)現(xiàn)人形機(jī)器人在制造場(chǎng)景當(dāng)中的數(shù)據(jù)積累和模型迭代,其在生產(chǎn)線上的應(yīng)用也是指日可待。
但業(yè)內(nèi)估算2035年才會(huì)有大量的人形機(jī)器人進(jìn)入制造業(yè),并且即便到那時(shí)也會(huì)是人與機(jī)器人協(xié)作的生產(chǎn)模式。
對(duì)于服務(wù)類和消費(fèi)類領(lǐng)域,我國在這方面有豐富的應(yīng)用場(chǎng)景和巨大的消費(fèi)群體,在技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)應(yīng)用等方面都會(huì)走在世界前列,發(fā)展?jié)摿薮?。然而,目前以上令人心?dòng)的應(yīng)用,只是試用,或者說只是噱頭,
量產(chǎn)是應(yīng)用落地的一個(gè)重要指標(biāo),工信部印發(fā)的《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》也提到,到2025年,中國人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),時(shí)間緊迫。
據(jù)說,特斯拉人形機(jī)器人Optimus預(yù)計(jì)2024年開始少量試產(chǎn),而國產(chǎn)人形機(jī)器人則有量產(chǎn)的消息傳出,最近傅利葉智能公司放出了一則視頻,標(biāo)題為“人形機(jī)器人GR-1量產(chǎn)如期而至”,傅利葉智能成立于2015年,是一家通用機(jī)器人平臺(tái)型企業(yè)。
目前,我國多家人形機(jī)器人企業(yè)的產(chǎn)品已經(jīng)開始小批量生產(chǎn)和交付,客戶主要是智能制造企業(yè),可以說是量產(chǎn)爬坡階段。人形機(jī)器人在制造系統(tǒng)的落地可分階段進(jìn)行,發(fā)展路徑為從單點(diǎn)到多點(diǎn),然后融入到智能制造系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行規(guī)模化的應(yīng)用,最后發(fā)展為生態(tài)。
對(duì)于人形機(jī)器人在未來工廠的應(yīng)用,小米有一個(gè)721黃金法則,即在未來的智造體系里,自動(dòng)化設(shè)備、人形機(jī)器人、人將以7比2比1黃金法則來組成,打出高效的配合戰(zhàn),也就是說,20%工作量由人形機(jī)器人來完成。
量產(chǎn)與商業(yè)化,一大阻礙是價(jià)格,起初,一臺(tái)人形機(jī)器人要幾百萬、上千萬,當(dāng)然離商用遙遙無期,人形機(jī)器人廣泛進(jìn)入生活,成為大眾化設(shè)備,價(jià)格自然是重要的。
目前,人形機(jī)器人的推廣也面臨一個(gè)不可忽視的阻礙因素——價(jià)格,先進(jìn)技術(shù)和復(fù)雜的工程使得其生產(chǎn)成本較高,這一成本因素可能會(huì)限制其普及性和實(shí)用性,作為一個(gè)產(chǎn)品來講,它要實(shí)現(xiàn)高可靠性低成本。
量產(chǎn)必然帶來價(jià)格的下降,但是下降到什么程度呢?業(yè)界專家有個(gè)評(píng)估:英偉達(dá)CEO黃仁勛表示,售價(jià)可能不會(huì)超過1萬—2萬美元;馬斯克表示,特斯拉的人形機(jī)器人售價(jià)可能低于2萬美元;國內(nèi)行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)評(píng)估,價(jià)格在幾萬元到幾十萬元不等,猶如汽車,與配置有關(guān)。近日,宇樹科技發(fā)布了其人形智能體Unitree G1,公布的價(jià)格是9.9萬元起,然而,動(dòng)則七八萬的價(jià)格,普通人家怕難承受。
毫無疑問,人形機(jī)器人的落地應(yīng)用,已經(jīng)是現(xiàn)在進(jìn)行時(shí),正在加速從科幻奔向現(xiàn)實(shí),不久的將來,人形機(jī)器人有望成為電腦、智能手機(jī)那樣的顛覆性產(chǎn)品,而且與前二者深度融合,將深刻變革人類生產(chǎn)生活方式。
最后說一下人形機(jī)器人是否會(huì)搶走人類的工作機(jī)會(huì)?回答是,人形機(jī)器人將代替人類去做人類不想做的那些危險(xiǎn)、枯燥、辛苦的工作,而生產(chǎn)力革命也將催生大量前所未見的工作機(jī)會(huì),讓更多人可以從事更具有創(chuàng)造性的工作。
結(jié)語:所有的人形機(jī)器人都一樣,都是處在持續(xù)演進(jìn)過程中,曾經(jīng)聽起來很遙遠(yuǎn)的人形機(jī)器人量產(chǎn),如今看來,離我們不遠(yuǎn)了。但要注意的是,看似已成熟的技術(shù)用在新的領(lǐng)域就會(huì)暴露出新的問題,邁過技術(shù)驗(yàn)證階段之后,想要把人形機(jī)器人打造成一款產(chǎn)品推向市場(chǎng)還有很長的路要走。
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