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人形机器人要来了?马斯克和雷军靠谱吗?

2022/8/30 12:47:00

文/王云辉

最近,人形机器人再一次成为了舆论焦点。

8月11日,小米发布人形机器人“铁大”(CyberOne)。根据官方资料,这个高 1.77米,体重52公斤的机器人,拥有21个自由度,可识别6类45种人类语义情绪,成本在60万元-70万元之间,目前尚无法量产。

在此之前,特斯拉CEO(首席执行官)马斯克也已经宣布,将在9月30日发布“特斯拉今年最重要的产品”——人形机器人原型机“擎天柱”(Optimus),并表示未来它将用于替代人类,从事重复性高、单调枯燥的危险工作。

受两大科技公司消息影响,人形机器人概念迅速爆热。

自今年6月,擎天柱命名公布至今,A股市场的机器人指数(Wind,万得)已经上涨超过30%,有的公司股价甚至上涨超过200%。

甚至有人认为,人形机器人有望引领人工智能场景的下一波浪潮,带来万亿级别的市场新蓝海。

根据麦肯锡报告预测,到2030年全球约4亿人的岗位,将被自动化机器机器人取代。其中,人形机器人也必将成为一个万亿级的新市场。

然而,擎天柱和铁大真的能为我们撑起这个想象的未来吗?

【1】

首先,我们必须有一个清醒的认识:

这不是人类第一次追逐人形机器人,也绝不会是最后一次。

从几千年前,《列子·汤问》里的偃师传说,到15世纪末,达·芬奇用风车和水力驱动“机器武士”的设计草图;

从1927年,美国西屋公司可以接听电话、回答问题的“Televox”,到日本本田公司历经7代发展,刚刚于今年上半年退役的“ASIMO”……

从古至今,几乎每一个时代,我们都没有停止过研制“人形机器人”的梦想与尝试。

而每一次的重大技术革命,也都带动了人形机器人的新一轮发展。

尤其是深度学习的人工智能突破,已经在最近几年,带来了机器人产业的又一次爆发。

最具代表性的一个案例,则是波士顿的“Atlas”。

2013年,“Atlas”初代机亮相时,受到最严峻的考验,只是在碎石堆上行走,以及用“金鸡独立”姿态承受摆球撞击;

而到2020年,它已经能够在研究团队没有对行动进行提前规划的情况下,只根据一张地图和自己的环境感知,便顺利完成很多普通人都完成不了的流畅跑酷。

而且,在人工智能和硬件技术的迅猛突破带动下,机器人的产业和市场也已经走向空前繁荣。

在刚刚过去的2021年,全球服务机器人市场以32.2%的年增长率,创造了2016年以来的增长率峰值,销售额达到146亿美元。

而在中国,服务机器人企业的数量,更是在短短一年内暴涨了78.92%,达到10.5万家;服务机器人赛道融资也达到了113起,融资金额总计超过440亿人民币。

【2】

不过,时至今日,“人形机器人”依然离我们绝大多数人非常遥远。

核心原因在于,作为机器人的最高级形态,人形机器人普遍需要在开放的、不确定的环境中与人类进行交互,而且需要步态行走,需要更高的环境感知、运动控制、人机交互能力,对技术成熟度的要求更高。

与之相比,工业机器人面对的环境更简单,工作更集中,对精确性的要求远高于应变要求,所以应用的范围更广,规模更大。

尤其是在当下,人工智能的发展还达不到真正的“通用智能”,机器人的硬件能力也还没有达到临界点,所以越是需求明确、场景垂直的机器人,越容易完成从实验室向商业化的关键跃迁。

与之相对应的是,即使是在姿态控制、动作预判算法、动力输出等领域,已经处于全球人形机器人最前列的波士顿动力,依然因为商业化艰难,在短短7年内连换3任东家,而且每一次的卖身价都大幅缩水。

那么,新入局的马斯克和雷军,能否带来新的改变?

从长期来看,由于特斯拉在自动驾驶汽车的研发过程中,有大量的人机交互、环境感知和工程机械等技术,可以在机器人身上得到复用,所以业界对特斯拉的入局,普遍抱有期待。

但就短期而言,无论擎天柱还是铁大,显然都还面临巨大挑战。

从技术成熟度来看,依照汉纳范人体力学模型,人的全身一共有76个自由度。而人形双足机器人的身形步态和动姿,如果要达到人类的及格水准,自由度数量至少要达到人的80%,即超过60个。

与此同时,人形机器人要替代人类工作,也需要在力量方面达到标准。以一位1.8米高,体重75公斤的运动员为例,其单腿扭矩可达到500Nm,全身总扭矩能达到1600Nm。

而根据目前已经公布的信息,擎天柱预计只有40个自由度。

而铁大的自由度只有21个,机械模组的最大扭矩更是只有300Nm。

所以我们看到,在发布会上,走向雷军的不到6米距离,铁大走了四五十步,花了近20秒时间。

而在性价比上,铁大已经明确不会量产——即使量产,60~70万人民币的高昂价格,也注定无法走入千家万户。

擎天柱虽然还没有公布价格,但根据此前预计的可能价格25000美元(约合16万人民币),也不是普通家庭能够承担的。

【3】

尽管如此,两大科技公司——尤其是特斯拉的发力,依然成为了一个新的风向标:

我们已经越来越临近,人形机器人大规模走向市场的商业化拐点。

更重要的是,“网红效应”下,未来几年,整个人形机器人行业都将获得资本和公众的更大关注,很多此前长期深耕机器人行业的公司和产品,也有机会借助这一场东风,迎来跨越发展,产业化和商业化的进程进一步提速。

比如,日本软银、美国Agility、中国优必选、英国Engineered等公司,就已经获得了更多的资本和媒体关注。

就目前而言,国内这个领域最值得关注的公司,是达闼机器人公司。

建立于2015年的达闼,是全球领先的云端机器人创造者、制造商和运营商,目前已形成了云-网-端协同计算、多模态人工智能、数字孪生、大数据、人工增强、交互操作等云端机器人技术架构体系,并在云端机器人操作系统和智能柔性关节等关键技术上持续研发投入,在智慧医养、智慧园区、智慧地产、智慧教育、智慧城市等行业实现商业化应用。

相比其他公司,达闼已经建立了以下核心优势:

1、目前,绝大多数人形机器人的智能运算方式,都是由装在本机上的芯片来完成,这导致算力存在天花板,且能耗大幅增加,运动和续航能力受到影响。

而达闼首创的“云端智能机器人”架构,则是将机器人负责计算工作的“大脑”放在云端,机器人本体主要负责环境感知和交互服务。

这样,就彻底打破了传统服务机器人的“上限”:只需要一个通讯网络连接各个关节,整个系统就变成了一个可以无限扩展的体系,可以做出任何复杂的机器人。

而且,每一台机器人的智能,都可以汇总在云端,不断迭代进化。

2、要让服务机器人实现复杂的组合动作,必须要有智能的、小型化的、高强度的柔性关节。

尤其值得注意的是,人形机器人所用的减速器、伺服电机等关键模块,与工业机器人上用同类模块存在着较大差异。比如,人形机器人所用的减速器体积更小、重量更轻,而且材质也不相同。

所以,这个关键元器件不但占到了人形智能机器人成本的70%,更长期被被国外机器人“四大家族”垄断,成为了我国机器人产业的一大瓶颈。

而现在,达闼也已经通过自主研发,补上了这一块短板,不用担心被人“掐脖子”。它自主研发生产的智能柔性关节(SCA),在同样性能下,它的体积只有传统伺服器系统1/10,最小可以做到直径35毫米粗细,可以让机器人的体积更小,运动更加灵活。

目前,已有超过100家机器人厂商基于达闼的SCA生产制造出形态各异、不同功能的机器人。

3、达闼已经不是一家企业的“单打独斗”,而是联手合作伙伴,共同搭建起了一个繁荣的产业生态。

这个生态的核心,是达闼自主研发的,基于多模态人工智能、人工增强以及数字孪生为核心的机器人运营服务平台——云端机器人操作系统“海睿”。

利用云端大脑,海睿系统创造了一个机器人的“元宇宙”——“海元世界”,它让广大的开发者可以在虚拟平台上构建机器人数字孪生体、开发和训练机器人的各种技能和应用,并采用强化学习实现大规模的低成本、高效率训练,从而让服务于各行各业的机器人,都能通过大规模的虚拟培训,最快速、高效、低成本地完成闭环学习和智能进化。

基于海睿简单、易用、完整、开放的工具集,即使是非编程开发者,也可以快速地完成机器人从设计、开发、训练到运营的全流程,做到“人工智能,人人智能”。

到目前为止,已经有超过300个应用合作伙伴和超过100家机器人及智能设备商加入海睿操作系统的产业生态,并开放了超过3000个机器人技能,创造了超过3500个数字孪生地图。

4、据悉,近期达闼已经获得科技部许可,建立中国第一家、也是目前唯一一个国家级的新一代人工智能云端机器人开放创新平台。

最重要的是,达闼创始人、CEO黄晓庆的目标,正是在2025年让真正商业化的通用人形机器人走入现实。

自2015年成立至今,达闼一直在朝着这个目标加速前进。

早在2019年,达闼就已经成功制造出一台拥有34个自由度的内骨骼机器人Ginger,它拥有一双灵活的双手,可以进行各种动作,甚至进入了武昌方舱医院,在承担了远程看护、测量体温、消毒清洁等工作同时,还能带领病患一起跳“广场舞”。

达闼人工智能创新产业基地

而在2021年,上海闵行的马桥人工智能创新试验区内,一座占地243亩的智能机器人基地也已经拔地而起。

就在前几天闭幕的2022世界机器人大会上,海睿操作系统、机器人元宇宙、仿人机器人等多项达闼的云端机器人核心技术,更已被列入《机器人十大前沿热点领域(2022-2023)》。

据悉,9月2日即将在上海世博中心举办的2022世界人工智能大会(WAIC2022)上,达闼还将重磅发布海睿操作系统的最新5.0版本,以及新一代的人形服务机器人Ginger2.0。

届时,达闼将为我们带来怎样的惊喜,让我们拭目以待。


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