人形機(jī)器人落地，如何跑出“加速度”
馮杰
2024年09月25日 07:35
本報(bào)記者 崔 爽
科技日?qǐng)?bào)一只機(jī)械手，靈活地對(duì)照觀眾的手勢(shì)做出抓、握、伸手指等動(dòng)作；一個(gè)與普通成年人等高的人形機(jī)器人，一步步上斜坡、爬樓梯、過(guò)障礙；在汽車生產(chǎn)線上，人形機(jī)器人嘗試完成柔性裝配、產(chǎn)品檢測(cè)等復(fù)雜場(chǎng)景的工作……在日前舉行的2024世界機(jī)器人大會(huì)上，169家企業(yè)的600余件創(chuàng)新產(chǎn)品亮相，多款人形機(jī)器人大放異彩。
10年前，人形機(jī)器人只會(huì)簡(jiǎn)單的肢體控制；如今，一些人形機(jī)器人已擁有聰慧的“大腦”、敏捷的“小腦”和靈活的“肢體”。隨著技術(shù)水平不斷提升、上下游產(chǎn)業(yè)鏈加快形成，人形機(jī)器人商業(yè)化應(yīng)用有望跑出“加速度”。
機(jī)器越來(lái)越像“人”
去年底，優(yōu)必選上市，成為我國(guó)“人形機(jī)器人第一股”；今年，特斯拉二代人形機(jī)器人“擎天柱”（Optimus）亮相……人形機(jī)器人話題熱度持續(xù)攀升。
技術(shù)的進(jìn)步，讓機(jī)器越來(lái)越像“人”。
世界機(jī)器人合作組織理事長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士喬紅說(shuō)，目前，人形機(jī)器人專屬部組件與材料逐漸走俏，高爆發(fā)電機(jī)、精密減速器、高精度傳感器、長(zhǎng)續(xù)航電池等核心零部件，將構(gòu)筑起更加穩(wěn)定、高性能的人形機(jī)器人硬件系統(tǒng)。同時(shí)，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、圖語(yǔ)法、進(jìn)化算法等人工智能技術(shù)，人形機(jī)器人將能根據(jù)場(chǎng)景和任務(wù)需求，自動(dòng)構(gòu)建腿足、手臂、軀干等模塊，實(shí)現(xiàn)形態(tài)和控制的協(xié)同優(yōu)化。人形機(jī)器人多模態(tài)大模型將能通過(guò)融合語(yǔ)音、圖像文本、傳感信號(hào)、3D點(diǎn)云等多模態(tài)信息，為人形機(jī)器人的認(rèn)知和決策規(guī)劃提供更強(qiáng)的多模態(tài)理解、生成和關(guān)聯(lián)能力，提升其在復(fù)雜場(chǎng)景任務(wù)中的泛化能力。
“過(guò)去，機(jī)器人沒(méi)有自主運(yùn)動(dòng)控制能力，只能在固定環(huán)境完成單一任務(wù)?！北本┚呱碇悄軝C(jī)器人創(chuàng)新中心總經(jīng)理熊友軍說(shuō)，如今，大模型的加持讓人形機(jī)器人的“大腦”能以多模態(tài)方式實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。
藍(lán)馳創(chuàng)投合伙人曹巍說(shuō)，近年來(lái)大模型的應(yīng)用對(duì)機(jī)器人行業(yè)產(chǎn)生了巨大影響。傳統(tǒng)算法在復(fù)雜任務(wù)執(zhí)行上的成功率普遍較低，而大模型的引入顯著提升了機(jī)器人的執(zhí)行能力，為未來(lái)商業(yè)化落地帶來(lái)很大可能。宇樹(shù)科技創(chuàng)始人王興興也認(rèn)為，過(guò)去10年，深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)和大語(yǔ)言模型對(duì)人形機(jī)器人發(fā)展影響深遠(yuǎn)。未來(lái)幾年，這兩項(xiàng)技術(shù)有望取得更大進(jìn)展，進(jìn)一步與人形機(jī)器人深度融合。
人機(jī)互補(bǔ)是趨勢(shì)
那么，機(jī)器人取代人類的情節(jié)，會(huì)從科幻走向現(xiàn)實(shí)嗎？
在熊友軍看來(lái)，人形機(jī)器人并不會(huì)取代人類，它極有可能與人形成互補(bǔ)關(guān)系，提高生產(chǎn)效率和安全性。在工業(yè)場(chǎng)景，未來(lái)工廠可能會(huì)呈現(xiàn)“721”模式：70%的作業(yè)將由當(dāng)前已廣泛應(yīng)用的專用機(jī)器人承擔(dān)，如機(jī)械手臂、無(wú)人搬運(yùn)車等；20%的任務(wù)將由人形機(jī)器人執(zhí)行，它們能勝任專用機(jī)器人難以處理的復(fù)雜任務(wù)，并進(jìn)入一些與人體適配性更高的場(chǎng)景；剩余10%的工作，由于技術(shù)或?qū)嶋H操作的限制，仍需依賴人工完成。
香港大學(xué)機(jī)器人與自動(dòng)化首席教授、新興技術(shù)研究所所長(zhǎng)席寧認(rèn)為，人形機(jī)器人的引入主要是為了完成人類不愿意或不適合從事的工作，從而進(jìn)一步推動(dòng)行業(yè)自動(dòng)化和智能化。
“雖然很像人，但從實(shí)際功能上來(lái)講，行業(yè)更希望它們能成為超限機(jī)器人，即超過(guò)人的能力限度做更多工作。”席寧說(shuō)，“比如在柔韌性、穩(wěn)定性、載重強(qiáng)度、工作時(shí)長(zhǎng)等方面，人形機(jī)器人還有很大發(fā)展空間。”
商用之路需闖關(guān)
人形機(jī)器人技術(shù)加速演進(jìn)，已成為科技競(jìng)爭(zhēng)的新高地、未來(lái)產(chǎn)業(yè)的新賽道、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎，發(fā)展?jié)摿Υ?、?yīng)用前景廣。2023年10月，工業(yè)和信息化部印發(fā)的《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱《意見(jiàn)》）提出了我國(guó)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)——到2025年，人形機(jī)器人創(chuàng)新體系初步建立；到2027年，人形機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提升，綜合實(shí)力達(dá)到世界先進(jìn)水平。
我國(guó)豐富的產(chǎn)業(yè)生態(tài)和消費(fèi)場(chǎng)景、廣闊的市場(chǎng)空間以及大模型等技術(shù)的發(fā)展，為人形機(jī)器人加速奔跑提供了強(qiáng)大支撐。工業(yè)和信息化部最新統(tǒng)計(jì)顯示，近3年，我國(guó)新增工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)量占全球一半以上，制造業(yè)機(jī)器人密度達(dá)到每萬(wàn)名工人470臺(tái)，10年間增長(zhǎng)近19倍?！度A爾街日?qǐng)?bào)》近日刊文稱，日本和歐洲公司曾主導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)，但一些中國(guó)公司正在迎頭趕上。該報(bào)道援引研究公司MIR Databank的數(shù)據(jù)稱，今年上半年，中國(guó)生產(chǎn)商占據(jù)中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)一半以上份額。相比之下，2022年全年這一比例約為36%。
但要看到的是，眼下，人形機(jī)器人商用整體處于起步階段。讓人形機(jī)器人走進(jìn)千家萬(wàn)戶，還需闖幾道關(guān)？
一道是功能關(guān)。有業(yè)內(nèi)人士坦言，目前人形機(jī)器人上肢精度大約在厘米級(jí)，與0.01毫米的工業(yè)級(jí)精度差距還相當(dāng)大?！兑庖?jiàn)》提出，到2025年，人形機(jī)器人“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。例如，要開(kāi)發(fā)基于人工智能大模型的人形機(jī)器人“大腦”，增強(qiáng)環(huán)境感知、行為控制、人機(jī)交互能力，推動(dòng)云端和邊緣端智能協(xié)同部署；要開(kāi)發(fā)控制人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的“小腦”，搭建運(yùn)動(dòng)控制算法庫(kù)，建立網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)架構(gòu)。
一道是成本關(guān)。目前，我國(guó)人形機(jī)器人市場(chǎng)已出現(xiàn)一些輕量化低成本產(chǎn)品，如宇樹(shù)科技發(fā)布的人形機(jī)器人G1量產(chǎn)版售價(jià)9.9萬(wàn)元起。不過(guò)，市面上絕大多數(shù)人形機(jī)器人售價(jià)在幾十萬(wàn)元到上百萬(wàn)元不等?！皬墓?yīng)鏈上看，要突破核心零部件制造難題、實(shí)現(xiàn)低成本，還是要依靠我國(guó)的制造基礎(chǔ)?！闭憬诵螜C(jī)器人創(chuàng)新中心首席科學(xué)家熊蓉說(shuō)。