集微網消息,人工智能正以迅猛的發展勢頭在各應用中快速落地,2024 年被多家機構評定爲 AI 手機和 AI PC 的規模出貨元年,AI 手機、AI PC、ChatGPT、自動駕駛等則組成了人工智能的 " 不同形态 "。
作爲人工智能的重要形态之一,人形機器人被譽爲通用人工智能技術領域的王冠,即打造出能夠像⼈類⼀樣在⼯⼚、辦公室等場景中運⾏的機器,被認爲是繼計算機、智能手機、新能源汽車後的颠覆性産品。
10 月 20 日,工信部印發《人形機器人創新發展指導意見》,提出到 2025 年,人形機器人創新體系初步建立," 大腦、小腦、肢體 " 等一批關鍵技術取得突破,确保核心部組件安全有效供給 …… 正式将人形機器人産業建設議題擺放在衆人面前,也進一步催生了國内機器人産業的發展熱潮。
人形機器人專項政策發布,産業鏈建設成關鍵詞
根據工業和信息化部于 11 月 3 日發布的《人形機器人創新發展指導意見》解讀,人形機器人的關鍵支撐技術在于人工智能、高端制造、新材料,創新體系的建設主要指的則是 " 大腦、小腦、肢體 " 等一批關鍵技術體系的建設。
具體而言,一是開發基于人工智能大模型的人形機器人 " 大腦 ",增強環境感知、行爲控制、人機交互能力,開發控制人形機器人運動的 " 小腦 ",搭建運動控制算法庫,建立網絡控制系統架構。二是系統部署 " 機器肢 " 關鍵技術群,打造仿人機械臂、靈巧手和腿足,攻關 " 機器體 " 關鍵技術群,突破輕量化骨骼、高強度本體結構、高精度傳感等技術。三是構建完善人形機器人制造業技術創新體系,支持龍頭企業牽頭聯合産學研用組成創新聯合體,加快人形機器人與元宇宙、腦機接口等前沿技術融合,探索跨學科、跨領域的創新模式。
聚焦到關鍵零部件及軟件産品,包括通用整機平台、專用傳感器、由高力矩密度減速器、高功率密度電機、伺服驅動器等組成的執行器、具有高動态運動驅動、高速通信等功能的專用芯片以及高性能運動控制器、液壓等動力源、面向各場景的軟件等。
以特斯拉 Optimus 爲例來看。根據招商證券發布的報告,2023 年 7 月 Optimus 亮相世界人工智能大會,其最新一代人形機器人在身體機械部分有 28 個關節 ( 14 個旋轉執行器 +14 個線性執行器 ) ,2 個靈巧手共有 12 個關節 ( 6 個執行器 *2 ) 。其中,旋轉關節方案爲無框電機 + 諧波減速器 + 扭矩傳感器 + 位置傳感器 + 軸承 ( 角接觸球軸承 + 交叉圓柱滾子軸承 ) + 編碼器;線性關節方案爲無框電機 + 行星滾柱絲杠 + 力矩傳感器 + 位置傳感器 + 軸承。
報告指出,特斯拉人形機器人價值量主要集中在 FSD 系統、AI 芯片、執行器、靈巧手肢體骨骼幾個部分。
核心部件國産化進程待加速,産品應用還看場景突破
作爲人形機器人的關鍵部件,諧波減速器、無框電機、力矩傳感器等零部件産品同樣也是目前國内協作機器人、服務機器人、四足機器狗等各形态機器人産品中的關鍵組件。
有業内人士表示,諧波減速器常年處于進口壟斷局面,無框電機則以韓國、美國等公司産品性能表現更優,國内多家機器人公司自研産品性能仍然存在一定差距。而在液壓驅動機器人研發上,關鍵組件液壓泵在國内則難尋合适的供應商。
目前,在人形機器人産品領域,小米 CyberOne 鐵大、優必選 Walker 系列産品、傅利葉 GR-1、智元遠征 A1 機器人、宇樹 Unitree H1 等形成了國内主要玩家産品陣營,均爲電驅動産品。
在國内人形機器人廠商陣營中,小米是在發布了機器狗 " 鐵蛋 " 之後,于 2022 年 8 月發布了人形機器人 CyberOne,優必選原主打送餐等輪式服務機器人市場," 上交大 " 系傅利葉以康複機器人爲主要業務," 浙大 " 系宇樹則一直專注于四足機器狗的開發。
對于各家來自 " 不同領域 " 的産品公司轉戰布局人形機器人領域,一位業内人士告知筆者,不同形态的機器人産品本身在技術上具有一定相關性。預示着後期這一陣營隊伍或将擴大。
目前,據公開消息,各家仍然集中在機器人與場景的交互能力上,即機器人在複雜場景中自主完成移動和操作的能力,鮮少談及應用開發。
以宇樹 Unitree H1 爲例來看,據宇樹官方披露,該機器人爲于今年 8 月發布,單腿 5 個自由度,單手 4 個自由度(可拓展),搭載了宇樹自研 Unitree M107 關節電機。其表示,Unitree H1 售價在幾十萬元以内,爲全球性價比最高。
走出實驗室,降低成本是第一步。馬斯克信奉通過自研提升産品性價比,針對人工智能應用,特斯拉相繼研發了 FSD 系統、Dojo 芯片等。馬斯克曾表示,其目标是盡快制造出有實⽤價值的⼈形機器⼈。
智元機器人創始人 " 稚晖君 " 彭志輝此前則披露,智元自研了關節電機 PowerFlow、靈巧手 SkillHand、反曲膝設計等關鍵零部件,以此提升具身智能機器人的能力、同時降低成本,此外在軟件層面,智元還自研了 AgiROS 等系統。
但目前,距離商用似乎還爲時尚早。另一位機器人産業堅定的 " 擁護者 " 告知筆者,在既有的機器人産品中,如四足機器人、協作機器人、服務機器人等,盡管國内産業生态初步形成,并且客戶方面對于使用機器人的意願和接受度很高,但真正意義上的商業化還沒有到來,關鍵還在于場景應用中各種細節問題的解決。其表示 " 機器人應用涉及的知識太多了 "。
沃爾特 · 艾薩克森在《埃隆 · 馬斯克傳》也提到,在機器人走路這件事上,⻢斯克⼀直在⽐較⼈類和機器學習過程的不同。" ⼀開始孩⼦是平腳⾛路,⽽後他們開始⽤腳趾⾛路,但他們⾛起來還是像猴⼦。他們需要相當⻓的時間才能學會像成年⼈⼀樣⾛路。⼈類的步态是相當複雜的。"
有業内人士向筆者透露,目前人形機器人産品尚未具備實際意義的商用,多是以提供給科研機構研發等使用爲主。