斯坦福團隊的NOIR腦控機器人能夠完成清潔、烹飪等日常家務,麻省理工團隊的“Ddog”實現了腦癱人士可操作,優必選以機器人敲鑼開啟中國“人形機器人第一股”……人形機器人領域,巨浪正滾滾而來。
人形機器人是智能機器人中研發難度最大、技術壁壘最高的“天花板”,也是體現國家科技水平的重要標志。工業和信息化部《人形機器人創新發展指導意見》中指出:人形機器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進技術,有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品,發展潛力大、應用前景廣,是未來產業的新賽道。
2024年,人形機器人行業是否會迎來大規模量產?人形機器人的交互能力究竟能“進化”到何種程度?人形機器人市場將面臨怎樣的機遇和挑戰?
近日,實時俠智能控制技術有限公司、上海福賽特機器人股份有限公司、上海捷勃特機器人有限公司創始人、董事長,復旦MBA科創青干營企業家導師蔣耀校友在管院發表主旨演講,分享了他的最新思考與前沿洞察。
蔣耀校友8年前從上海的特大型國企一把手崗位離職,開啟了跨行業“零基礎”創業,駛入運動控制及機器人這片科技的蔚藍大海。過往30多年的工作歷練,從遠洋輪的船長、航運企業的高管、地方政府的主官到大型國企的負責人,在積累豐富工作經驗的同時,更塑造了其強烈的方向感、信念和毅力。
8年過去了,圍繞實時俠智能控制技術有限公司全球首創的單芯片多核異構驅控一體運動控制技術,連續創業打造橫跨工業、服務、特殊機器人的產業體系,SCIMC生態已初具雛形。
1950年,圖靈在《計算機器與智能》一文中,對機器人的未來做了非常精彩的展望,今后的機器人會像人類一樣,擁有感知、決策和執行能力。
雖然70多年后的今天,機器人在感知、決策能力方面還很弱,但執行層面的能力已經基本進化成熟。再過幾年,我們就會看到人形機器人進入我們的生產、生活,甚至家庭。
究竟“機器人是人工智能”還是“人工智能是機器人”?這兩者相互滲透,其實很難區分,爭議很大。若一定要分,我比較接受曠視聯合創始人、CEO印奇關于人工智能兩個方向的劃分,即“AI in Digital”和“AI in Physical”。前者是純粹的數字化人工智能,以ChatGPT為代表的技術;后者則具有物理實體,將AI技術引擎與硬件載體結合,產生自動駕駛、機器人等不同類型的智能機器。
世界上第一臺可編程工業機器人出現于上個世紀50年代末期的美國,它就是如今在工業、物流場景中隨處可見的機械手。機械手沒有自主意識,所有執行的動作都需要通過人類設計規劃。
接著,出現了移動機器人。移動機器人是足式人形機器人的早期雛形,開始時利用磁條、二維碼、RFID等技術導航,稱為AGV,后來導入了基于激光雷達或視覺傳感器的SLAM地圖重建和導航,就有了人工智能的概念,被定義為AMR,即自主移動機器人。目前廣泛應用于物流和商業場景,任務和調度仍依靠云端的操作系統。
后來,在移動機器人的基礎上,上裝了協作機器人,具備了“手腳”功能。復合機器人的誕生使得我們向人形機器人邁進了一大步。
再后來,我們看到了波士頓動力的“ATLAS”、本田公司的“ASIMO”、孫正義先生的“Pepper”、具有語言人工智能的“蘇菲”,大家從人工智能或運動控制兩個維度將人形機器人不斷向前推進。
這些公司都為人形機器人的發展做出了巨大的貢獻,但限于人工智能發展的滯后和局限性,或者是構型選擇的不經濟性,難以在商業化運作上取得成功,這是我特別希望同學們引起高度關注的!即使波士頓動力的電液控制做到了“登峰造極”,但昂貴的成本注定是無法逾越的絆腳石,換句話說,“沒有商業價值的技術突破對科創企業來說毫無意義。”
如今,人類已經跨越了三次工業革命。在第三次工業革命中智能手機誕生了,也由此催生出了像蘋果公司這樣的萬億美元市值企業。如果沒有下一個能造就數十萬億產值的行業,就無法支撐經濟再次跨越式發展。我們看到,第四次工業革命——“智能革命”已經到來,它的兩大主角是人工智能和人形機器人。人形機器人不只是一個科技概念上很吸引人的產品,它更要具備真正的商業價值,要為“你我他皆可用”,要能真正解決我們的實際問題。
放眼全球,特斯拉有望成為第一個將人形機器人實現商業化的企業。它推出的機器人Tesla Bot已經做到在端到端的響應速度和準確性方面與人類不相上下。原本需要通過輸入各種編程指令才能執行任務的“閉環”模式,在安裝了大模型訓練的手眼一體模型后,機器人的效率大大提高,身體平衡問題也明顯改善,現在甚至可以完成瑜伽動作。
必一運動sport網頁版登錄
如何在人形機器人這個百萬億級賽道上勝出呢?必須生產出具備真正商業價值的代表性產品。它將在未來的工業領域、商業領域或者家庭場景中,實現多場景適應。
這樣的產品需要不斷地“進化”,而當前它面臨最大的考驗是如何在安全的前提下提高柔性。因為人是柔性的,機器并不柔性,人形機器人只有與人類真正相近,能承擔人類絕大部分的工作,這樣才會催生出萬億級、十萬億級、百萬億級的巨大市場。
由于歷史的原因,我們已經錯失了一、二、三次工業革命中成為鏈主、龍頭的機會。中華民族要立于世界民族之林,就必須把握住第四次工業革命的機遇,在智能革命的大潮中扮演重要鏈主、龍頭的角色!人工智能大模型、人形機器人的賽道既要舉國之力、頂層設計、全面推進,又要科創企業各顯神通、百舸爭流、勇立潮頭!
人形機器人將是人類史上最大的產業,而To C端的家用服務機器人必定是主流應用場景。在未來,每個家庭可能配置2-3個人形機器人來承擔不同的家庭工作。
所以討論人形機器人的演進可能性,主要就是討論家用服務機器人的演進問題。我本人提出四個階段論的大膽猜想——
■人形機器人的1.0版本可實現中產家庭的基本養老陪護:功能上可執行家庭基本清潔任務,支持人類日常生活中的簡單活動;智能上可實現家庭地圖構建、日常物品識別以及與人類的基本對話;交互上可實現語音控制、觸屏控制。
■人形機器人的2.0版本可實現大部分養老及兒童監護需求:功能上可實現照顧老人的吃穿洗漱、看護兒童助力家庭教育;智能上可實現與人更好地互動,通過數據共享自主學習復雜任務;交互上可實現手勢控制、可穿戴式設備遠程操控服務等。
■人形機器人的3.0版本可實現各類家政服務:具備安全靈活的近距離肢體接觸陪護能力;能夠理解人類的情感及生理需求;完成共享經驗式互動,更接近真人;交互上采用高帶寬的可穿戴式接口。
■人形機器人的4.0版本將成為人類的家庭成員:自主完成人類需要的各項工作,與人類交流情感,理解并參與一些創造性工作;可通過眼神交互、腦機接口完成交互。
萬億藍海,國運所系!京、滬、粵均紛紛出臺產業規劃,將人形機器人列為最重要的未來產業。走整機優先還是核心部件優先的發展路線是當下值得關注的戰略選擇。
本人認為,整零協同是正確的選擇,把滿足整機發展的核心零部件研制好總歸是必由之路,也有利于支持和保障整機產業的發展。而且核心部件也決定了未來整機的基礎成本,大規模制造的產品必須是性能、性價比雙優才有長期的競爭力。
■一是類腦智能芯片,它賦能了人形機器人的特點,包括具身智能、多模態融合、泛化應用場景。這讓人形機器人擁有感知、認知、決策、行動等具身智能,實現眼、耳、手、腳、腦、云一體,提升人形機器人的類人特征并能夠在各種復雜場景下執行任務。
■二是運動智能芯片,即感驅控一體運動控制器,主要有基于總線、多芯片驅動一體、單芯片驅控一體等三種架構。我們團隊歷經八年時間,已經研發出擁有全球專利、基于單芯片的感驅控一體運動控制器,技術優勢非常明顯。它在各維度都遠超基于總線的運動控制器,結構更高集成、同步性與實時性也更佳,主要解決高性能、高集成度、高靈活性、高安全性等問題,達到人形機器人在運動能力上所需要的最基本性能。
■三是智能一體化關節(執行器),它需要具備高功率密度、高可靠性、智能化驅動、緊湊型設計等能力,并且需要極高的性價比。目前主要三種關節類型,第一種是一體化旋轉關節,采用無框力矩電機、諧波減速機、力傳感器和雙編碼器等組成,可以實現高精度和高剛度的旋轉運動,適用于上肢和軀干等部位;第二種是一體化直線關節,采用無框力矩電機、行星滾柱絲杠、力傳感器和編碼器等組成,可以實現高效率和高負載的直線運動,適用于下肢和腰部等部位;第三種是手,每只手都由6個空心杯的關節形成,空心杯關節采用空心杯電機、多級行星減速機、驅動器和編碼器等組成,可以實現高速低扭矩的特性,在較小空間內提供較大的抓握力,適用于手腕和手指等部位。