智能機器人行業(yè)的進(jìn)化：開發(fā)門檻大降，大模型部署高性能低功耗兼得

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/莫婷婷）2024年被認(rèn)為是中國具身智能元年，國內(nèi)機器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，多家企業(yè)相繼推出首款或者新款機器人。與此同時，為了推進(jìn)具身智能的進(jìn)展，各家廠商絞盡腦汁將大模型植入機器人中。

盡管當(dāng)前都在談?wù)摼呱碇悄埽邪l(fā)具身機器人是不容易的。如何從開發(fā)的角度解決這一根本性痛點，大模型的出現(xiàn)給機器人行業(yè)帶來哪些機遇與挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)又是如何共同發(fā)力推動國產(chǎn)智能機器人生態(tài)的呢？


機器人開發(fā)遇到什么難題，大模型+機器人的難點是什么？

地瓜機器人CEO王叢提到，當(dāng)前機器人行業(yè)有著四個特點，一是行業(yè)格局上，應(yīng)用需求發(fā)散，玩家日益增多；二是從技術(shù)成熟度來看，機器人硬件不成熟，算法技術(shù)路線不確定；三是從數(shù)據(jù)獲取難易來看，采集成本高，corner case難仿真，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)沒有共識；四是在工具成熟度上，各類開源工具拼湊，各家重復(fù)造輪子。

上述特點都指向了同一個問題：機器人的開發(fā)并不容易。特別是隨著國內(nèi)機器人市場不斷擴大，開發(fā)者越來越多，包括高校、中小創(chuàng)客等。地瓜機器人CEO王叢分享了一組數(shù)據(jù)，在使用地瓜機器人的開發(fā)者套件的開發(fā)者中有5萬多位個人開發(fā)者，還有200多中小創(chuàng)客，他們的產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)或者正在量產(chǎn)中。

機器人開發(fā)是一項極度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，特別是對普通開發(fā)者而言，想要進(jìn)入機器人行業(yè)并參與其中，要面對一定的技術(shù)門檻。那么，在開發(fā)機器人的過程中，開發(fā)者會遇到哪些問題呢？

在與開發(fā)者接觸后，地瓜機器人發(fā)現(xiàn)，大部分開發(fā)者在最前端遇到最多的問題是關(guān)于軟件層面的?！耙驗殚_發(fā)者優(yōu)先會想怎樣通過軟件的思路來解決問題。在解決算法問題后，基于算法選擇合適的硬件載體，這時就要考慮開發(fā)板的性能、適用性等問題。然后就是傳感器能不能用，該用哪個精度的傳感器等”。地瓜機器人開發(fā)者生態(tài)負(fù)責(zé)人胡春旭向電子發(fā)燒友網(wǎng)表示。

當(dāng)然開發(fā)者的問題也會隨著技術(shù)發(fā)展不斷迭代，胡春旭指出，機器人領(lǐng)域的開發(fā)思路發(fā)生了很大的變化。

現(xiàn)在遇到的問題主要是在智能化，比如大模型怎么調(diào)，如何利用AI算法采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集后怎樣高效地訓(xùn)練完并部署到端側(cè)。“現(xiàn)在的機器人不僅僅是推導(dǎo)動力學(xué)、運動學(xué)的公式，大家都在思考是不是能夠用強化學(xué)習(xí)的方式來解決這些推導(dǎo)的過程。其實是能的，所以這個過程就完全顛覆了，大家不是在推導(dǎo)理論，而是說怎么樣搭建一個仿真環(huán)境，把人、狗放進(jìn)去，然后做大規(guī)模訓(xùn)練，把強化學(xué)習(xí)的模型都訓(xùn)練到最好?！彼岬健?br />
大模型的爆發(fā)讓機器人領(lǐng)域的從業(yè)者迎來了新的機遇，特別是深度學(xué)習(xí)、強化學(xué)習(xí)等技術(shù)的突破，讓機器人領(lǐng)域迎來前所未有的變革，也點燃了從業(yè)者的熱情。例如宇樹科技創(chuàng)始人王興興就曾表示希望讓AI大模型賦能機器人，實現(xiàn)更復(fù)雜的操作。

但在現(xiàn)階段，也并非所有的機器人產(chǎn)品都會選擇支持大模型，這背后涉及功耗、性能，以及開發(fā)者的專業(yè)知識能力等等。


地瓜機器人拿出一張500元的“入場券”

如何讓機器人開發(fā)更簡單，大模型更易上手，降低普通開發(fā)者的開發(fā)門檻呢？王叢認(rèn)為機器人行業(yè)更需要軟硬件底座實現(xiàn)行業(yè)加速。

在計算平臺的選擇上，業(yè)內(nèi)常用的是英偉達(dá)Jetson系列，在GTC 2024上，英偉達(dá)發(fā)布了新一代專為人形機器人打造的Jetson Thor芯片平臺。毫無疑問，英偉達(dá)、英特爾等國際廠商在機器人主控芯片領(lǐng)域占據(jù)較大的市場份額。國產(chǎn)機器人主控芯片行業(yè)還處于起步階段，目前僅有地平線等核心廠商在國產(chǎn)化浪潮中脫穎而出。

今年年初，地平線拆分機器人事業(yè)部，成立了地瓜機器人，聚焦消費級機器人的底層計算平臺。就在9月的“2024地瓜機器人開發(fā)者日”上，地瓜機器人發(fā)布了智能計算芯片旭日5，同時發(fā)布了RDK機器人開發(fā)者套件——RDK X5，帶來了多個更新升級，包括首創(chuàng)用一根Type-C線鏡像燒寫、網(wǎng)絡(luò)通信、應(yīng)用開發(fā)等，實現(xiàn)全棧開發(fā)流程。地瓜機器人強調(diào)，RDK X5就是要打造極致易用的機器人開發(fā)者套件。



在接受電子發(fā)燒友網(wǎng)采訪時，胡春旭表示“我們從硬件、算法、工具本身出發(fā)，去年我們推出了NodeHub，集成了100+算法，開發(fā)者可以一鍵快速在RDK X3上面跑起來、運行起來。今年我們又推出了大模型助手RDK-Copilot，開發(fā)者甚至不用去寫代碼，不用去敲命令?！背薘DK-Copilot，開發(fā)者套件配套RDK OS + NodeHub + RDK Studio + Cloud的全鏈路機器人開發(fā)平臺。

在大模型的支持方面，RDK X5支持端側(cè)部署各種類型的模型，包括Transformer&CNN模型等70種以上模型，雙目深度算法等最新算法，還支持豐富的CV硬件加速算子。在這背后是旭日5在做支持，旭日5 的BPU 算力達(dá)到了10 TOPS，僅3W功耗就能完成全棧計算任務(wù)。這也讓RDK X5具備了高性能低功耗的優(yōu)勢，解決了開發(fā)者在部署大模型時對功耗的憂慮。



RDK X5不僅有SoC，還豐富了接口，包括Wi-Fi 6、藍(lán)牙5.3，還升級了CANFD接口，支持連接底盤、電機；新增了音頻接口，可以做語音的輸入跟輸出，支持機器人的多模態(tài)和人機交互。

事實上，RDK X5作為地瓜機器人新一代開發(fā)者套件，除了解決開發(fā)復(fù)雜的問題，還解決了成本問題。RDK X5 4G版本的售價僅為549元。電子發(fā)燒友網(wǎng)了解到，使用英偉達(dá)的計算平臺至少需要2000元，使用樹莓派，搭載一個外圍的算力棒，也要至少1000元。地瓜機器人這一張500元的“入場券”讓發(fā)布會現(xiàn)場的不少開發(fā)者驚嘆。


智能機器人產(chǎn)業(yè)走向生態(tài)共建

機器人行業(yè)廣泛且多樣化，隨著機器人市場的不斷擴大，芯片行業(yè)也迎來了更多機會。在應(yīng)用端，機器人隨著應(yīng)用場景的深入進(jìn)行迭代。這些技術(shù)的迭代對AI模組、傳感器、電機、通信模組等核心半導(dǎo)體器件提出了新的要求。

例如掃地機器人的性能升級主要是圍繞導(dǎo)航技術(shù)、感知能力、底抬升高度、AI功能的引入等。割草機器人主要是在AI感知、建圖導(dǎo)航、傳感器融合、通信等方面迭代。又因為機器人會動，離路由器忽近忽遠(yuǎn)，機器人還有大量的數(shù)據(jù)需要穩(wěn)定的無線模塊傳輸，對通訊的要求非常高。

在電機方面，不管是人形還是輪足式機器人，對關(guān)節(jié)電機的要求都非常高，包括爆發(fā)力、扭矩、壽命時間的要求都非常高。電子發(fā)燒友網(wǎng)看到，英飛凌采用氮化鎵GaN材料，推出了100V GaN電機控制解決方案，提高了電機的性能以及使用壽命。



在傳感器方面，博世是業(yè)內(nèi)的主流玩家，目前已經(jīng)推出了多個掃地機器人解決方案。地瓜機器人與博世合作發(fā)布了RDK IMU配件，采用了博世的傳感器，用于支持機器人運動狀態(tài)檢測功能。

在AI模組方面，廣和通針對割草機器人推出了多個解決方案，可以實現(xiàn)從環(huán)境感知、地圖構(gòu)建、定位導(dǎo)航等能力。據(jù)了解，廣和通也已和地瓜機器人達(dá)成合作。奧比中光也已基于RDK X5推出了機器人產(chǎn)品。

可以看到，智能機器人產(chǎn)業(yè)擁有一個龐大且不斷發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)，涵蓋了從核心技術(shù)到應(yīng)用落地的各個環(huán)節(jié)。在這個生態(tài)系統(tǒng)中，機器人行業(yè)與芯片行業(yè)之間存在緊密的產(chǎn)業(yè)協(xié)同關(guān)系，產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同開發(fā)適用于機器人應(yīng)用的產(chǎn)品，這種合作加速了新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。
王叢認(rèn)為，生態(tài)有一個本位思考的原則，那就是不是什么東西都自己做，而是要一群人，這不僅指的是地瓜機器人的一群人，而是整個生態(tài)的一群人，大家一起把這個生態(tài)搭建起來。

當(dāng)前，業(yè)內(nèi)都在期待著智能機器人行業(yè)的爆發(fā)。在產(chǎn)業(yè)鏈玩家的共同推動下，這個爆發(fā)點何時到來，又會以怎么樣的形式出現(xiàn)，有哪些爆品會被開發(fā)者創(chuàng)造出來，值得期待。