人形機(jī)器人為何這么火爆

作者：杜壯

近日，比亞迪入股一家人形機(jī)器人公司。這家公司正是智元機(jī)器人。而這也是比亞迪在人形機(jī)器人領(lǐng)域的首個(gè)公開投資項(xiàng)目。

不久前，智元機(jī)器人剛發(fā)布了第一代通用型人形雙足機(jī)器人“遠(yuǎn)征A1”。這個(gè)身高175cm、重53kg的人形機(jī)器人，可以參與外觀檢測流程、進(jìn)行裝配底盤等，在繁忙的汽車裝配線上作業(yè)。資料顯示，上海智元新創(chuàng)技術(shù)有限公司成立于今年2月，經(jīng)營范圍含智能機(jī)器人的研發(fā)、人工智能理論與算法軟件開發(fā)、人工智能硬件銷售、電子產(chǎn)品銷售等。

除了比亞迪，藍(lán)馳創(chuàng)投、沃賦創(chuàng)投、奇煜投資等也都是智元機(jī)器人這一輪的新增股東。成立半年，智元機(jī)器人獲得了4輪融資，側(cè)面印證了人形機(jī)器人市場的火爆。

在人形機(jī)器人賽道，目前包括小米的CyberOne、追覓的通用人形機(jī)器人、達(dá)闥的Cloud Ginger等均已嶄露頭角。據(jù)高盛預(yù)測，到2035年，人形機(jī)器人市場或?qū)⑦_(dá)到1540億美元，成為繼智能駕駛電動車后的又一AI落地場景。

人形機(jī)器人為何這么火？它什么時(shí)候從“高攀不起”到“經(jīng)濟(jì)適用”？

產(chǎn)業(yè)發(fā)展難在哪兒？

今年5月16日，特斯拉在2023股東大會上發(fā)布了Optimus人形機(jī)器人視頻，展示了其在自然行走、電機(jī)扭矩控制、力度控制、環(huán)境識別及記憶等方面的進(jìn)步。馬斯克強(qiáng)調(diào)，現(xiàn)在是推進(jìn)研發(fā)人形機(jī)器人的絕佳機(jī)會，因?yàn)榭梢怨蚕泶罅?a href="http://ttokpm.com/tags/自動駕駛/" target="_blank">自動駕駛領(lǐng)域的軟硬件技術(shù)成果，Optimus將使用與該公司電動汽車相同的全自動駕駛系統(tǒng)。他提出了一個(gè)大膽的設(shè)想：“一個(gè)自然人或許都需要擁有兩個(gè)人形機(jī)器人。未來，全球的人形機(jī)器人數(shù)量有望達(dá)到100億到200億。”

中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)交叉信息研究院院長姚期智指出，具身通用人工智能（AGI）最理想的身體形式，就是人形機(jī)器人。

人形機(jī)器人設(shè)計(jì)制造目的是為了與人工工具和環(huán)境進(jìn)行交互，從而輔助甚至替代人類的生產(chǎn)生活。傳統(tǒng)機(jī)器人的技術(shù)往往側(cè)重于某一個(gè)特定方面，例如工業(yè)機(jī)器人側(cè)重于運(yùn)動控制技術(shù)、掃地/送餐機(jī)器人側(cè)重于導(dǎo)航技術(shù)。

相比其他服務(wù)機(jī)器人，人形機(jī)器人需要更高的感知、運(yùn)動控制、交互能力。其運(yùn)動能力所代表的是一個(gè)系統(tǒng)集成工程，涉及到自動駕駛、視覺導(dǎo)航、傳感器、伺服系統(tǒng)、減速器、控制系統(tǒng)等多種軟硬件技術(shù)的融合，技術(shù)的集成度更高，是現(xiàn)有應(yīng)用的延伸和演變。

由于復(fù)雜性極高，而且需要巨額的研發(fā)投入支撐，在過去的幾十年中，人形機(jī)器人研發(fā)成為了機(jī)器人技術(shù)的難點(diǎn)之一。正因如此，人形機(jī)器人研發(fā)的先驅(qū)、日本本田技研工業(yè)所的人形機(jī)器人“阿西莫”，軟銀集團(tuán)聯(lián)合研發(fā)的人形機(jī)器人“Pepper”等產(chǎn)品均已宣告退役。

民生證券研報(bào)顯示，人形機(jī)器人可被拆解為控制系統(tǒng)、本體、傳感系統(tǒng)等核心組成部分。在語音、視覺、決策、控制等方面，大模型同人形機(jī)器人的結(jié)合有助于后者形成感知、決策、控制閉環(huán)，使機(jī)器人具備常識。但人形機(jī)器人所需要的伺服器（類似于人體的關(guān)節(jié)）、傳感器、滾珠絲杠（傳動元件）等硬件，仍待整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)布局。

華安證券在今年8月發(fā)布的關(guān)于人形機(jī)器人的報(bào)告中指出，目前人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈仍處于早期，集中在上游的減速器、傳感器、控制器、芯片等核心零部件部分，下游的潛在應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，包括物流、安防、養(yǎng)老助殘等多個(gè)方面。報(bào)告指出，人形機(jī)器人要想大規(guī)模商業(yè)化，走進(jìn)千家萬戶，關(guān)鍵還是要解決高成本的問題。

人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的上游為基礎(chǔ)原材料以及零部件，中游為機(jī)器人本體和系統(tǒng)集成，下游為不同應(yīng)用場景。以伺服電機(jī)、減速機(jī)、控制器這三大工業(yè)機(jī)器人核心零部件為例，相關(guān)研究報(bào)告表示，參考工業(yè)機(jī)器人核心零部件占工業(yè)機(jī)器人成本超70％，其中減速器、伺服系統(tǒng)、控制器分別占比約36％、24％、12％。考慮到人形機(jī)器人相較于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人自由度大幅提升，預(yù)計(jì)減速器、電機(jī)成本占比將會更高。

為何火爆？

多家公司近日首發(fā)人形機(jī)器人新品，與此同時(shí)，越來越多的高校研究機(jī)構(gòu)孵化公司將人形機(jī)器人從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)向商業(yè)化應(yīng)用。這背后的原因之一就是人工智能大模型技術(shù)的發(fā)展，這為人形機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)落地提供了技術(shù)支撐。英偉達(dá)CEO黃仁勛等業(yè)界人士認(rèn)為，AI下一個(gè)浪潮將是具身智能。

目前，硬件本體因?yàn)殡婒?qū)形式受物理限制，已經(jīng)到了一個(gè)瓶頸期。真正的比拼，就是機(jī)器人是否更聰明，也就是大模型的人工智能能力。百度創(chuàng)始人、董事長兼CEO李彥宏曾表示，大模型成功地壓縮了人類對于整個(gè)世界的認(rèn)知，讓我們看到了實(shí)現(xiàn)通用人工智能的路徑?！爱?dāng)下，我們正處在全新起點(diǎn)，這是一個(gè)以大模型為核心的人工智能新時(shí)代，大模型改變了人工智能，大模型即將改變世界。”

今年6月，科技部發(fā)布的《中國人工智能大模型地圖研究報(bào)告》顯示，從全球已發(fā)布的大模型分布來看，中國和美國大幅領(lǐng)先，超過全球總數(shù)的80%，美國在大模型數(shù)量方面始終居全球最高。

如何讓通用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)低成本量產(chǎn)，產(chǎn)生實(shí)際應(yīng)用價(jià)值？人稱“稚暉君”的智元機(jī)器人聯(lián)合創(chuàng)始人彭志輝表示，硬件只是前提條件之一，更重要的其實(shí)是背后的機(jī)器人大腦。智元的具身智腦EI-Brain架構(gòu)中，把機(jī)器人的思維系統(tǒng)分為云端的超腦、端側(cè)的大腦、小腦，以及腦干幾層，分別對應(yīng)機(jī)器人任務(wù)級、技能級、指令級以及伺服級的能力。

姚期智表示，人工智能大模型的出現(xiàn)將為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造更多新價(jià)值，打造一個(gè)具有泛應(yīng)用能力的通用機(jī)器人，既要讓它具備人類這一具身智能體所具有的大腦、小腦、身體三個(gè)關(guān)鍵部分，還要讓它更適應(yīng)人類社會環(huán)境。對于具身智能機(jī)器人來說，“大腦”主導(dǎo)上層的邏輯推理、決策、規(guī)劃，以及用自然語言來和其他智能體、環(huán)境進(jìn)行交流；“小腦”主要是通過主導(dǎo)視覺、觸覺等多種感知來控制身體，從而完成復(fù)雜的任務(wù)；“身體”則是要有足夠的硬件，如傳感器和執(zhí)行器。

目前有許多企業(yè)已經(jīng)開始針對機(jī)器人領(lǐng)域推出專屬大模型，比如谷歌旗下的DeepMind推出了RT-2模型，用以提升機(jī)器人的自然語言理解能力；國內(nèi)玩家達(dá)闥發(fā)布了業(yè)界首個(gè)機(jī)器人多模態(tài)大模型RobotGPT等。這意味著通用人工智能在人形機(jī)器人的應(yīng)用將增強(qiáng)仿真模擬與數(shù)據(jù)生成、任務(wù)分解與規(guī)劃、自主操作控制等方面的能力，具有巨大的應(yīng)用潛力。

東吳證券表示，隨著特斯拉去年發(fā)布人形機(jī)器人產(chǎn)品，人形機(jī)器人商業(yè)化速度加快。在特斯拉人形機(jī)器人標(biāo)桿引領(lǐng)作用下，預(yù)計(jì)全球在2025年初步實(shí)現(xiàn)人形機(jī)器人商業(yè)化，實(shí)現(xiàn)銷量2萬-3萬臺。到2030年，新增需求100萬臺，2035年銷量有望突破1000萬臺。

逼近變革躍升臨界點(diǎn)

目前，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)逐步逼近變革躍升臨界點(diǎn)?！吨袊鴻C(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告（2023年）》指出，機(jī)器人共性與前沿技術(shù)正在迅猛發(fā)展，電子、機(jī)械、生物、材料等大量科學(xué)和技術(shù)在相互交融中相互促進(jìn)，融合創(chuàng)新、高端化、智能化、生態(tài)構(gòu)建成為中國機(jī)器人未來發(fā)展的關(guān)鍵詞。

從人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)來看，其三大核心技術(shù)主要包括人機(jī)交互+場景感知+運(yùn)動控制，其中場景感知技術(shù)進(jìn)步較為迅速，運(yùn)動控制方面大多采用液壓驅(qū)動或純電機(jī)驅(qū)動，運(yùn)控算法方面還有較大提升空間，人機(jī)交互上隨著人工智能大模型的發(fā)展有所突破，但距“自主決策”還有較大差距。

在姚期智看來，當(dāng)前具身智能機(jī)器人還面臨四個(gè)方面的挑戰(zhàn)：一是它無法像大語言模型一樣有一個(gè)具身的大模型實(shí)現(xiàn)一步到位，二是來自計(jì)算能力的挑戰(zhàn)，三是如何將多模態(tài)的感官融合起來，四是對于收集數(shù)據(jù)的需求。

目前已有的人形機(jī)器人囿于技術(shù)、成本等因素，應(yīng)用場景相對有限，但卻擁有無窮的想象空間。對此，政策也在大力支持。8月22日，工信部等四部門印發(fā)《新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)航工程實(shí)施方案（2023-2035年）》，聚焦新興產(chǎn)業(yè)與未來產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作，形成“8+9”的新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化重點(diǎn)領(lǐng)域，其中，未來產(chǎn)業(yè)聚焦人形機(jī)器人、生成式人工智能等9大領(lǐng)域。近日，全國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會宣布成立人形機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作組，并授予科大訊飛、小米集團(tuán)、之江實(shí)驗(yàn)室等人形機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作組副組長單位，共同推動中國人形機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化工作建設(shè)。從地方來看，《北京市促進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干措施》提出，組織實(shí)施機(jī)器人產(chǎn)業(yè)“筑基”工程，發(fā)布產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)清單。還將設(shè)立100億元規(guī)模的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基金，首期規(guī)模不低于20億元。

在近日舉行的2023世界機(jī)器人大會上，工信部副部長徐曉蘭表示，以人形機(jī)器人和通用人工智能為代表的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)蓬勃發(fā)展，正成為全球科技創(chuàng)新的制高點(diǎn)、未來產(chǎn)業(yè)的新賽道和經(jīng)濟(jì)增長的新引擎。中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，為人形機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

目前機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域正加速拓展，并在新能源汽車、醫(yī)療技術(shù)、物流倉儲、室外配送和商業(yè)服務(wù)等領(lǐng)域的應(yīng)用中持續(xù)深耕。從技術(shù)來看，人工智能、生物技術(shù)、新材料、腦機(jī)接口等前沿技術(shù)快速發(fā)展，機(jī)器人作為前沿技術(shù)的載體和平臺，加快與前沿技術(shù)深度融合，對機(jī)器人的形態(tài)、功能和應(yīng)用場景帶來深遠(yuǎn)影響。

從比亞迪投資智元機(jī)器人來看，比亞迪可以通過人形機(jī)器人進(jìn)行外觀檢測流程、進(jìn)行裝配底盤等作業(yè)；從更深遠(yuǎn)的層面看，產(chǎn)業(yè)鏈的布局或推動自動駕駛等技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。不管比亞迪未來對于人形機(jī)器人是否有更多的布局，值得肯定的是，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展。

對于人形機(jī)器人最終能否進(jìn)入千家萬戶，在優(yōu)必選科技創(chuàng)始人、董事長兼首席執(zhí)行官周劍看來，未來人形機(jī)器人進(jìn)入家庭陪伴服務(wù)場景只是時(shí)間長短問題。不過，他也表示，人形機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃涉及多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)、常識及知識，如何將這些能力結(jié)合起來去完成人類的任務(wù)，將是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)。

無論是特斯拉、本田、豐田等車企，還是華為、小米、三星、谷歌、亞馬遜等巨頭，降低成本和布局產(chǎn)業(yè)鏈這兩大任務(wù)的完成仍然是未來人形智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展中必須要邁過的難關(guān)。

編輯：黃飛

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