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(wù),麻省理工團隊的“Ddog”實現(xiàn)了腦癱人士可操作,優(yōu)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(lǐng)域,巨浪正滾滾而來。
人形機器人是智能機器人中研發(fā)難度最大、技術(shù)壁壘最高的“天花板”,也是體現(xiàn)國家科技水平的重要標志。工業(yè)和信息化部《人形機器人創(chuàng)新發(fā)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(shù),有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品,發(fā)展?jié)摿Υ蟆?yīng)用前景廣,是未來產(chǎn)業(yè)的新賽道。
2024年,人形機器人行業(yè)是否會迎來大規(guī)模量產(chǎn)?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(zhàn)?
近日,實時俠智能控制技術(shù)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(chuàng)始人、董事長,復旦MBA科創(chuàng)青干營企業(yè)家導師蔣耀校友在管院發(fā)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(yè)“零基礎(chǔ)”創(chuàng)業(yè),駛?cè)脒\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(yè)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(jīng)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(shù)有限公司全球首創(chuàng)的單芯片多核異構(gòu)驅(qū)控一體運動控制技術(shù),連續(xù)創(chuàng)業(yè)打造橫跨工業(yè)、服務(wù)、特殊機器人的產(chǎn)業(yè)體系,SCIMC生態(tài)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(zhí)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(zhí)行層面的能力已經(jīng)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(chǎn)、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(qū)分,爭議很大。若一定要分,我比較接受曠視聯(lián)合創(chuàng)始人、CEO印奇關(guān)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(shù)字化人工智能,以ChatGPT為代表的技術(shù);后者則具有物理實體,將AI技術(shù)引擎與硬件載體結(jié)合,產(chǎn)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(yè)機器人出現(xiàn)于上個世紀50年代末期的美國,它就是如今在工業(yè)、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(zhí)行的動作都需要通過人類設(shè)計規(guī)劃。
接著,出現(xiàn)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(shù)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(yīng)用于物流和商業(yè)場景,任務(wù)和調(diào)度仍依靠云端的操作系統(tǒng)。
后來,在移動機器人的基礎(chǔ)上,上裝了協(xié)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(fā)展做出了巨大的貢獻,但限于人工智能發(fā)展的滯后和局限性,或者是構(gòu)型選擇的不經(jīng)濟性,難以在商業(yè)化運作上取得成功,這是我特別希望同學們引起高度關(guān)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(yè)價值的技術(shù)突破對科創(chuàng)企業(yè)來說毫無意義。”
如今,人類已經(jīng)跨越了三次工業(yè)革命。在第三次工業(yè)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(yè)。如果沒有下一個能造就數(shù)十萬億產(chǎn)值的行業(yè),就無法支撐經(jīng)濟再次跨越式發(fā)展。我們看到,第四次工業(yè)革命——“智能革命”已經(jīng)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(chǎn)品,它更要具備真正的商業(yè)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(xiàn)商業(yè)化的企業(yè)。它推出的機器人Tesla Bot已經(jīng)做到在端到端的響應(yīng)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(zhí)行任務(wù)的“閉環(huán)”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(xiàn)在甚至可以完成瑜伽動作。
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如何在人形機器人這個百萬億級賽道上勝出呢?必須生產(chǎn)出具備真正商業(yè)價值的代表性產(chǎn)品。它將在未來的工業(yè)領(lǐng)域、商業(yè)領(lǐng)域或者家庭場景中,實現(xiàn)多場景適應(yīng)。
這樣的產(chǎn)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(jīng)錯失了一、二、三次工業(yè)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(yè)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(shè)計、全面推進,又要科創(chuàng)企業(yè)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(chǎn)業(yè),而To C端的家用服務(wù)機器人必定是主流應(yīng)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(wù)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(xiàn)中產(chǎn)家庭的基本養(yǎng)老陪護:功能上可執(zhí)行家庭基本清潔任務(wù),支持人類日常生活中的簡單活動;智能上可實現(xiàn)家庭地圖構(gòu)建、日常物品識別以及與人類的基本對話;交互上可實現(xiàn)語音控制、觸屏控制。
■人形機器人的2.0版本可實現(xiàn)大部分養(yǎng)老及兒童監(jiān)護需求:功能上可實現(xiàn)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(xiàn)與人更好地互動,通過數(shù)據(jù)共享自主學習復雜任務(wù);交互上可實現(xiàn)手勢控制、可穿戴式設(shè)備遠程操控服務(wù)等。
■人形機器人的3.0版本可實現(xiàn)各類家政服務(wù):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(jīng)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(chuàng)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(chǎn)業(yè)規(guī)劃,將人形機器人列為最重要的未來產(chǎn)業(yè)。走整機優(yōu)先還是核心部件優(yōu)先的發(fā)展路線是當下值得關(guān)注的戰(zhàn)略選擇。
本人認為,整零協(xié)同是正確的選擇,把滿足整機發(fā)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(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而且核心部件也決定了未來整機的基礎(chǔ)成本,大規(guī)模制造的產(chǎn)品必須是性能、性價比雙優(yōu)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(tài)融合、泛化應(yīng)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(xiàn)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(zhí)行任務(wù)。
■二是運動智能芯片,即感驅(qū)控一體運動控制器,主要有基于總線、多芯片驅(qū)動一體、單芯片驅(qū)控一體等三種架構(gòu)。我們團隊歷經(jīng)八年時間,已經(jīng)研發(fā)出擁有全球?qū)@⒒趩涡酒母序?qū)控一體運動控制器,技術(shù)優(yōu)勢非常明顯。它在各維度都遠超基于總線的運動控制器,結(jié)構(gòu)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(guān)節(jié)(執(zhí)行器),它需要具備高功率密度、高可靠性、智能化驅(qū)動、緊湊型設(shè)計等能力,并且需要極高的性價比。目前主要三種關(guān)節(jié)類型,第一種是一體化旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),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(xiàn)高精度和高剛度的旋轉(zhuǎn)運動,適用于上肢和軀干等部位;第二種是一體化直線關(guān)節(jié),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(xiàn)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(guān)節(jié)形成,空心杯關(guān)節(jié)采用空心杯電機、多級行星減速機、驅(qū)動器和編碼器等組成,可以實現(xiàn)高速低扭矩的特性,在較小空間內(nèi)提供較大的抓握力,適用于手腕和手指等部位。