近两年,人形机器人的“类人化”进程明显提速。这背后,人工智能大模型功不可没。由于人形机器人更具通用性,一些传统的工业机器人、服务机器人也存在被替代的风险。
未来已来。对人类来说,除了劳动价值外,更聪明、更智能的人形机器人还能为我们带来情感价值,让彼此交互更自然、更亲近。
不少企业表达采购意向
有厂商已开始批量生产
“我是聪明、善良的‘小柒’同学,很高兴认识大家,希望能为大家提供有用的信息和帮助。让我们一起度过愉快的时光。”
“你有什么功能?”
“我具有强大的自然语言处理能力,可以进行流畅的语音交流。同时,我还具有家庭助理、健康管理、娱乐互动等功能,可以帮助您完成日常任务、管理生活方式并带来更多生活乐趣。请随时告诉我您的需求,我会坚定地为您提供帮助。”
眼前,与观众对话的是身高为1.73米的人形机器人“小柒”。这一幕发生在2024世界智能产业博览会的第一天上午。
人形机器人,也被称为仿人机器人,是一种旨在模仿人类外观和行为的机器人,具有像人的外观、感知、决策和交互能力等。与其他人形机器人相比,“小柒”与真人极为相似,女性形象、黑发及肩、身材窈窕。
成立于2016年的宇树科技,以研发高性能四足机器人起家。该公司十分重视技术创新,自研电机、减速器、控制器、激光雷达等机器人核心零部件和高性能感知、运动控制算法。去年8月,宇树科技对外发布了旗下首款人形机器人“UnitreeH1”。至今,其已完成4次软、硬件迭代。
“这是国内第一台能跑的全尺寸通用人形机器人,也是目前全球移动速度最快的人形机器人,可达3.3米/秒。”让姜俨峰十分自豪的是,“UnitreeH1”不仅能跑,还不会被“踹倒”,平衡性极强。
由于拥有稳定的步态和高度灵活的运动能力,“UnitreeH1”能够在复杂地形和环境中自主行走和奔跑。更让人惊讶的是,它不仅能跳网红舞蹈“科目三”,还能表演“后空翻”。
除了“UnitreeH1”外,宇树科技旗下还有一款人形机器人——“UnitreeG1”。该人形机器人于今年5月对外发布,比“UnitreeH1”更灵活,也被称为“人形智能体”。据介绍,由于人工智能技术加持,“UnitreeG1”每天都在升级进化。
若以身高来看,“UnitreeH1”明显高于“UnitreeG1”,前者约1.8米,后者约1.27米。“已有几十家企业在使用我们的人形机器人。”姜俨峰对记者表示,“UnitreeH1”侧重工业场景,而“UnitreeG1”侧重服务场景。
广阔前景吸引企业入局
政策支持坚定投资信心
今年3月,以提供轻量化关节模组为主业的钛虎机器人科技(上海)有限公司(以下简称钛虎科技),打造了一款人形机器人“瑶光T170A”。该公司提供的资料显示,“瑶光T170A”的身高为1.7米,体重为48公斤,全身“自由度”为44个。
“我们这款人形机器人拥有高算力控制器和大扭矩腿部关节,单手负载可达5公斤。”钛虎科技销售总监韩啸告诉记者,今年年内,他们还将推出2款至3款人形机器人。
今年4月,北京人形机器人创新中心发布自主研发的通用人形机器人母平台“天工”。据介绍,“天工”具备开源开放性和兼容扩展性,可以实现开放调用通讯接口,灵活扩展软件、硬件等功能模块,能充分满足不同应用场景下的需求……
不少企业、机构积极布局人形机器人背后,政策层面的支持与广阔的市场前景均让其坚定了信心。
去年11月,工业和信息化部发布《人形机器人创新发展指导意见》(以下简称《指导意见》)。“人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术,有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品,将深刻变革人类生产生活方式,重塑全球产业发展格局。”《指导意见》称。
今年1月,工业和信息化部等七部门联合发布的《关于推动未来产业创新发展的实施意见》(以下简称《实施意见》)也提到要发展人形机器人。“面向国家重大战略需求和人民美好生活需要,加快实施重大技术装备攻关工程,突破人形机器人、量子计算机、超高速列车、下一代大飞机、绿色智能船舶、无人船艇等高端装备产品,以整机带动新技术产业化落地,打造全球领先的高端装备体系。”具体到人形机器人方面,《实施意见》明确要求,未来要突破高转矩密度伺服电机、高动态运动规划与控制、仿生感知与认知、智能灵巧手、电子皮肤等核心技术,重点推进智能制造、家庭服务、特殊环境作业等领域产品的研制及应用。
有国外研究机构此前预测,2023年至2028年,全球人形机器人市场规模年复合增长率为50.2%。就中国人形机器人未来几年市场规模而言,各类机构的预测数据相差较大,从百亿元级至千亿元级不等。其中,《智能机器人技术产业发展白皮书(2023版)》援引第三方机构预测数据显示,至2030年,我国人形机器人市场规模有望突破8700亿元。
大模型加持赋予“灵魂”
人形机器人更具通用性
“工业机器人、服务机器人和特种机器人的市场规模均呈现出增长态势。其中,服务机器人在医疗、养老、教育等领域发挥越来越重要的作用,需求不断扩大,市场占比最高。”《智能机器人技术产业发展白皮书(2023版)》显示,2019年,全球服务和特种机器人的市场规模占比首次超过工业机器人。今年,全球服务与特种机器人的市场规模占比有望达到65%。据预测,今年,全球智能机器人市场规模将超过660亿美元。
以应用领域划分,机器人主要包括工业机器人、服务机器人和特种机器人。其中,特种机器人可在极端环境下(如高温、高压、辐射等)替代人类完成任务,保障人员安全和提高工作效率,比如侦察机器人、排爆机器人等。若进一步细分,服务机器人又可分为家用服务机器人、公共服务机器人等。
由于既能走进生产车间进行复杂作业,与传统工业机器人“争饭碗”,又能完成按摩、拧瓶盖、端茶倒水等居家服务,在外形、交互能力等方面比传统服务机器人更具亲近感,因此人形机器人未来也不可避免会与它们产生竞争关系,并改变既有机器人的市场格局。
在本届博览会现场,有参展商告诉记者,人形机器人的外形体态、灵活程度都在向人类快速靠近,这意味着当人形机器人技术成熟并实现量产后,制造业企业不需要改变原有设备、产线、工厂环境等,就可以直接将其应用在生产制造中,同时还能在不改变硬件的情况下,快速适应作业场景或者工艺的变化。在他看来,相较传统的工业机器人,人形机器人更具通用性。
上世纪70年代,世界上首款人形机器人“WABOT-1”面世。从过往来看,人形机器人的发展经历了漫长的“探索期”,迟迟未能量产并进入大规模商用。近两年,伴随人工智能大模型涌现,外界对于人形机器人产业进入“爆发期”有了强烈期待。一些业内人士认为,人工智能大模型将为人形机器人赋予“灵魂”,大规模商业化可期。
样本聚焦
“Walker家族”诞生记
在2024世界智能产业博览会上,“WalkerX”是“组团”参展的人形机器人之一。除了在展区内迎接一批又一批观众围观、拍照,它还登上了闭幕式舞台,成为耀眼的“明星”。
“WalkerX”是由优必选研发的,该公司也被称为“国内人形机器人第一股”。去年12月,优必选在港交所挂牌上市。截至发稿时,其总市值超过450亿港元。
“让机器人走进千家万户”,这是优必选确定的发展使命。据记者了解,在成立后的第四年,优必选推出了旗下首款人形机器人“Walker”的原型机。之后的2018年、2019年,该款人形机器人又分别进行了2次迭代。
在软件、硬件迭代后,“Walker”的身高、体重也发生了变化。比如,2018年,“Walker”的身高为1.35米,体重为37公斤;2019年,新迭代的“Walker”,身高提升至1.45米,体重增加至77公斤。
记者获悉,在优必选推出的“Walker”系列人形机器人中,还有一位重要“家族”成员——“WalkerS”。其诞生于去年,身高为1.7米,体重为65公斤,主要侧重工业场景应用。
性能解码
20度斜坡行走
“多模态”情感交互
查阅各种人形机器人资料时,最先进入视野的便是“自由度”这样一个技术指标。比如,人形机器人“WalkerX”与“WalkerS”均有41个“自由度”。
据业内人士介绍,“自由度”是反映人形机器人在某个方向上能够自由运动的能力。一般而言,较多的“自由度”可使人形机器人更加灵活地执行各种任务,比如模仿人类进行跳跃、旋转等高难度动作,甚至能够完成一些需要高度灵活性和精确控制的细微动作。
“自由度”的多少与人形机器人的关节数量有关,可分布在头、颈、臂、手、腿、脚等众多部位。其中,关节通常由电机、减速器、传感器等部件组成,使人形机器人能够模拟人类运动。
据了解,“WalkerX”有41个高性能伺服驱动关节。而这也与其“自由度”数量相吻合。其中,“WalkerX”双手有12个“自由度”、双臂有14个“自由度”。优必选提供的资料显示,“WalkerX”不仅能自主操控冰箱、吸尘器等家电,还可完成按摩、拧瓶盖、端茶倒水等任务。
除了硬件外,软件尤其是各类算法也极大影响人形机器人的智能化程度。比如,在站立或行走过程中,“WalkerX”可通过调整步态和控制算法获得平衡,免受外部冲击扰动或惯性扰动因素影响。
此外,“WalkerX”之所以能进行20度斜坡行走并能上下楼梯(台阶为15厘米以内),是因为优必选研发了自适应斜坡行走算法、自主避障及视觉感知算法和质心高度自适应算法。依托全新姿态控制算法,“WalkerX”可适应碎石、地砖、草坪等不同地面。
所谓“多模态”,即通过文字、语音、视觉、动作等多种方式进行人机交互,充分模拟人与人之间的交互方式。据了解,通过与人工智能大模型技术深度融合,“WalkerS”在“多模态”感知与运动控制能力上,已获得更高级的意图理解能力和规划能力,可在不同环境中执行多样化任务。
价格观察
最低不到10万元
定制款百万元以上
“如果它的价格能控制在30万元以内,距离大规模家用就不远了。”6月21日上午,在2024世界智能产业博览会现场,上海一家人形机器人厂商销售部负责人对记者坦言。今年3月,该公司组装完成了旗下首款人形机器人。据介绍,目前,该人形机器人正在调试中,预计2个月内可实现行走。
当前,人形机器人的价格差异较大。有业内人士告诉记者,其价格从几十万元到上百万元不等;如果是定制款,大多都在百万元以上。
不过,宇树科技今年5月推出的一款人形机器人则将价格拉至10万元以下。售价单显示,“UnitreeG1”系列的价格自9.9万元起。其中,基础款报价9.9万元。
结合力位混合控制,人形机器人“UnitreeG1”可模拟人手实现对物体精准操作。据介绍,“UnitreeG1”基础款的身高约1.27米,体重约35公斤,续航时长约2个小时,“自由度”为23个。其中,单腿、单臂、腰部的“自由度”分别为6个、5个、1个。
“我们公司自研电机、减速器、控制器、激光雷达等机器人核心零部件和高性能感知、运动控制算法。”宇树科技销售总监姜俨峰告诉记者,目前,9.9万元的人形机器人主要是针对科技馆的展示款。因场景、性能不同,“UnitreeG1”采用的零部件材料也有差异。
作为核心零部件之一,电机通过旋转轴的运动,驱动人形机器人的关节、肢体等部分,进而完成各种动作,如行走、转身、手臂挥舞等。它的性能直接影响人形机器人的运动能力、控制精度和工作效率等。
值得注意的是,因应用场景不同,人形机器人对零部件、软件的要求也不同,而这也会使其价格存在较大差异。此外,即使是同样的价位,不同厂商提供的人形机器人性能也会有差异。本版图片除署名外均由受访者提供