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五位顶流掌门人,论道人形机器人

作者:佚名    转贴自:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1774633917693568519    点击数:36


五位顶流掌门人,论道人形机器人

 

作者 | 山竹

出品 | 锌产业

2022年9月30日,在特斯拉第二届AI Day上,一个人形机器人被工作人员缓缓推到舞台中央。

这就是马斯克在一年前官宣研发人形机器人后,做出的第一款人形机器人Optimus,相较于当时动作略显笨拙的Optimus,人们更关注的是马斯克给出的量产目标:

3年实现量产、5年实现商用,目标售价在2万美元(约14万元)内。

这一年距离早稻田大学1972年研发的WABOT刚好过去了半个世纪,人形机器人就这样被拽入到了商业世界。

马斯克这一自带流量的科技大佬跨界入场,被认为是2023年人形机器人市场异常火爆的直接原因。

“马斯克的带动效果比较好,这是毋庸置疑的,”宇树科技CEO王兴兴在WRC 2023上说,“因为他过往做的几个行业(光伏、汽车、商业航空),到现在来看,做得都比较成功,所以现在大家对他比较推崇,他做的很多事,国内都有去对标他的团队,尤其资本层面,更是对他很是追捧。”

“马斯克”效应,同样让国内人形机器人产业在这一年热闹起来。

就在本周开幕的WRC 2023上,包括优必选、钢铁侠、宇树、小米、追觅、达闼、清华、浙大、北理工、上海理工、高擎电机、五八智能在内机器人公司展出了人形机器人,人形机器人团队数量超过15个

这其中,有一些是自2015-2016年、甚至更早就开始做人形机器人的团队,也有不少团队是在今年首次推出的人形机器人。

也是在WRC 2023上,我从波士顿动力、优必选、宇树、清华、达闼五位人形机器人顶流团队的掌门人那里,找到了我期待的人形机器人产业几个关键问题的答案。

1、人形机器人热潮背后,除了“马斯克”效应,有哪些技术进步?

2、大模型为人形机器人带来了什么?

3、波士顿动力,现在在做什么?

4、人形机器人,还有哪些技术瓶颈?

5、大家对人形机器人商业化预期是什么?

优必选CEO周剑:人形机器人爆火,背后的六大技术进步

优必选是国内人形机器人明星团队,公司成立于2012年,自2016年开始研发大型人形机器人,过去几年里,曾多次传出优必选上市消息,优必选也终于在今年1月向港交所递交了招股书,开始冲击国内“人形机器人第一股”。

经历了这么多年来人形机器人行业的起起落落,今年人形机器人被这么多人关注到,有这么多团队参与进来,除了“马斯克”效应,核心技术必然已在潜移默化中有了不小的进步,这种进步并非什么重大技术突破,也并非阶跃式进步,以至于被很多人忽视。

优必选CEO周剑结合自身发展,将人形机器人几个明显的技术进步总结为以下六点:

第一,优必选已经可以将伺服电机的扭矩从2公斤做到了1200公斤,这样的伺服电机既可以驱动人形机器人做很多精细化工作,也可以做很多高爆发的工作;

第二,针对人形机器人电子皮肤和相关传感器的研发,以及一些关键零部件轻量化的拓扑优化设计,例如仿造鸟类的中空骨骼,采取增材制造的方式,既保证结构的刚性和强度,又能大大降低机器人的重量;

第三,力传感反馈控制技术也得到了很大的进步,现在优必选戴上五指凝胶的人形机器人已经在不把鸡蛋弄碎的情况下,可以轻松抓握一个鸡蛋;

第四,人形机器人的运动规划和控制能力有了很大的提升,上下楼梯、类人步态行走、全身运控、力位混合控制,以及在不平整的路面上行走,现在的步态算法和运动控制系统已经都能够做到;

第五,仿真环境下机器人的模型训练越来越高效,随着机器学习、强化学习的出现,通过深层对抗网络让机器人不断试错学习,中邮一天可以模拟出类人的运动轨迹,让人形机器人运动地更加自然和真实;

第六,3D视觉导航技术的发展让如今的机器人能够在复杂场景,甚至在一个狭小的空间里正确导航和行走。

可以看到,正是这些技术的进步,吸引了马斯克的入场,也支撑了人形机器人这次从技术跨越到商用的可能性。

甚至也让一直以来对人形机器人、乃至科技发展比较悲观的宇树科技CEO王兴兴也关注到,并调集团队做出了第一款人形机器人。

宇树CEO王兴兴:人工智能技术发展已经远超机器人所需

宇树科技成立于2016年,如今已经是国内四足机器人领域的明星团队,而就在WRC 2023开幕前一天,宇树科技正式对外发布了第一款人形机器人,这让宇树科技在2016年也正式迈入了人形机器人这个大热赛道。

宇树科技CEO王兴兴在WRC 2023上称,“前几年我个人是有点悲观的,我觉得世界科技发展已经停滞,整个科技红利都已经被吃光了,过去二三十年人类科技红利看上去也快要到头了,这也导致全球经济下滑。”

“但是去年年底通用AI进展远超我个人预期,这让我看到目前通用人形机器人需要的人工智能技术已经慢慢趋于成熟,所以从今年年初我们立项了通用人形机器人,前几天发布的第一代通用人形机器人,已经有比较大的AI公司想采购我们的产品。”

在过去几十年里,人形机器人虽然慢慢从高校、科研院所里走了出来,全球逐渐有了市场化人形机器人团队。

然而,技术发展是有周期性的,人形机器人随后的发展也经历了多个高潮和低谷,包括现在最热的人工智能技术,十年前还是一个冷门行业。

王兴兴说,“技术发展基本上是十年一个周期,如果不是生成式AI的爆发,人工智能可能已经进入一个新的AI低谷期。”

人工智能发展的节奏非常快,现在大家已经对人工智能技术开始有了强人工智能的感觉。

对于人形机器人,王兴兴也透露,“我个人早几年并不看好人形机器人这件事,因为我一直觉得目前人类的控制技术还没办法完全驾驭人形机器人这么复杂的机器人形态,直到去年年底开始,整个人工智能技术的发展迅速,这让我看到了,人工智能技术目前的发展已经远超机器人需要。”

他认为,“目前做人形机器人,包括做其它基于AI的应用,你只要把现有的大模型技术,或移植,或裁剪一下就可以拿来用,对人形机器人来说,可能只要一个小模型或中等模型就已经足够了。”

因此,现在的王兴兴,对人形机器人有着不小的期待,他指出,“目前通用人形机器人在技术层面已经迈过了一个鸿沟,未来几年大家只要把一些工程上的问题解决了,就可以发挥很大的生产价值,尤其在工业领域,而且这会是颠覆性的。”

据悉,宇树科技研发的第一代通用人形机器人将在今年第四季度发货,售价或低于9万美元。

而谈到AGI、大模型的爆发,实际起源地美国,美国人形机器人公司在研究和应用大模型方面自然不会比国内公司慢。

实际上,作为人形机器人领域全球网红的明星企业波士顿动力,最近在这方面也下了不小的功夫。

波士顿动力创始人Marc Raibert:人形机器人,如何具身智能

波士顿动力成立于1992年,是一家有着MIT血统的机器人公司,也是全球最知名的网红机器人团队。

2009年,波士顿动力发布了第一款双足人形机器人Petman,2013年又基于Petman研发出了后来举世瞩目的人形机器人Atlas。

不过,波士顿动力由于采用的是液压方案,虽然后来在四足机器人、人形机器人的运动控制和运动能力上一直遥遥领先,但是由于商业化能力不佳,先后被谷歌、软银、现代汽车三家公司收购,成长经历颇为波折。

而在被软银收购后,波士顿动力也开始转向电驱方案,并在商业化上逐渐打开局面。

如今的波士顿动力,除了机器人除了在工业巡检、仓储物流领域已经有了商业化应用外,还在2022年在现代集团支持下成立了人工智能研究院,目前波士顿动力人工智能研究院在做哪些工作?

波士顿动力创始人Marc Raibert透露,这个研究院研究领域主要集中在四个方面:认知智能、运动智能、先进硬件,以及伦理和政策研究

他在大会上也展示了现在这一研究院在研究的是两个项目:

第一个项目是,观察-理解-实践(Watch-Understand-Do)

在汽车或工业品的装配线上,通常需要一批技术精湛、经验丰富的软硬工程师,这时,机器人会走到旁边,观察人类工作,在理解人工工作后,就可以自己上手操作了。

这是一个机器人自学习的过程,整个过程不需要额外编程,这其中涉及机器人的认知智能能力,空间导航定位能力,机器人还要会使用工具,能够感知并认识汽车零部件。

这样的能力同样可以应用在家庭环境,用在让机器人学习做饭这项技能上。

第二个项目是,检查-诊断-修复(Inspect-Diagnose-Fix)

在一个堆满各种设备的仓库中,机器人不仅可以帮助你收集数据、分析数据,判断每一台设备的故障情况,通过智能化手段诊断设备故障,然后自己修复设备、解决问题。

这样的能力同样可以应用在家庭环境,修理家电设备上。

我们能够看到,作为本就是技术流的波士顿动力而言,他们在机器人+大模型上研究更为激进,也在并行研究更多具身智能项目。

不过,这并不代表人形机器人已经万事俱备,实际上,即便人工智能为人形机器人带来了很多可能性,但人形机器人仍然存在不少技术瓶颈,是一个不争的事实。

星动纪元CEO陈建宇:人形机器人,技术瓶颈在哪里

星动纪元是今年8月刚刚成立的人形机器人公司,和前不久刚发布人形机器人的宇树科技不同的是,星动纪元是一家学术派创业团队,是清华大学姚期智院士团队陈建宇教授的创立的公司。

因而,其中不少技术,也都是由清华大学交叉信息学院的技术成果转化而来,包括刚刚发布的两款小星机器人,也是去年在清华大学立项完成的项目。

作为本就在学术前沿的清华大学,尤其陈建宇自本科就开始研究机器人相关技术,自然深知当下人形机器人的技术瓶颈在哪里。

他指出,现在人形机器人在技术上的瓶颈分为以下三个方面:

第一,硬件上来看,现在的机器人在力量、速度、精度、成本上还不可兼顾

基于液压技术的人形机器人虽然在速度和力量上很强,但成本太高;

基于电机技术的人形机器人的性能则取决于是否采用了高减速比的谐波减速器,这种方案精度会比较高,承载能力也不错,但灵巧性会大打折扣,新的技术虽然成本比较低,但是载荷和精度却也大打折扣。

现在能做的就是尽量去在二者之间做平衡,针对不同应用场景,选择不同技术路线,但是未来大家还是希望新一代技术能够做到二者兼顾。

第二,软件上来看,目前还无法很好兼顾人形机器人的泛化性和任务操作控制的精巧性

通过控制算法和强学习算法,我们的人形机器人现在可以做到比较精细的精准控制,但是基本上还是一个任务对应一个模型,很难做到泛化;

像谷歌的Robotic Transformer系列模型虽然可以做到很好的泛化能力,但是我们可以看到,它的控制精度依然比较低,它的控制频率也很低,做的任务基本上还是停留在操作控制一些比较简单的任务。

第三,安全性上来看,不可解释的AI大模型的出现,会为人形机器人带来更多安全问题

现在像我们这样基于拥有可解释性的控制算法做的人形机器人团队在做测试试验时,依然会出现机器人摔倒的问题,如果用大模型、神经网络这些现在还不具备可解释性的模型来做的话,是否会出现一些危险动作也是现在我们需要研究和考虑的问题。

这些技术瓶颈成为当下人形机器人行业热情高涨时,依然不得不去考虑的一些问题,也是人形机器人接下来发展必须要解决的一些问题。

不过,这并不影响现在人形机器人团队对于未来可期的预判和憧憬,例如达闼科技CEO黄晓庆就认为机器人保姆将会很快出现。

达闼科技CEO黄晓庆:机器人保姆的2025和2035

成立于2015年的达闼科技是国内另一家明星机器人公司,创始人黄晓庆曾是中国移动研究院院长,成立达闼科技也是沿袭运营商的思路,希望做云端智能机器人运营商。

早在2019年,达闼科技就发布了具有灵巧手的Ginger,并在迎宾接待、导览讲解、舞台表演等场景进行了商用落地,在今年WRC 2023上,达闼科技也展出了他们最新的双足人形机器人“小紫”,正式进入了双足人形机器人行列。

关于未来人形机器人的发展,达闼科技CEO黄晓庆十分乐观,他认为,2025年,人类就可以造出机器人保姆;2035年,机器人保姆就能够服务千家万户

为此,黄晓庆和达闼科技做了两项比较重要的工作:

第一,技术上,基于「云-网-端」架构和模式,研发云端大脑,如今达闼科技的海睿云端大脑操作系统已经迭代到了5.0版本;

第二,发起成立云端机器人产业生态、机器人泛在操作系统产业联盟,推动人形机器人产业生态建设。

正是希望通过在这两方面的努力,黄晓庆希望能够尽早推动更多人形机器人不仅进入工厂,还能进入家庭。

小结

2023年,几乎所有人都感受到了人形机器人的热潮袭来,人形机器人也已经开始出圈。

而对于商业市场,如果说有什么能成为这个产业一个外部强力推动引擎的话,那一定是国家政策指引了。

我们看到,今年国家陆续出台了多项机器人相关政策。

2023年1月,国家工信部等十七部委印发了《“机器人+”应用行动实施方案》,随后各地大力推动机器人政策及产业落地。

北京也在2023年6月印发了《北京市机器人产业创新发展行动方案(2023—2025年)》,行动方案中明确提出要设立100亿元规模的机器人产业基金,首期规模不低于20亿元,支持创新团队孵化、技术成果转化、企业并购重组和发展壮大。

而在WRC 2023上,除了看到十几个人形机器人团队的工程机或产品外,锌产业还观察到三件对于推动人形机器人产业长期利好的事儿:

第一,机器人智能化与信息安全标准工作组、人形机器人标准化工作组这两个标准工作组的成立

我们都知道,一个行业或产业要想从探索期、突破期跨入到规模化的商业繁荣期,标准必不可少,而这两个标准工作组的成立以及后后续标准制定工作的开展,将成为接下人形机器人从技术跨入商业大门的必不可少的基础。

第二,中国人形机器人百人会的成立

从各自野蛮生长到规范化市场,生态联盟的作用无论在哪个产业都是必不可少的,人形机器人百人会其实就是一个这样性质的组织。

第三,人形机器人挑战赛的启动

如今国内大部分机器人公司创始人及核心技术人员,不少都参加过ROBOCON,由此可以看出机器人大赛对于这个产业的推动作用,而人形机器人大赛的启动,必然也会对整个产业带来一些推动作用。

也正是因为前文提到的这些技术的积蓄、AGI的迅猛发展、“马斯克”效应的带动,以及现在政策推动和整个产业的聚力推动,也才有了当下大家对人形机器人发展的乐观态度。

王兴兴说,“未来5-10年人形机器人将走入工厂和家庭。”

小米曾学忠说,“未来智能工厂中,自动化设备、仿人机器人、人的比例会是7:2:1。”

更为乐观的黄晓庆则认为,“机器人保姆在2025年就会出现