创业火、投资热、成果多、迭代快——
人形机器人,踏浪而来
本报记者 谢丹颖
它会取代我们吗?
在特斯拉发布的一段视频里,人形机器人“擎天柱”精准运用各个关节,流畅完成机械臂的搬运、装配任务,实现“自己造自己”。近期,“擎天柱”再进化,不仅能靠“看”分类物品,还能单腿做瑜伽。相比其他机器人,“擎天柱”打破工厂、家用壁垒,商业化落地预期进一步加强。而去年10月,初次亮相的“擎天柱”的线束、电路板还裸露在外。即便是马斯克自己,也生怕首次没系牵引绳、自主行走的它,会一头栽进观众席,摔在某个“幸运儿”脸上。
与此同时,世界各国AI领域的大咖纷纷发声,“力挺”人形机器人,认为像人一样与环境交互感知,执行各种任务的具身智能将是AI的下一波浪潮。
如今,我国人形机器人也迎来了一波热潮:小米的“铁大”、宇树科技的H1、浙江大学控制学院机器人团队的“悟空-4”等十余款国产人形机器人扎堆现身2023世界机器人大会,或走、或跑,或演示抓握,或与人对话。
这一切是如何发生的?大家缘何看好人形机器人?它又将如何改变现有产业,以及我们的生活?
梦想成真
去往杭州宇树科技有限公司的路上,记者不止一次对导航产生怀疑:偏僻的街区、老旧的白楼......这里似乎嗅不到一丝“高科技”的气息。
然而,在电梯门打开的一刹那,仿佛一张通往科幻之城的虚拟门票“叮咚”入账:明亮的灯光、空旷的展厅、赛博朋克式装修直击瞳孔,四面八方充斥着四足机器人踏步、跳跃时关节运动发出的声响。
屋里楼外,恍若两个世界。
成立于2016年的宇树科技,主攻四足机器人。不到万元一台的价格,让其销量历年领先。而今,趁着特斯拉“擎天柱”的东风,宇树科技推出首款通用人形机器人H1一经发布,特斯拉前人工智能总监安德烈·卡帕斯都特别转发官方推文,高呼“想要”。
如此H1,魅力何在?
乍一看,高约1.8米、重47公斤,“网红”H1是个瘦高个。除了作为“半年成果预演”还没来得及做精致的双手,H1已然“人模人样”。
不过,人形机器人长得像不像人,其实并不是最重要的。“更多技术栈指向运动能力,以及‘手’的操作能力。动起来像人、能用‘手’灵活操作外部事物,才是真正意义上的人形机器人。”宇树科技创始人王兴兴说。
而在“动”的模块,作为四足机器人领军企业,宇树科技具有先天优势。
在55秒的演示视频里:H1底盘稳健、步伐流畅,不仅可以大踏步向前走,还能小步快跑。根据官方数据,其行走速度大于每秒1.5米,与成人步速相当,潜在运动能力在每秒5米以上,是国内首台能跑的全尺寸通用人形机器人。
此外,视频也再现了当年波士顿动力机器人受到的“暴力”挑战——被人从侧面、后面踹一脚,H1稍作踉跄后,便能迅速找到新的平衡,甚至还学会预判,提前快闪,避开飞踢。
“难点主要有两方面。”据相关工作人员透露,无论是整机硬件结构系统设计,还是运动控制算法,都是挑战——人形机器人,主要靠两条“腿”,也就是机械臂交替与地面支撑,实现连续运动。而每条机械臂中既有线路串联、又有线路并联,结构复杂。同时,为了走得更稳、跑得更快,“机械臂要足够紧凑,重量足够轻,且要满足整个人形机器人奔跑跳跃时‘腿部’承受的冲击载荷”。此外,人形机器人关节数量多,这意味着对机器人系统精确建模,也是件难事。“在一个关节内部便集成双编码器”,在此算法框架下,还需投入大量资源实验和采集运行数据,不断调整控制参数,反复迭代,实现稳定运动的效果。
半年迅速达成如此成就,工作人员告诉记者,这与宇树科技四足技术的迁移不无关系。据悉,H1在关节电机、电控系统、控制算法等方面,很多都沿用、借鉴了积累的四足技术。
技术路线虽相通,但与“专才”四足机器人不同,“通才”人形机器人是更高维的存在。“从四足向人形的‘进化’,还有很多技术瓶颈需要突破。”颇多业内人士坦言,国内的人形机器人,还很基础。
那么,为何众人纷纷跳出舒适圈,卷进人形机器人大“战场”?
厚积薄发
人形机器人,并非新概念。
从1927年西屋公司粗糙的Herbert Televox到如今特斯拉“擎天柱”,人形机器人的探索之路走过了近百年。这其中既寄托了人类对“造物者”身份的迷恋,也承载了人类对科技的终极想象。
但目前,囿于人形机器人动辄几十万一台的成本,以及技术上存在的困境,一直不是机器人行业的主要形态。
“AI大模型的普及,补全了人形机器人缺失的一块核心拼图。”业内人士纷纷表示,此前的技术,根本没法驾驭人如此复杂的机器人形态。而今,这些问题正一步步迎刃而解。在一场线下研讨会中,有嘉宾提及,未来,人形机器人也会随之进入各个行业。
与此同时,记者在与人形机器人创业团队的交流中获悉:目前,人形机器人行业大部分零件已经可以做到国产化替代。
在浙江,视觉传感器上,海康威视、浙江大华等已接近世界先进水平;自然语言处理和应答上,阿里巴巴、杭州一知智能等也有多年累积;对于核心零部件,如中科院宁波材料所的伺服电机、双环传动的精密减速器等,都属于业内的佼佼者。
近些年来,硬件技术的发展,更使得人形机器人的生产成本得以下降。以“远征A1”为例,这一20万元人民币以内成本的人形机器人,远低于波士顿动力出品的阿特拉斯的每台200万美元的价格,正好落入不少大学机器人实验室的预算范围。
技术能力是前提,现实需求则是重要推力。
有了大模型的加持,人们不再满足于机器人只是一个通过代码控制的“专才”,而是希望它能通过自我学习掌握各项技能,以更自然更智能的方式与周边环境交互,完成各种任务,成为具身智能。“人工智能的下一波浪潮是具身智能。”英伟达首席执行官黄仁勋今年在一次演讲中这样预测道。
面对具身智能这一新风口,今年初,工信部等十七部门印发了《“机器人+”应用行动实施方案》。随后,北京、深圳、上海等地方政府也纷纷出台政策,鼓励人形机器人零部件与整机产品的研制与批量落地。
技术推动,资本热潮,政策扶持。2023年,在人形机器人这条赛道,各家公司纷纷入局,各方资本尽数涌来。其中,“远征A1”除了吸引到高榕、高瓴、经纬等资本入局,还有李彦宏的私募基金、抖音和地方国资的身影,可谓“资本的宠儿”。
待解难题
和热闹的创投景象形成鲜明对比的是,人形机器人的产业发展依然有其难以解开的难题。
学界和产业界研究了数十年人形机器人,进展一直很缓慢——很长时间内,“如何平稳走路”仍是核心议题之一。近期,美国人形机器人公司Agility Robotics的首席技术官乔纳森·赫斯特在采访中表示:“它现在只是一个两岁半的孩子。”
同时,虽然,机器人“大脑”的升级让整个世界看到了将人形机器人大规模商业化的可能,但在国内大模型研讨沙龙中,业内人士仍然指出:现在尚无法用大语言模型,把语言直接“翻译”成机器人的运动指令。用中国科学院沈阳自动化研究所副所长刘连庆的话来说,即“想用ChatGPT直接给机器人长个脑子,现在还做不到”。
清华大学交叉信息研究院助理教授、星动纪元首席执行官陈建宇认为,用AI大模型唤醒钢筋铁骨,存在人形机器人的泛化性、任务操作控制的精巧性无法兼顾的技术瓶颈。
一位机器人从业人员告诉记者,目前全球范围内,人形机器人都还处于研发阶段,几乎都完全没法实际落地应用。
此外,高昂的成本是另一个巨大挑战。
国金证券曾对特斯拉人形机器人做了全身拆解。初步推算,一个人形机器人,光材料成本就大约需要17.5万元。
颇多机器人创业团队坦言,做人形机器人和以前的创业不一样:互联网时代做个APP,可能几个人就够了,所以那时候能听到很多充满个人英雄主义色彩的故事;但现在,几个人的小公司可能连电费都付不起。这个行业的参与者,要么是谷歌、微软等不差钱的科技巨头,要么是头部的创业公司,抑或是传统工业巨头、高校研究所。
但,正如美国加州大学洛杉矶分校机器人与机械实验室创始人丹尼斯·洪所言:“如果你问我什么时候机器人才能在我们的生活中真正使用起来,三年前我可能会说,如果我这辈子看见就不错了,但是现在我不这么认为。”如此发展势头下,马斯克所言“3到5年完成量产”有些乐观,但也并不是不可能。
那么,人形机器人会取代人吗?
坐在记者对面的余姚“机器人智谷小镇”相关负责人,顿了顿,反问道:“漫漫科技长河中,所有划时代的新技术,哪样没取代一些劳动力岗位?”在他看来,这是人类必须经历的“成长痛苦”,“尚不论第一批人形机器人,替代的是那些危险、无聊、重复的工作。技术迭代取代岗位的同时,一些新岗位正被创造。”
2022年,小镇实现工业总产值50.98亿元的数据进一步印证了他的说法——“人形机器人是下一步,机器人行业,乃当之无愧的风口,未来一片蓝海”。
人形机器人正踏浪而来。身处浪潮中的你,准备好了吗?