为了“下一代”的技术竞争,中国人形机器人做好了准备吗?

原文来源:硅星人

作者:南柯子

为了“下一代”的技术竞争,中国人形机器人做好了准备吗?

图片来源:由无界 AI生成

在港交所2023年最后一个交易日中,创立11年的优必选正式挂牌上市。这不仅让优必选成为了“人形机器人第一股”,也成为了人形机器人这个产业在2023年飞速发展的一个注脚。

也许在过去很长一段时间里,人形机器人在大众眼里,还是一个缺乏实用性的“大玩具”或者“收藏品”,但随着人形机器人本体技术以及人工智能等相关技术的进一步发展成熟,情况已经是今非昔比。

集成了人工智能、高端制造、新材料等先进技术的人形机器人,目前已经成为了硬科技领域的热点赛道,也被认为是“下一代颠覆性产品”。围绕着“下一代”的产业竞争中,中国的人形机器人产业正尝试着抢占先手。

人形机器人的核心价值:更强的泛化能力

在特斯拉2023年股东大会上,马斯克就表示,人形机器人是一个比电动汽车更具发展潜力的市场,未来人形机器人和人类的比例是二比一,那意味着人形机器人的需求高达200亿台。

国际投行高盛则预估,到2035年,在蓝海市场情景下,人形机器人市场能够达到1540亿美元的规模,接近2022年全球电动汽车市场以及全球智能手机市场的三分之一。

不断增长的市场前景让人形机器人在2023年前后吸引了多家企业开始入局。除了已经在人形机器人领域投入11年的优必选,特斯拉、小米、亚马逊、三星等知名企业纷纷通过自研或投资入局,国内华为“天才少年”彭志辉所参与创立的智元机器人在创立不到一年的时间里就陆续获得了多轮融资,投资方包括蓝驰创投鼎晖投资等机构以及比亚迪等企业;而小鹏也在自家的科技日上展示了人形机器人产品。在海外,OpenAI也在2023年初投资了挪威人形机器人初创企业1X Technologies。

多家企业之所以愿意加速布局人形机器人,也许是看到了人形机器人与一般硬件产品所不同的应用潜力。

人形机器人的诞生最早可以追溯到20世纪70年代,而在很长的一段时间里,人形机器人主要围绕着其运动能力实现进步。最早的一款人形机器人是由日本早稻田大学在1972年所推出的WABOT。但在当时,受限于技术,这款机器人只能实现简单的缓慢行走功能;而后,到了1986年,日本本田开始进行人形机器人ASIMO的研究,并在之后实现了ASIMO的连续动态行走。ASIMO也因此成为了本世纪初最具代表性的一款人形机器人。

为了“下一代”的技术竞争,中国人形机器人做好了准备吗?

图片:ASIMO“屁颠屁颠”地一路小跑

到了近10年,波士顿动力的Atlas开始横空出世,并展现了不逊色于人类的运动能力。从连续跑跳到翻跟头,Atlas已经实现了极强的运动性能。

但人形机器人的潜力并不仅仅局限在运动性能上。和人类类似,人形机器人的核心同样由“大脑”、“小脑”、“本体”三部分构成,其中,“小脑”对应了运动能力、“本体”对应了自身躯体的稳定性,而“大脑”则代表了人形机器人的自主思考及决策能力,这是区别人形机器人与其他传统机器人产品的最大不同。

近年不断成熟的人工智能,就为人形机器人构筑了最为重要的“大脑”。传统而言,机器人并不具备成熟的决策能力,它的操控完全来自于人工操作者。

但随着人工智能、大模型等技术的成熟,它们赋予了人形机器人自主思考、决策、部署的能力,可以通过自身的“大脑”系统,实现自主决策、任务部署和路径规划等能力,从而得以在复杂的、非标准化的环境中完成人类交付的任务。这种自主能力让人形机器人有能力完成许多此前只有人类才能完成的动作,让人形机器人具备了更强的泛化能力,这也是人形机器人最根本的价值所在。

这也就是为什么在2023年10月由工信部所发布的《人形机器人创新发展指导意见》中,人形机器人得到了这样的定义:

“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。”

人形机器人:硬科技的集大成者

“集成”,对硬科技产业,尤其是涉及多学科交叉的产业而言,往往是一个基本性质。

以华为等企业近年所推出的人工智能解决方案为例,其已经不仅仅代表了一种产品形态,而是服务器、芯片等硬件,以及端计算、云计算、深度推理等技术模式的集合。在技术不断发展、亟需在市场落地的当下,一款成熟的产品形态,往往需要集成多种技术,才能说已经做好了面向市场的准备。

回到人形机器人,如工信部的定义,它同样离不开“集成”。甚至可以说,人形机器人是中国硬科技过往十余年发展成果的集中体现。

计算机视觉和自然语言识别,背后中国超过10年的人工智能技术发展积累。在人形机器人上,通过自然语言识别所衍生出的语音识别、自然语言理解和自然语言生成等能力,让人形机器人开始能够“听懂”人类下达的指令。至于计算机视觉技术,则赋予了人形机器人对其周围环境、人类动作及表情的感知和反应能力,让人形机器人更具“人性化”,同时得以在现实环境中自由活动。

大模型突然陡峭上升的能力又进一步放大了人工智能与人形机器人结合的潜力。人形机器人和大模型结合,将人形机器人推向一个新的高度——具身智能。

在具身智能中,感知和行动不再是分离的模块,而是紧密结合的。这意味着机器人能够在感知环境的同时作出响应,从而更加自然和流畅地执行任务。具身智能的机器人具备更强的自主学习能力。它们可以通过与环境的互动来学习新技能,而不仅仅依赖预编程的指令,因此能够更好地在现实环境中执行任务。

以优必选为例,它们基于自研的“人形机器人多模态具身智能系统”搭建了“优必选下一代数字自学习机器人仿真系统”,以机器人在实际场景中的真实动作作为目标,在训练过程中结合强化学习的思想与人类反馈的语义,实现了“人在回路”。这一系统能够高效与人形机器人的现有功能结合,极大加速了具身智能的实现。

从视觉识别到自然语言理解、从人工智能到大模型,在过去十多年的时间里,中国硬科技的各项成果,都在人形机器人身上得到了体现。上市现场,优必选熊猫机器人优悠走到舞台上,为优必选创始人周剑递上锣锤,后者与优必选的新一代工业人形机器人Walker S一同敲响了上市铜锣,这一过程同样是多项技术在人形机器人身上的综合展示。

下一代产业竞争,中国想抢占先机

作为硬科技集大成者,人形机器人正成为全球新一代技术竞争的焦点。全球多家企业的入局,已经反映出这一现实。在国家层面,针对人形机器人产业的扶持政策出台速度也在加快。

2023年9月13日,工信部印发《关于组织开展2023年未来产业创新任务揭榜挂帅工作的通知》,面向元宇宙、人形机器人、脑机接口、通用人工智能4个重点方向提出了2025年的具体目标,进一步明确了人形机器人攻关重点与应用场景,有望加速人形机器人产业化落地。

上文提到的《人形机器人创新发展指导意见》则明确提到,我国到2025年,人形机器人创新体系初步建立,整机产品达到国际先进水平,并实现批量生产,在特种、制造、民生服务等场景得到示范应用;到 2027 年,人形机器人技术创新能力显著提升,形成安全可靠的产业链供应链体系,构建具有国际竞争力的产业生态,综合实力达到世界先进水平。

2023年11月,北京人形机器人创新中心正式成立,拟开展通用人形机器人本体原型、人形机器人通用大模型等5大重点任务攻关。这是全国首家省级人形机器人创新中心,由小米、优必选、京城机电等企业共同持股,法定代表人为优必选CTO熊友军。

除了提出明确的产业发展路径之外,中国人形机器人产业实际上已经在部分层面实现了领先,比如人形机器人的技术积累,以及人形机器人产品的商业化等。

优必选招股书提到,它们是全球人形机器人行业的极少数市场参与者之一,并率先实现了人形机器人的商业化。目前,优必选Walker已经在多个科研教育、商用服务、工业制造等场景探索落地应用,如中国科学技术馆、迪拜世博会中国馆、沙特NEOM新未来城,以及新能源车企的智慧工厂等。后续,优必选会围绕工业制造、商用服务和家庭陪伴三个场景持续探索人形机器人的落地应用。

为了“下一代”的技术竞争,中国人形机器人做好了准备吗?

图片:优必选Walker S

在2023年世界机器人大会上,周剑就表示,智能制造将成为人形机器人首个大规模应用的领域。目前,多家人形机器人企业也正将目光聚集在制造领域,例如,特斯拉就曾提到计划由人形机器人全程接管汽车生产领域,实现真正的无人生产;小米计划推进人形机器人在自有制造系统中的分阶段落地;优必选则已经与多家新能源汽车头部企业合作,计划在制造业场景中推进落地,在2023年,它们也推出了新一代工业人形机器人Walker S。

技术方面,人民网研究院《人形机器人技术专利分析报告》提到,中国是全球申请人形机器人技术专利最多的国家,累计申请数量已达6618件;以专利申请人维度统计,优必选是全球范围内持有有效人形机器人技术专利数量最多的企业。

过往,在计算机及智能手机时代,中国在全球竞争中扮演了“跟跑者”的角色;而在新能源汽车时代,中国基本实现了“并排跑”。到了人形机器人时代,中国正试图在新一轮的竞争中扮演更主动的引领角色。

为了“下一代”的技术竞争,中国人形机器人做好了准备吗?

图片:中国第一台人形机器人“先行者”

实际上,人形机器人在中国的发展历史并不算长。20世纪90年代开始,一些国内的高校开始探索研发人形机器人;2000年,国防大学发布了国内第一款人形机器人“先行者”。直到21世纪的第二个十年开始,国内才开始出现以优必选为代表的企业投入研发人形机器人。进入第三个十年,人形机器人进入产业化落地关键阶段,中国的人形机器人产业终于迎来了更多的科技企业和创业团队。

不过,和以往几波创新浪潮不同的是,中国似乎为人形机器人产业的发展做了更充分的准备。也许在将来的人形机器人全球竞争中,来自中国的企业、学术机构等力量,将会起到比以往更重要的作用。

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