小花襖、紅手絹,央視蛇年春晚上,“賽博秧歌”驚艷亮相。機器人頗為奇特的跳舞畫風,誕生了不少表情包,也讓背后的公司——宇樹科技,再度出圈。
去年末今年初,以宇樹科技、深度求索(DeepSeek)為代表被合稱為“杭州六小龍”的6家“科技新貴”引起海內外關注,被稱為“神秘的東方力量”。今年春節前后,它們的熱度持續升溫。
“近幾個月語言大模型、推理大模型在高速發展,給具身智能機器人行業不斷注入動力和信心。”
從做產品,到“真正去工廠、餐飲商超施工”,董瑾怡在人形機器人領域深耕已久。她告訴澎湃新聞記者,理想中的具身智能機器人,在收集大量場景動作數據之后,通過深度學習實現泛化,識別和執行長鏈條任務,擁有自主完成任務的能力。
“但目前的技術尚無法完全替代人類,所以需要小步快跑、拆分得到合理的任務序列。”
從技術上看,過去的一年,雙臂和雙足都有發展,但也都面臨挑戰。“雙足難點在于續航和穩定性,上肢難點在于復雜動作的精細化控制。由人工智能判斷并拆分任務,減少傳統規則控制的介入,形成適用隨機化物理參數的通用上肢模型。”董瑾怡說。
大模型、“具身智能”成為近年來科技界的新熱點。如果將大模型視為“靈魂”,“具身智能”賦能的人形機器人則有了“皮囊”。通過賦予AI“身體”,能夠與現實產生交互,讓AI從僅存于數字世界的軟件算法走向真實的物理世界。在具身智能的語境中,“泛化”往往是指機器人或人工智能系統在不同環境和任務中表現出的適應性和靈活性。
人形機器人成為具身智能最佳載體,集成了人工智能、高端制造、新材料等先進技術,是科技競爭的新高地。大模型技術為人形機器人研發帶來了創新浪潮,近期國內外多款人形機器人爭相進入制造工廠“實習”。
優必選工業人形機器人WalkerS1與Wali瓦力無人叉車F1200S協作完成汽車零件入庫。圖片來自優必選科技
與此同時,以機械臂為代表的工業機器人的應用也在不斷普及。作為人形機器人的“前輩”,工業機器人伴隨著自動化制造的需求,自上世紀五六十年代進入產線應用以來,技術和產品不斷成熟,承擔諸如搬運、裝配、焊接、噴涂等重復且繁重的任務。作為補充,人形機器人在工業場景的應用,與工業機器人相呼應,共同打造智能制造創新應用。
2024年以來,澎湃新聞追蹤采訪了一批機器人研制企業,跟進他們的新進展,了解行業新動態。觀察機器人行業,如何柔性作業,以及怎樣擁有更好的復雜場景理解、泛化能力。
從核心部件到解決方案
“傳統的控制是0,具身是1的話,我們正在從0逐漸走向1。”
從零部件起家,以研發生產諧波減速器和關節模組為核心,無錫巨蟹智能驅動科技有限公司成為無錫第一家“延鏈”發展整機的企業,也是國內人形機器人的核心零部件生產企業。巨蟹智能創始人趙偉告訴澎湃新聞記者,從推出第一代手臂到現在,已經迭代到第4代,目前已出貨上百條機器人手臂。此外,其自主研制的“小蟹”,也成為首個“無錫造”人形機器人。
巨蟹智能自主研制的“小蟹”,成為首個“無錫造”人形機器人。圖片來自“無錫經開發布”微信公號
具有人類外形、模仿人類功能和智能的機器人,在人類的工作和生活環境中具有更強的通用性和適應性。國外有波士頓動力、特斯拉等巨頭,國內也有優必選、宇樹科技、傅利葉、銀河通用、智元機器人等眾多人形機器人企業。
2025年1月6日,智元機器人量產的第1000臺通用具身機器人正式下線。圖片來自“智元機器人”微信公號
作為中國最早布局人形機器人的企業之一,優必選于2018年推出人形機器人Walker系列,并于2024年發布新一代工業人形機器人WalkerS1,重點突破工業場景應用。優必選已與多家車企達成合作,探索人形機器人在制造、物流等領域的落地潛力。
此前,傅利葉的人形機器人也已進入上汽通用汽車金橋豪華車工廠和奧特能超級工廠“實習”,開展帶電高壓零部件安裝、高精度操作等工作。
近日,國際投行摩根士丹利發布《人形機器人100:繪制人形機器人產業鏈價值圖譜》研究報告,羅列了全球人形機器人百強股票名單,其認為這些公司有望在人形機器人生態系統中發揮重要作用。
其中有52%已有公開報道稱參與了人形機器人產業鏈,其余48%暫未有明確報道,但大摩認為,這些公司“最終參與其中的可能性很大”。而在這些已確切參與的公司中,有73%來自亞洲,且過半來自中國;同時,有77%的集成商來自亞洲,且中國公司同樣占據半壁江山。
大摩表示,“我們的研究表明,中國在人形機器人領域取得的進展仍然最令人矚目,初創企業將受益于成熟的供應鏈、本地應用機會和政策的大力支持。”
“人形機器人從全球知識領域來看,海外做算法更有優勢,生產制造方面中國有優勢。”趙偉說。
早年,趙偉讀研究生時,跟隨導師到工廠做自動化項目,發現當時的環境非常惡劣。那時人工智能也處于早期階段,趙偉決定專注于機器人事業領域,致力于讓人類生產生活更安全舒適。
從2006年開始創業,已積累近20年的行業經驗。“之前做機器人整機,后來發現如果零部件不能自己做的話,會受到很大的約束,所以開始轉型做零部件。”從面向高校的科研型機器人到減速機、驅動器等關鍵零部件,巨蟹智能形成了以諧波減速機為核心的工業場景解決方案。
“推出雙臂后,為客戶解決了很多困擾。康養層面,客戶對雙臂的需求比較大。”趙偉表示,雙臂的推出,主要用于養老、家庭服務、醫療領域和科研。“去年營收,出口的比例有所增加,大概占三到四成。”
中美兩國在機器人研制方面各自優勢不同,巨蟹智能和美國硅谷企業分工合作不同環節。“適用于沙漠地帶的光伏安裝和搬運的機器人,我們和美國客戶已經做到第二代產品,預期今年能夠批量生產。”
巨蟹智能做了很多創新性的設計,比如輕量化小型化,在醫療、光伏、軍工、衛星通訊等領域國內外都有典型客戶。“創新才是企業發展的原動力。精密制造,從原材料、工業母機到控制,是系統工程。我們有大量創新,有很多應用場景,產品研發就有很多機會。”工業領域大載荷搬運、商用領域送餐收納等典型場景,以及高溫高危生化醫療等特種行業,都可能應用雙臂加視覺的協作。
目前,減速器、伺服電機、控制器等核心零部件占機器人整機成本的約70%。從減速機、關節模組到雙臂,都還是冷冰冰的產品,要走向具身智能,還需要視覺、運動控制、數據收集等,打通之后進行學習訓練,應用到各領域。
這一過程,需要攻關輕量化骨骼、高強度本體結構、高精度傳感、全身協調運動控制和手臂動態抓取靈巧作業等技術,將感知、認知、決策、控制等軟件算法與傳感、機械、材料等硬件系統融合。
“目前還在關注本體設計和制造,未來將更多關注現場各種場景的數據收集,通過控制平臺,做大模型訓練和學習,不斷迭代優化,最終走向應用。”趙偉表示,相較于過去,當前場景更多。客戶逐漸理解具身智能,對人形機器人的包容度更高,能夠為機器人到現場訓練提供很多機會。
工業機器人,柔性制造
人形機器人進廠之前,中國工廠的自動化生產線上已經排布了眾多的工業機器人。
而工業機器人在中國的廣泛應用,也預示著人形機器人的市場潛力。目前工業機器人按照應用領域劃分主要包括搬運、焊接、裝配、噴涂、加工、潔凈等,幾乎覆蓋了制造業主要環節。對于工業機器人尚不能勝任的類人靈活操作、非流程化任務,就成為人形機器人的潛在應用空間。
在工業場景里,人形機器人與工業機器人可能形成互補關系。
過去很長一段時間中,“四大家族”(瑞士的ABB、德國的庫卡以及日本的發那科和安川電機)牢牢占據著中國工業機器人市場50%以上的份額。近年來,國內自主品牌競爭力有明顯提升,市場份額也不斷提高。
位于寧波余姚的偉立機器人科技股份有限公司,就是一家國內領先的機器人自動化設備生產企業。
“從訂單表現和方案對接數量看,去年下半年整體形勢比上半年好,大家對今年的市場更樂觀一點。”
偉立常務副總呂政權告訴澎湃新聞記者,作為新質生產力的踐行者,通過這幾年的不斷參展,偉立逐漸將業務拓展到國外。“前年到了德國,去年9月到芝加哥參展,這是自動化領域中國首次有代表到主流的展出平臺參展。去年11月去往日本,今年計劃到德國參展,展會上可以集中和設備廠家進行互動。”
偉立涉及注塑加工自動化、機加工自動化兩大業務板塊。呂政權表示,注塑領域,目前偉立大量以自主品牌出口歐美日等國,機加工領域,很多場地需要定制,國內同行出口還較少。偉立正積極探索布局海外市場,通過參加全球頂級展會,展示新技術、新解決方案,尋找代理商及意向合作伙伴,集中進行深度交流。
除了市場層面的開拓,偉立在技術層面也有新的進展。
“最近在硬件上,我們推出了幾款面向行業的顛覆性結構。作為解決方案中的核心部件,完成了開發,在客戶的項目中進行驗證。軟硬件都有很大突破,尤其軟件層面,將運動學的算法模型應用到了結構里,運行的狀態效率明顯提升。”
江浙制造業發達,機加工、金屬加工產業土壤肥沃。偉立創始人裘洪立原先是注塑業務的區域代表,從貿易到實業,響應客戶需求的契機下開始嘗試制造機器人。
2003年,偉立成立。作為國內最早從事工業機器人生產的企業之一,自創立之初,偉立就專注于智能裝備的研發、制造,打破多項國外技術壟斷,研發生產出多個國內“首臺套”。
當下,“定制化、多樣化、小批量”的柔性制造市場需求日漸旺盛。汽車行業已實現大規模批量化加工,航空航天、軍工、模具、醫療等領域則多為典型的多品種、小批量場景。
早在2018年,偉立就著手研發柔性制造系統。
“我們早期主要做線性機械手成套設備,后開發的DFMS數字化柔性制造系統依托軟硬件協作,能夠讓工業機器人適應不同的應用場景和管理要求。”呂政權表示,依托這套系統,公司去年訂單量較上一年提高30%。
在CAEE2023中國航空制造設備博覽會,寧波偉立機器人科技股份有限公司展示了DFMS數字化柔性制造系統。圖片來自“偉立機器人”微信公號
“不同場景設計不同結構,需要成熟的結構設計理論模型及大量標準件庫的組合,通過仿真模擬,實現定制化要求。核心是工程能力、系統集成能力,柔性控制系統這個大腦很重要。”呂政權說,柔性制造是機械、電氣、軟件的綜合學科,需要長期的技術積累,人才與生態的儲備,同時對客戶的管理需求和工藝要有深刻的理解,才能開發更適應客戶需求的產品和服務,創造更多的價值。
“越來越多企業投新產能時,會選擇智能化程度更高的方案,考慮更前沿更長遠,讓舊設備煥發新的制造能力,應對市場變化。”
呂政權表示,“國外廠家起步早,項目做得多,成熟度和品牌力比較好。國內品牌在性價比、迭代效率和響應速度方面更具有明顯優勢。項目如果愿意交給國內廠商去嘗試,相信都會有很大的收獲,甚至某些層面已經比國外的產品更先進,且更符合國內的使用習慣。”
具身智能,還有多遠?
“供應鏈方面,人形機器人可以和工業機器人、新能源汽車等產業共享。比如電池、芯片、傳感器、控制器等,可以實現供應鏈的協同遷移。”
寧波市經信局相關負責人告訴澎湃新聞記者,從工業經濟來看,寧波的機器人產業增長較快。2024年1-10月,寧波機器人產業產值增長24.8%。
“寧波的汽車零部件產業優勢明顯,這個領域的不少企業,比如震裕科技、拓普、均普智能等,已經在布局人形機器人賽道。這兩個產業領域在技術、制造能力、產業化能力上,有相通性,量產后都需要實現高精度高可靠性。所以汽車零部件企業也瞄準人形機器人領域,嗅覺很靈敏。”
不僅僅是市場玩家,寧波政府對人形機器人也非常重視。在本地汽車和零部件產業強勢的基礎上,正在制定人形機器人創新發展行動計劃,鼓勵項目招引、本地企業培育、應用推廣等,助力寧波的汽車零部件企業轉型。“專項政策會涉及高精度傳感器、算法、動力電池這些和人形機器人關聯的產業鏈。”
而人形機器人最大的瓶頸,就是具身智能究竟能泛化到什么程度。
趙偉正在探索“泛化的程度”。
簡單可量化的場景,可以通過傳統自動化的方案解決,背后由一條條代碼累積而成。隨著工廠的柔性產線、家庭泛化場景等個性化應用越來越廣泛,已經難以用傳統的工業控制方法去解決問題。
“因為產品的變化是無窮無盡、不可枚舉的,不可能全部通過代碼覆蓋掉。”這就需要讓機器人像人一樣去思考,而非僅依靠代碼和接收指令。
趙偉說,目前來看,這一領域體量還相對較小。“未來幾年應該是指數級上升。人形機器人是具身智能最好的產物和載體。工業、商用、家庭等場景,未來可能會有更多應用落地。特別靈活精細的操作,目前技術水平還達不到,但一定的柔性,已經可以做到。”
不同階段,市場需求和科研重點方向不同。硬件作為載體,穩定性、精度等指標始終是重要的,發展較早成熟度更高。而軟件和數據,還沒有形成非常成熟的方案。
董瑾怡表示,依托硬件,發展軟件。“中國的零部件制造能力強,減速機、電機等各種項目,在政府的鼓勵下,像訓練場一樣,摸索出了比較好的方案。對于未解決的核心難題,軟硬件往往是協同互補的。為了彌補具身軟件現階段的能力局限,像負載、續航、靈活度等硬件指標,依舊是今年的科研重點方向。”
她認為,人形機器人會先進入工業場景,然后走進消費場景。“工業場景的空間依然很大,對機器人的接受度更高。和商超餐飲康養機構相比,工廠在科技方面的工程化能力是最強的。尤其對于sku特別多的工廠,泛化性要求依然很強。”
真正的難點在于經驗的傳遞。“相關專業人士可以搭建數據系統,收集產生更高質量的數據,發揮自己的專業價值。對具身智能的認知,也可以再提升。從教育和就業上,提前進行規劃。”董瑾怡表示,“科研端到產業端,雙向奔赴的過程還有點漫長,中間的路徑需要設計,任務的拆解還不是很清晰,需要持續關注投資回報。工程師團隊要能打通電工、鉗工等基礎工種,配合整個生產,行業才會繼續往前發展。”
而商用、家庭場景,則是在“關注對人的價值的定義”。董瑾怡說,闡釋科技如何被使用也很重要,“產品是對技術的使用和包裝。對人的工作、時間完成自我滿足,促進了人自身的發展,才能往上游推。”
近兩年,北京、上海、深圳、山東、安徽等省市出臺相關產業政策,且多地已成立機器人創新中心。
“很多企業看好這個賽道,隨著入局企業的增多,研制成本降低,人形機器人的售價逐漸下降。未來實現每個家庭一臺機器人,相信不會太遠。”寧波市經信局上述負責人表示,最重要的是場景的拓展。“就需要政府能夠搭建協同創新平臺。比如,浙江省機器人創新中心在協同創新方面,把科研院所和企業組織起來,成立產業技術聯盟。場景拓展之后,企業有銷售收入,產品布局多,算法也可以不停迭代。”
趙偉認為,行業下一步的目標是“先讓大眾能夠消費得起”。他建議,產業落地在政策上,還可以進一步導引。比如,支持首臺(套)、鼓勵用戶使用等方面出臺專門的補貼政策。另外,最好能夠分工,不做重復建設。“資源有限,希望部分板塊做一些統籌及分工,聯合起來做強做大。”
本文鏈接:http://m.020gz.com.cn/news-4-2264-0.html人形機器人進廠“實習”
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