人形機(jī)器人何必困于“人形”,場景決定形態(tài)
從年初到現(xiàn)在,人形機(jī)器人經(jīng)常霸榜熱點(diǎn)頭條,成為科技圈內(nèi)熱議的話題之一。
5月13日,宇樹科技發(fā)布Unitree G1人形智能體,售價(jià)9.9萬元起,并于京東店鋪上架。相較于其他人形機(jī)器人動輒數(shù)十萬元或上百萬元的售價(jià),有網(wǎng)友稱Unitree G1把人形機(jī)器人的高價(jià)“打”下來了。
5月初,特斯拉發(fā)布了其二代擎天柱人形機(jī)器在自家工廠“打工”的視頻,展示了擎天柱機(jī)器人在電池工廠分裝電池的場景。
4月底,北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心發(fā)布全球首個(gè)純電驅(qū)擬人奔跑的全尺寸人行機(jī)器人“天工”,它能夠以6公里/小時(shí)的速度穩(wěn)定奔跑。
此前,我們在“大學(xué)生不愛進(jìn)的工廠,‘他們’居然去‘打工’了”一文中,也對人形機(jī)器人在工業(yè)制造領(lǐng)域的應(yīng)用場景進(jìn)行探索。其中,國內(nèi)人形機(jī)器人Walker S在新能源汽車工廠流水線上協(xié)助人類完成汽車裝配及質(zhì)量檢查作業(yè)的視頻,引發(fā)關(guān)注。
除此之外,達(dá)闥XR—4、小鵬PX5、智元遠(yuǎn)征A1、傅利葉GR—1、星動紀(jì)元“小星”、逐際動力CL—1、小米CyberOne……國內(nèi)玩家推出各種人形機(jī)器人接踵而至。
當(dāng)下,人形機(jī)器人正處于從實(shí)驗(yàn)室邁向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),無論是技術(shù)革新還是投融資層面,人形機(jī)器人相關(guān)賽道的熱度不減,2024年有望成為人形機(jī)器人量產(chǎn)元年。
今年4月,首屆中國人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)大會發(fā)布《人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》預(yù)測,2024年,中國人形機(jī)器人市場規(guī)模約27.6億元;2026年達(dá)104.71億元;到2029年,將達(dá)750億元,占世界總量的32.7%;而到2035年,市場規(guī)模更有望達(dá)3000億元。
業(yè)界對人形機(jī)器人的前景有著更加樂觀的預(yù)期,特別是政策方面,亦顯示出更加積極的信號。例如,2023年10月,工業(yè)和信息化部發(fā)布的《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》中,中國政府提出了到2025年初步建立人形機(jī)器人創(chuàng)新體系并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的目標(biāo)。到2027年,期望人形機(jī)器人的技術(shù)創(chuàng)新能力得到顯著提升,產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展加速,應(yīng)用場景更加多樣化。
人形機(jī)器人大火,我們該關(guān)注“人形”造型,還是機(jī)器人自身功能?
人形機(jī)器人,指的是外觀和運(yùn)動方式與人相似的智能機(jī)器人,他們通常具有與人類相似的身體結(jié)構(gòu),包括頭、軀干、四肢,能夠使用雙足行走,能夠用手執(zhí)行多種操作,且具備一定的認(rèn)知和決策能力。
從今年多個(gè)廠家公布的人形機(jī)器人使用場景來看,智能制造,尤其是汽車制造領(lǐng)域有望是是人形機(jī)器人率先落地的領(lǐng)域。它們可被用于裝配和組裝、搬運(yùn)和物流、協(xié)作生產(chǎn)、質(zhì)量檢測、設(shè)備維護(hù)和巡檢等。
那么問題來了,如果人形機(jī)器人的作用是替代重復(fù)性高、危險(xiǎn)或臟亂的工作任務(wù),那么為什么一定要研發(fā)出“人形”的機(jī)器人呢?那么多的自動化設(shè)備,例如AGV小車加上機(jī)械臂也能勝任,可協(xié)助人類工作的同時(shí)也能完成移動的需求。
并且,不同于普通的工業(yè)機(jī)器人,人形機(jī)器人在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件構(gòu)成、控制算法、核心性能要求以及零部件選擇、成本控制等多個(gè)方面存在很大的差異。
在技術(shù)層面,人形機(jī)器人需要集成復(fù)雜的感知能力,如視覺、聽覺、觸覺等,以模擬人類的感知系統(tǒng);同時(shí)對AI算法需求更高,需要具備高級的決策能力和學(xué)習(xí)能力,以實(shí)現(xiàn)人類般的智能行為;此外,對控制算法更加復(fù)雜,需要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動作控制算法,如平衡、步行、手部精細(xì)動作等。
其次,在行動方面,人形機(jī)器人需要在各種環(huán)境中自如移動和執(zhí)行任務(wù),如何保證人形機(jī)器人長時(shí)間地續(xù)航能力,又要保證人形機(jī)器人的輕便性和靈活性,這對內(nèi)置的電池系統(tǒng)提出一大挑戰(zhàn)。
最后,在造價(jià)方面也存很大差距。由于人形機(jī)器人的復(fù)雜設(shè)計(jì)和高端硬件需求,制造成本相對較高,需要更多的投入在研發(fā)和制造上。普通工業(yè)機(jī)器人通常更注重成本效益,需要在保證性能的前提下控制制造成本,以提高生產(chǎn)效率和競爭力。
復(fù)雜精密,造價(jià)成本又高,如果機(jī)器人的價(jià)值在于幫助人類完成各種難以完成的復(fù)雜或繁瑣的工作任務(wù),像不像人,實(shí)際上并非重要的事情,實(shí)用就行。
業(yè)界專家分析,將機(jī)器人做成人的形態(tài)主要有兩個(gè)原因:1,物理世界中大多數(shù)工作環(huán)境、設(shè)施與工具都是針對人類的體型設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)成人類體型的機(jī)器人具備最好的通用性,可快速適用于各種場景。2.在研發(fā)基于人形機(jī)器人的AGI(通用人工智能)時(shí),可以使用人類的視頻數(shù)據(jù)用于訓(xùn)練,提高訓(xùn)練效率。
當(dāng)前,人形機(jī)器人的發(fā)展仍屬于“身體”領(lǐng)先“大腦”的階段。“身體”指的是人形機(jī)器人的硬件設(shè)備,“大腦”指的是機(jī)器人的軟件算法。人形機(jī)器人發(fā)展多年仍難以商業(yè)化的主要原因就在于缺少通用智能以支持其在跨場景下的應(yīng)用,發(fā)揮人形態(tài)的優(yōu)勢。
人形機(jī)器人最終的目標(biāo)是成為通用型機(jī)器人,可以適應(yīng)不同環(huán)境、執(zhí)行不同任務(wù),且不需要單獨(dú)為其搭建場地和工具,適用的場景更多,但這也需要人工智能、高端制造、新材料等技術(shù)的共同進(jìn)步才能實(shí)現(xiàn)。
盡管人工智能時(shí)代,AI技術(shù)的發(fā)展使得人形機(jī)器人獲得質(zhì)的飛躍。龐大的研發(fā)成本和商業(yè)化落地等難題使得不少機(jī)器人企業(yè)也曾陷入困境。例如,Pepper、ASIMO、Atlas等作為行業(yè)先驅(qū),或告別市場,或找不到合適的應(yīng)用場景。
由此看來,對于人形機(jī)器人是否一定要人形化,最終還是要回歸到具體的使用場景中去。
首先,智能制造的關(guān)鍵在于提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量,而不是模仿人類外形。在工業(yè)生產(chǎn)線上,機(jī)器人的任務(wù)通常是執(zhí)行重復(fù)性、精準(zhǔn)度高的動作,如裝配、焊接等,這些任務(wù)并不要求機(jī)器人具備人類外形。相反,根據(jù)具體任務(wù)的需求設(shè)計(jì)出更為緊湊、高效的機(jī)器人結(jié)構(gòu)可能更有利于提高生產(chǎn)效率和降低成本。
其次,智能制造中的機(jī)器人設(shè)計(jì)應(yīng)該以安全性和操作效率為優(yōu)先考慮。在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中,機(jī)器人需要與各種設(shè)備和工具配合,而人形設(shè)計(jì)可能并不總是最適合這些工作場景。通過設(shè)計(jì)更為符合工作需求的機(jī)器人外形和結(jié)構(gòu),可以提高機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)線上的安全性和操作效率,減少潛在的風(fēng)險(xiǎn)和故障發(fā)生。
另外,智能制造中的機(jī)器人設(shè)計(jì)也可以借鑒自然界的形態(tài),創(chuàng)造出更為高效和適應(yīng)性強(qiáng)的機(jī)器人。例如,仿生學(xué)中的蜘蛛型機(jī)器人可以模擬蜘蛛的運(yùn)動方式,在狹窄空間中展現(xiàn)出更好的靈活性和適應(yīng)性,從而提高生產(chǎn)線上的操作效率和靈活性。
總的來說,在工業(yè)智能制造場景中,機(jī)器人的設(shè)計(jì)應(yīng)該以功能性和效率為重點(diǎn),而非一味追求人形化。靈活的設(shè)計(jì)理念可以為工業(yè)智能制造帶來更多創(chuàng)新和優(yōu)勢,提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量,降低成本和風(fēng)險(xiǎn)。因此,智能制造場景中的人形機(jī)器人并不必須堅(jiān)持“人形”設(shè)計(jì),而應(yīng)根據(jù)具體的生產(chǎn)需求選擇最適合的機(jī)器人外形和結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)更高效的智能制造。
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