今年《政府工作報告》指出，大力推進現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)，加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。人形機器人作為發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的代表和未來產(chǎn)業(yè)的先鋒，集成了人工智能、高端制造、新材料等先進技術(shù)，是科技競爭的新高地和經(jīng)濟發(fā)展的新引擎。
近年來，關(guān)于人形機器人的政策利好不斷釋放。工業(yè)和信息化部在2023年10月印發(fā)的《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》（以下簡稱《指導意見》）提出，到2025年，人形機器人創(chuàng)新體系初步建立；到2027年，人形機器人技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提升，綜合實力達到世界先進水平。
政策支持下，我國人形機器人的應用場景持續(xù)開放，成為激活未來產(chǎn)業(yè)的新動能。
應用領(lǐng)域大大拓寬
今年全國兩會，新質(zhì)生產(chǎn)力成為代表委員們熱議的話題，其中人形機器人獲得高度關(guān)注。值得一提的是，“人形機器人第一股”港股上市公司優(yōu)必選第三代人形機器人WalkerX，成為首個進駐全國兩會新聞中心的人形機器人，并參與了中央廣播電視總臺的兩會特別節(jié)目《聊會》。
優(yōu)必選旗下面向工業(yè)場景的人形機器人WalkerS也于近日在蔚來第二先進制造基地總裝車間進行實地“培訓”，順利完成了汽車門鎖質(zhì)檢、安全帶檢測、車燈蓋板質(zhì)檢等工作。WalkerS在實訓期間展現(xiàn)出精巧的身體控制能力，實現(xiàn)了全球首例人形機器人在汽車工廠流水線與人類協(xié)作完成汽車裝配及質(zhì)量檢查作業(yè)。
該制造基地相關(guān)負責人表示，相比站上工位就無法移動、換工種就得換程序的傳統(tǒng)工業(yè)機器人，人形機器人的通用性、泛化性更好，能完成連貫動作，還可在不同任務之間靈活切換，顯示出其在工廠流水線實現(xiàn)精準安全同步作業(yè)的高效能力。
近年來，通用人工智能（AGI）的突破性進展進一步推動了人形機器人的實際應用。可在管道內(nèi)執(zhí)行開采任務的管道機器人，面向智慧工廠的搬運機器人，或是手術(shù)臺上精確操作的醫(yī)療機器人……“頭腦”聰明、“四肢”靈活的人形機器人展現(xiàn)出了接近人類的高水平執(zhí)行能力。
中國科學院自動化研究所博士鐘汕林告訴中國城市報記者，人形機器人在航空航天、智能制造、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、家庭服務等不同領(lǐng)域、不同場景中均有廣泛的應用前景，因此有望顛覆一些領(lǐng)域現(xiàn)有的發(fā)展格局，這是人形機器人區(qū)別于其他專用型工業(yè)機器人的顯著特征。
受訪專家均認為，隨著通用人工智能的進步，作為最佳載體的人形機器人將不再是只能跳舞、展示的吉祥物。大模型將賦能人形機器人走向主動交互，使其成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品。人形機器人將成為引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展、智能化升級的新質(zhì)生產(chǎn)力，有望持續(xù)催生新產(chǎn)業(yè)、新模式、新業(yè)態(tài)。
裝配智慧大腦
當前，人形機器人產(chǎn)業(yè)因大模型的推進迎來升溫。業(yè)內(nèi)普遍認為，ChatGPT橫空出世引發(fā)的全球“百模大戰(zhàn)”，將“具身智能”視為人工智能的下一個浪潮。這種能理解、推理及與物理世界互動的智能系統(tǒng)需要一具“實體載體”，而人形機器人無疑是最佳選擇。
“引入人工智能大模型，讓人形機器人擁有更強大的工具鏈，相當于為其裝配了一顆先進的‘智慧大腦’。”逐際動力聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席運營官張力表示，理論上只需讓機器人接觸并學習海量數(shù)據(jù)，便可賦予其近似類人智能，實現(xiàn)超越預設(shè)規(guī)劃的自主決策。
同時，機器人的多模態(tài)處理能力，使其能夠在多線程中處理信息，實現(xiàn)從感知、決策到執(zhí)行的全鏈路操作。張力認為，AI的發(fā)展讓市場看到了人形機器人落地的可能，賦予了這輪人形機器人熱潮想象空間，即走向通用。
如今，搭載智能大腦的人形機器人正迅猛進化。例如，斯坦福大學的MobileALOHA機器人通過模仿學習，能夠在觀看人類動作演示后，以高達90%的成功率復現(xiàn)所學動作。盡管模仿學習并非唯一途徑，逐際動力等企業(yè)表示正在探索結(jié)合遙操作、模擬學習和深度強化學習等多種技術(shù)手段，以期達到更高的應用實效。
多個技術(shù)難關(guān)需攻破
和常規(guī)認識相反，實現(xiàn)機器人雙腿行走功能比用“腦”思考更難，至今仍然是技術(shù)領(lǐng)域的一大難題。
“最大的研發(fā)困難是，機器人在行走狀態(tài)下極易失去平衡而跌倒。”優(yōu)必選科技股份有限公司董事會主席、執(zhí)行董事兼行政總裁周劍指出，核心技術(shù)難點在于步態(tài)控制、環(huán)境感知等環(huán)節(jié)。要讓機器人像人類一樣保持行走的動態(tài)平衡，需要通過對機器人進行數(shù)學建模和精確的力矩、轉(zhuǎn)速計算來實現(xiàn)。
周劍表示，解決機器人手腳運動能力的關(guān)鍵在于伺服驅(qū)動器，也就是機器人的“關(guān)節(jié)”。過去，高昂的成本和技術(shù)壁壘限制了人形機器人的發(fā)展，面向大眾的服務機器人產(chǎn)業(yè)資源十分匱乏，“那時只能依賴從韓國、日本、瑞士進口，單個關(guān)節(jié)的成本高達數(shù)百美元。”
鐘汕林補充道，普通的工業(yè)機器人關(guān)節(jié)數(shù)量通常僅有6個左右，而制造一個人形機器人則需要40個以上的關(guān)節(jié)，每個關(guān)節(jié)都需配備一臺伺服電機，尤其是涉及行走平衡的部分關(guān)節(jié)，對伺服電機的高爆發(fā)力矩響應及穩(wěn)定輸出能力提出了更高的要求。
“產(chǎn)品如果想實現(xiàn)量產(chǎn)和商業(yè)化，必須自主研發(fā)，突破技術(shù)壁壘。”周劍指出。
經(jīng)過與伺服驅(qū)動器技術(shù)長達五年的“角力”，周劍團隊自主研發(fā)的關(guān)節(jié)最終達到了國際先進水平，不僅質(zhì)量堪比海外一線產(chǎn)品，獲得多項專利，其成本更是降至進口零部件的幾十分之一。2014年，優(yōu)必選成功量產(chǎn)首款小型人形機器人Alpha，售價從數(shù)萬元降低至幾千元。
周劍認為，國內(nèi)完備的工業(yè)制造體系和產(chǎn)業(yè)鏈為人形機器人量產(chǎn)提供了保障。人形機器人在供應鏈方面與工業(yè)機器人、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)有許多相通之處，比如在電池、芯片、傳感器、控制器等關(guān)鍵零部件的供應上可以實現(xiàn)資源共享，從而促進供應鏈的協(xié)同遷移。
而讓機器人從圖紙走到現(xiàn)實，還需要工程師和工廠反復磨合、拼裝測試。周劍指出，國內(nèi)在人形機器人算法研究及開發(fā)方面與國際領(lǐng)先水平仍存在差距，一些高端傳感器發(fā)展尚顯不足，但伺服電機、控制系統(tǒng)及減速器等關(guān)鍵部件已經(jīng)具備一定的國際競爭力。
周劍堅信：“實現(xiàn)核心零部件的國產(chǎn)化，只是時間問題。”
《指導意見》提出，到2025年，“大腦、小腦、肢體”等一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破，確保核心部組件安全有效供給。
在政策鼓勵下，2023年11月，北京市成立了首家省級人形機器人創(chuàng)新中心，擬開展通用人形機器人本體原型、人形機器人通用大模型、運控系統(tǒng)、工具鏈、開源OS及開發(fā)者社區(qū)等5項重點任務攻關(guān)，并針對“卡脖子”核心技術(shù)問題采用聯(lián)合攻關(guān)的模式。
周劍指出，該中心集結(jié)了中國人形機器人制造鏈上下游的關(guān)鍵企業(yè)與研究單位，致力于共同解決技術(shù)瓶頸問題，涵蓋核心零部件、運動控制等多個技術(shù)難關(guān)，以推進人形機器人產(chǎn)業(yè)化的實現(xiàn)。
《 中國城市報 》（ 2024年03月18日 第10 版）
