人形機器人站上風口-新華網
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2024 06/14 08:56:41
來源:經濟日報

人形機器人站上風口

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  當前,以人形機器人為代表的新技術、新産品、新業態快速發展,成為全球科技創新的制高點、未來産業的新賽道和經濟增長的新引擎。目前我國人形機器人産業發展情況如何?應用場景是否成熟?未來又將如何突破瓶頸、蓬勃發展?

  賽迪顧問發布的最新報告顯示,2023年人形機器人産業進入爆發期,預計到2026年中國人形機器人産業規模將突破200億元,未來功能型整機將逐步佔據主流、發展潛力巨大。

  人形機器人是我國明確的未來産業標誌性産品。去年10月,工業和信息化部印發《人形機器人創新發展指導意見》,提出到2025年,人形機器人創新體系初步建立;到2027年,綜合實力達到世界先進水平,成為重要的經濟增長新引擎。

  當前人形機器人正處於從實驗室研發到産業化轉化的關鍵時期,産業規模快速增長,研究創新越發活躍,生態活力不斷提升。

  布局未來賽道

  動作流暢地完成各項指令,用眼睛與觀眾進行互動交流。在近日舉行的2024中國人形機器人生態大會上,琳瑯滿目的人形機器人不負參展觀眾期待。倣真機械手、智能柔性關節、機器眼等多類核心零部件分區展示,解開了人形機器人的構造密碼。科幻電影中的場景,終於走進了現實。

  大模型問世是人工智能發展的分水嶺,人形機器人擁有感知、思考、決策等能力不再遙不可及。面對新賽道,全球人形機器人産業競爭按下加速鍵。

  3月13日,美國開放人工智能研究中心(OpenAI)與Figure AI合作推出通用型機器人Figure 01;一週內,全球AI算力龍頭企業——英偉達發布人形機器人通用基礎模型Project GR00T;4月,波士頓動力新版Atlas人形機器人亮相,正式轉向純電驅動;5月5日,特斯拉發布人形機器人Optimus最新進展視頻,展現其已具備分揀電池、行走、執行工廠任務的能力。

  “巨頭入局競逐、初創公司涌現,人形機器人正迎來産業高速發展窗口期。”工業和信息化部科技司相關負責人告訴記者,人形機器人集成人工智能、高端製造、新材料等先進技術,有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車後的顛覆性産品,將深刻變革人類生産生活方式,重塑全球産業發展格局。

  “你好,很高興認識你。”走進達闥機器人股份有限公司實驗室,傳來人形機器人Ginger的清脆問好聲。幾番互動下來,Ginger跟隨音樂起舞,關節靈活轉動,動作自然柔和,一改記者對機器人剛性生硬的印象。不遠處展示區擺放的智能柔性關節揭開了Ginger的運動秘密。

  “人形機器人帶來的是一場生産力變革。”達闥機器人股份有限公司副總裁陳原&&,多年來,幾乎所有從事機器人産業的人,都夢想著做出可以走進千家萬戶、完全替代人類的服務機器人,而具身智能技術的進步,讓多年的期盼有了可能。沖泡一杯咖啡、輕鬆端起瓶子、表演一段舞蹈,人形機器人的動作更靈活、反應更敏捷,將在重復性大、危險性高、陪伴性強的領域解放對勞動力的束縛,為人類生活帶來更多改變。

  在激烈競爭的市場環境下,我國人形機器人産業也呈現出蓬勃發展的態勢。優必選Walker、小米CyberOne、達闥Ginger、傅利葉GR-1等一批國産人形機器人陸續面市。根據賽迪智庫未來産業研究中心梳理,目前國內人形機器人産業呈現四大格局。

  一是以優必選、傅利葉、智元等為代表的初創公司,在人形機器人關節伺服、運動控制等方面有技術積累,根據市場需求推出助老助殘、陪伴機器人等實用性産品。二是專注産業鏈整合,如以達闥、越疆、大疆等為代表的傳統機器人企業在這一領域積累多年,具有先發優勢。三是小米、阿里等互聯網巨頭,在人機交互、AI、物聯網等方面有一定技術積累。四是華為、比亞迪等科技製造業巨頭,擁有雄厚的技術和資金實力,在雲計算、智能製造等領域經驗豐富。

  賽迪産業研究院院長趙剛&&,得益於我國強大的供應鏈體系和較為完備的製造業基礎,我國人形機器人企業在多個關鍵技術領域取得突破,相關技術專利申請量全球領先,部分産品已經在工業製造、生活服務、教育娛樂、特殊作業等領域開展應用示範。當人形機器人産品具備量産條件時,就能快速形成批量化生産能力。

  開啟萬億市場

  2023年12月29日,一位身形靈活的人形機器人腳步穩健地走向香港交易所敲鐘舞&&央,隨著錘落鐘鳴,國內人形機器人“第一股”誕生,深圳市優必選科技股份有限公司正式叩開上市大門。

  2024年5月31日,東風柳汽與優必選科技簽署合作協議,優必選工業版人形機器人Walker S將進入東風柳汽,開展汽車製造過程中的安全帶檢測、車門鎖檢測、車燈蓋板檢測、車身質檢工位、車廂後蓋檢測、內飾總檢、油液加注等一系列工作。

  近一年來,以ChatGPT為代表的通用人工智能開啟新一輪技術革新,人形機器人賽道成為資本市場新晉寵兒。IDG、紅杉等風投表現活躍,特斯拉、三星、華為、小米等科技巨頭紛紛入局。賽迪智庫未來産業研究中心梳理的數據顯示,截至去年11月底,我國人形機器人行業的投資金額已突破800億元人民幣。

  “從市場空間看,人形機器人有望形成萬億級市場規模。”在趙剛看來,人形機器人是居於首位的未來産業創新標誌性産品,是前沿技術創新的重要載體,是未來産業協同發展的關鍵裝備,也是市場潛力巨大的未來爆品。

  高水平技術創新引領製造業升級。趙剛分析,人形機器人作為一個高度集成的智能化前沿科技創新載體,包含人工智能大模型、六維力傳感、高轉矩密度伺服電機、高動態運動規劃與控制、倣生感知與認知、智能靈巧手、電子皮膚等多項前沿技術研發和應用。一系列關鍵核心技術的突破,將直接推動相關學科創新發展,為人形機器人産業邁向高端化、智能化注入持續動能。

  上下游聯動打造未來産業集群。人形機器人涉及産業眾多,産業鏈帶動能力強。比如,其外形構造需要新材料;行動控制需要傳感器、電機、機械臂、減速器、自動控制系統、激光雷達等協同合作;感知系統則需要搭載智能芯片、智能大腦以及&&軟體、應用APP等。人形機器人實現量産後將為上述産業帶來更多機遇,形成體量龐大的高科技産業集群。

  廣闊市場需求賦予人形機器人更多可能。一方面,人形機器人所具備的高負荷與高容錯率將進一步優化社會勞動分工,緩解老齡化帶來的勞動力難題;另一方面,在工業領域以外,高度智能化的人形機器人可應用於醫療康復、教育輔導、家庭服務等民生領域,成為人們在工作、學習和生活上的有力助手。

  中國信通院人工智能研究所高級業務主管張蔚敏&&,在人工智能技術賦能下,人形機器人核心部件性能不斷優化,整機設計和製造實現規模化,未來整個産業有望加速小規模結構化場景應用,並在中遠期向更廣泛的工業、公共服務等半開放應用場景過渡,最終實現全場景通用應用。屆時,其市場規模或將與當前的電動汽車産業旗鼓相當。

  一組組數據彰顯了外界對人形機器人産業的期待。據高工産業研究院(GGII)預測,2030年,人形機器人全球市場規模將超200億美元;國際投資銀行高盛則預測,到2035年,人形機器人市場規模或將達到1540億美元。

  多位業界人士指出,未來10年至20年人形機器人産業將保持高速增長,成為引領新一輪科技革命和未來産業變革的重要引擎。

  探尋應用場景

  “我們不僅要抬頭仰望星辰大海,也要低頭看看腳下的黃土地。”這是來自賽迪智庫未來産業研究中心人工智能研究室主任鐘新龍的一線調研體會。連日來,鐘新龍奔走于國內多家人形機器人企業,了解當下産業的發展痛點。

  縱觀人形機器人發展歷程,1973年,世界上第一款人形機器人問世,儘管彼時的人形機器人外形粗獷且不靈活,卻以全新形態打破了數字世界壁壘,完成了到物理世界的跨越。此後,深度學習、感知系統、交互能力等技術不斷進步,人形機器人逐步智能化,運動能力、感知能力、交互能力持續提升。

  當前,人形機器人已進入商業化的全新階段,但由於人形結構設計複雜、成本偏高,一台人形機器人動輒幾百萬元的售價往往令消費市場望而卻步。

  在鐘新龍看來,一個科技産品能否走向千家萬戶,主要由兩方面因素決定:一是能否實現技術突破,二是能否形成産業規模。前者是基礎和前提,決定了“能不能用”和“好不好用”;後者則在商業化過程中十分關鍵,即通過多種方式控製成本、滿足市場需求,讓更多消費者買單。

  從技術層面看,我國人形機器人在底層技術原理與關鍵核心技術方面仍有較大提升空間。以感知交互為例,如何賦予機器人在複雜動態環境下精準感知周圍環境的能力,高效理解人的語言表情、情緒意圖等,難題尚待攻克。此外,減速器、伺服電機、控制器等核心零部件的國産化率仍需提升。

  《人形機器人創新發展指導意見》提到,要突破關鍵技術,從打造人形機器人“大腦”和“小腦”、突破“肢體”關鍵技術、健全技術創新體系等多方面入手,提升人形機器人技術創新能力。

  陳原認為,和人一樣,決定機器人靈活度的是關節。每個關節都離不開計算、通信和傳感。智能柔性關節是解決機器人“剛性有餘、柔性不足”問題的關鍵。靈活的關節、精巧的控制,可以讓機器人實現類人運動。

  從産業規模看,要讓人形機器人大批量走進工廠、進入家庭,將整機成本降低到用戶能夠接受並且具有國際競爭力水平是其中的關鍵。此外,目前我國人形機器人整機及配套産品中,經營主體仍以中小企業為主,科技領軍企業、生態主導型企業、獨角獸企業等較為缺乏,對産業鏈和生態的牽引集聚能力不足。

  “人形機器人不見得一定是人形,概念不應成為産業發展掣肘。”這是多位業界人士對如何加速商業化給出的答案。陳原告訴記者,人形機器人的核心在於使用人的工具、人的設備來替代人的勞動,形態上可以做到相似人形,而更重要的是要找到更多能落地的應用場景。

  對此,行業正積極展開探索。記者梳理髮現,多家人形機器人企業從比較成熟的行業選取小場景入手,打造某幾項功能較強的智能機器人,之後再逐步過渡到人形機器人階段。

  鐘新龍分析,從控製成本和擴大應用的角度出發,可先通過嘗試獲得市場認可,給予整個産業更多的應用場景,讓智能機器人在應用中完成自我優化迭代,最終形成良性健康的發展脈絡。

  破解發展難題

  工業和信息化部科技司相關負責人&&,當前,我國人形機器人産業存在基礎不牢、龍頭不強、融合不深等問題。芯片、高端傳感器、高精度伺服電機、精密減速器等底層技術,與世界領先水平差距較大;硬體門檻高、軟體算法難、軟硬解耦難等成為主要發展難題,導致出現同質化重復研發、中小企業創新難、成本居高不下、穩定性難以提升等現象。

  同時,人工智能和機器人企業跨領域結合有待加強,基於動力學原理和人工智能大模型的協同創新有待突破,大模型引領賦能作用尚未充分發揮,制約了人形機器人研發訓練效率和智能化水平提升。

  趙剛分析,總體上看,我國人形機器人發展方向是技術高端化、産品系列化、應用場景化和産業生態化。

  從技術高端化看,以大模型等人工智能技術突破為引領,我國將加快環境感知、行為控制、人機交互、智能認知以及高精度柔性傳感、柔性減速、高強度本體結構、輕量化骨骼、靈巧手等關鍵技術創新。

  從産品系列化看,我國將堅持整機帶動、軟硬協同的策略,面向不同應用場景需求,迭代開發低成本交互型、高精度型以及極端環境下高可靠型等人形機器人整機産品,配套發展專用傳感器、高功率密度執行器、專用芯片等基礎部組件和智能軟體系統。

  從應用場景化看,我國將發揮場景豐富的優勢,面向特種領域、工業製造、醫療、家政、教育、娛樂等領域率先探索應用場景,培育形成成熟的人形機器人應用市場。

  從産業生態化看,我國將在廣東、北京、上海、安徽等基礎好、潛力大的地區,打造人形機器人産業集群,推動産業鏈上下游集聚發展,構建産業協同生態,推動機器人、人工智能、新材料等企業跨領域合作,開展技術應用聯合攻關,增強軟硬協同適配能力,提升産業鏈供應鏈韌性。

  “我國人形機器人發展方向主要集中在提升核心技術、拓展應用場景和推動産業化進程方面。國內眾多科技企業如小米、騰訊、智元機器人等,正在積極投入研發資源,推動人形機器人技術創新和産品商業化。同時,跨界公司也在紛紛入局,探索將AI大模型等先進技術應用於人形機器人,以期未來在機器人産業中佔據有利地位。”張蔚敏説。

  工業和信息化部科技司相關負責人介紹,工信部圍繞全身動力學控制算法、電機驅動、力傳感器等人形機器人關鍵核心技術,開展未來産業(人形機器人賽道)創新任務“揭榜挂帥”。同時,指導北京、上海等地加快推進人形機器人領域省級製造業創新中心建設,通過匯集行業領軍企業、知名高校、國家級科研機構和行業組織力量,加強人形機器人領域的技術攻關、産業協作和應用推廣。(記者 紀文慧 黃 鑫)

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