《電子技術(shù)應(yīng)用》
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特斯拉版“擎天柱”呼之欲出 人形機(jī)器人距離現(xiàn)實有多遠(yuǎn),?

2022-07-16
來源:中國經(jīng)營報

    繼去年8月宣布進(jìn)軍機(jī)器人領(lǐng)域后,,特斯拉(NASDAQ:TSLA)的首個人形機(jī)器人Tesla Bot原型機(jī)終于有了亮相的時間表,。前不久,,特斯拉官方在社交媒體中發(fā)布了一條“造人計劃”視頻,,作為公司CEO的埃隆·馬斯克表示,,將在今年9月30日的特斯拉AI Day(即人工智能活動日)推出Tesla Bot原型機(jī),,以此證明“特斯拉不僅僅是一家汽車公司,,而且是一家領(lǐng)先的人工智能公司”。

  根據(jù)特斯拉方面及馬斯克的介紹,,特斯拉人形機(jī)器人被命名為Optimus,,與好萊塢電影《變形金剛》中的汽車人領(lǐng)袖(中文名為“擎天柱”)同名。Optimus高1.72米,,重量為56.6千克,,身體由特殊材料制成,頭部為可顯示信息的屏幕,,四肢共由40個電機(jī)控制實現(xiàn)平衡和敏捷動作,,內(nèi)置了特斯拉FSD(完全自動駕駛)芯片,并共用AI系統(tǒng),。根據(jù)特斯拉的計劃,,Optimus最早將于2023年開始生產(chǎn)。

  《中國經(jīng)營報》記者注意到,,相比虛擬的聊天機(jī)器人,、單一功能的送餐送物機(jī)器人以及各種機(jī)械臂,人形機(jī)器人似乎在大眾認(rèn)知中具有更高的關(guān)注度與期待值,,而眾多影視作品描摹的,、具有高度智能水平的機(jī)器人角色也往往呈現(xiàn)出類人的形態(tài)。因此,,當(dāng)特斯拉入局人形機(jī)器人領(lǐng)域,,再加上馬斯克向來擁躉眾多,在全球范圍內(nèi)引發(fā)了廣泛的關(guān)注,,甚至帶動A股多家機(jī)器人公司股價上漲,,業(yè)界寄望特斯拉開啟人機(jī)交互的新時代,。當(dāng)然,也有不少人士對馬斯克的言論持懷疑態(tài)度,,認(rèn)為人形機(jī)器人需要集成的技術(shù)眾多,AI成熟度尚不足,,距離真正落地商用還有較長距離,。

  特斯拉入局的商業(yè)邏輯

  作為一家新能源汽車公司,特斯拉為什么要做人形機(jī)器人,?針對這一問題,,馬斯克在接受采訪時解釋,自己花了不少時間才意識到,,為了解決自動駕駛問題,,需要解決現(xiàn)實中的人工智能問題。解決FSD的唯一方法是解決現(xiàn)實世界的人工智能和復(fù)雜的視覺問題,?!叭绻銥槠嚱鉀Q了AI問題,那汽車就是一個四輪機(jī)器人,,你可以把它泛化應(yīng)用到雙足機(jī)器人上,。”

  在馬斯克看來,,從傳感器和執(zhí)行器的角度來看,,制造一個人形機(jī)器人是有可能的,目前所缺少的要素有兩點(diǎn)——足夠的智能和擴(kuò)大的生產(chǎn)規(guī)模,,而“這是特斯拉非常擅長的兩件事”,,因此特斯拉只需要設(shè)計人形機(jī)器人所需要的專用驅(qū)動器和傳感器就可以了。

  按照特斯拉的規(guī)劃,,今年推出Optimus原型機(jī),,明年生產(chǎn)一批有用的成品,第一批產(chǎn)品主要用來填補(bǔ)勞動力缺口,,執(zhí)行那些危險,、無聊、重復(fù)和人們不愿意做的工作,。馬斯克認(rèn)為,,兩年后人形機(jī)器人的實用性將逐年快速增長,同時成本降低,、生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大,,“這將是一盤比汽車更大的棋”。

  上海人工智能研究院技術(shù)總監(jiān)沈灝向本報記者指出,,人形機(jī)器人是大勢所趨,,在眾多應(yīng)用場景中,人們對機(jī)器人以類人形態(tài)來替代人抱有非常大的期望,因為人形機(jī)器人的類人操作可以解決很多復(fù)雜場景下的實際問題,。而特斯拉可能正是看到了這樣的趨勢,,選擇了當(dāng)下作為入局的合適窗口期。

  根據(jù)中國電子學(xué)會測算,,2021年世界服務(wù)機(jī)器人銷售額將達(dá)146億美元,,年增長率達(dá)到32.2%,而中國是全球最大的供應(yīng)國,。目前世界范圍廣泛運(yùn)用的機(jī)器人包括服務(wù)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人,,而人形機(jī)器人是服務(wù)機(jī)器人的技術(shù)升級。另據(jù)中國國際發(fā)展知識中心發(fā)布的《全球發(fā)展報告》,,預(yù)計2020年至2025年間,,全球范圍內(nèi)將有8500萬個工作崗位將被機(jī)器替代。

  謙詢智能創(chuàng)始合伙人龔斌指出,,從應(yīng)用領(lǐng)域來看,,人形機(jī)器人只要達(dá)到一定的技術(shù)參數(shù),落地的空間是非常大的,,人形機(jī)器人將會形成剛需,。社會老齡化、勞動力短缺等問題作用下,,機(jī)器人補(bǔ)充勞動力的趨勢日益明顯,,從遠(yuǎn)期來看,機(jī)器人的市場規(guī)模將會數(shù)十倍于智能汽車,,比新能源汽車的想象空間更大,。

  特斯拉Optimus能做什么?

  對于特斯拉Optimus的應(yīng)用前景,,馬斯克提到首先是從事生產(chǎn)制造,,生產(chǎn)的第一批機(jī)器人是為那些危險、無聊,、重復(fù)的和人們不愿意做的工作而設(shè)計的,。而隨著人形機(jī)器人未來實用性不斷增加,最終的愿景在于讓人們在家里使用機(jī)器人,。

  龔斌指出,,工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用不難理解,特別是汽車產(chǎn)業(yè)鏈,,并逐步延伸至整個工業(yè)的勞動替代或補(bǔ)充,,其間會涉及二次開發(fā)、二次編程等商業(yè)模式,。同時可以暢想下其在人們?nèi)粘I钪械膽?yīng)用,,比如現(xiàn)在家庭生活已有洗碗機(jī),、掃地機(jī)、炒菜機(jī)等所謂的“機(jī)器人”,,但中間仍存在許多人力成本,,而且不夠智能,優(yōu)勢不明顯,。預(yù)計未來一兩年內(nèi),,人形機(jī)器人在算法層面可以實現(xiàn)掃地、做飯,、洗衣服,以及養(yǎng)貓,、遛狗,、按摩等,如果再經(jīng)過3~5年的訓(xùn)練時間,,人形機(jī)器人或許可以照顧老人小孩包括喂奶粉,、做護(hù)理等行為。

  關(guān)于特斯拉Optimus的價格問題,,馬斯克透露,,初期肯定會很貴,畢竟它是一項新技術(shù),、產(chǎn)量有限,,但汽車的復(fù)雜度和成本要比人形機(jī)器人高,那么預(yù)計其成本將低于汽車,,或者說至少與廉價汽車相當(dāng),。“即使以5萬美元起步,,幾年內(nèi)也會降到2萬美元或者更低的價格,。”

  本報記者了解到,,世界上第一臺人形機(jī)器人WABOT-1最早出現(xiàn)于1973年的日本早稻田大學(xué),,也就是說,人們對人形機(jī)器人的探索開發(fā)已經(jīng)將近50年,。2000年10月,,由日本本田研制的仿人機(jī)器人ASIMO問世,直到2022年3月底ASIMO才正式退役,,其間幾經(jīng)迭代升級,。而最近幾年里,更是涌現(xiàn)出了一些典型的人形機(jī)器人代表,,比如2016年亮相的,、由漢森機(jī)器人技術(shù)公司開發(fā)的類人機(jī)器人“索菲亞”,,次年被沙特阿拉伯授予公民身份,成為歷史上首個獲得公民身份的機(jī)器人,;2021年底,,由英國科技公司Engineered Arts研發(fā)的人形機(jī)器人Ameca憑借蘇醒后的表情引發(fā)全網(wǎng)震驚,它能夠做出眨眼,、目瞪口呆,、思考等與人一樣的逼真表情。除此之外,,2021年9月,,美國創(chuàng)業(yè)公司Agility Robotics旗下類人機(jī)器人Digit已在倉庫中得到應(yīng)用,2022年Digit已獲得了亞馬遜的投資,。而國內(nèi)的人形機(jī)器人領(lǐng)域已有優(yōu)必選的Walker等出現(xiàn),。

  要說在人形機(jī)器人領(lǐng)域關(guān)注度最高的“玩家”還要屬波士頓動力公司。公開數(shù)據(jù)顯示,,波士頓動力公司起源于美國麻省理工學(xué)院,,1992年成立,后于2013年12月被谷歌母公司Alphabet所收購,,隨后波士頓動力公司研制出一款電動液壓機(jī)器狗Spot,。2017年,波士頓動力公司被日本軟銀集團(tuán)收入囊中,;去年6月,,現(xiàn)代汽車集團(tuán)與軟銀集團(tuán)宣布,前者完成了對波士頓動力公司80%股權(quán)的收購,。人形機(jī)器人Atlas原型機(jī)在2009年就亮相,,2013年時已經(jīng)具備在艱苦條件下行走的能力,2017年經(jīng)歷幾次迭代后,,Atlas動作更加流暢,,并且能夠上臺階、后空翻等,,隨后幾年里,,Atlas學(xué)會了跑步、體操,、翻滾,、倒立、跳舞等技能,。

  總體來看,,無論是Atlas,還是其他人形機(jī)器人,,都還不能算作商業(yè)化的產(chǎn)品,,整個人形機(jī)器人領(lǐng)域仍處于早期階段,。沈灝指出,人形機(jī)器人相對而言仍面臨很大的挑戰(zhàn),,無論是電池續(xù)航能力,、力控能力、多關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)控制能力等各方面能力,,都需要長期的技術(shù)積累過程,,總體技術(shù)難度較大,成本控制方面也需要適應(yīng)市場化需求,,所以目前商業(yè)化玩家相對較少,,但相信在某個時間節(jié)點(diǎn),還是會有不少頭部玩家入局,。

  商業(yè)化仍需較長周期

  商業(yè)咨詢公司MIR睿工業(yè)發(fā)文指出,,特斯拉Optimus要達(dá)到馬斯克所說的突破至2萬美元左右的成本,難度比較大,。目前來看,特斯拉選擇的技術(shù)路線還是會沿著傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動的路線走,,電機(jī)驅(qū)動發(fā)展的時間比較長,,技術(shù)比較成熟,相較于波士頓動力的Atlas人形機(jī)使用的液壓驅(qū)動成本更低,。據(jù)特斯拉方面公開的信息——機(jī)器人身上會裝有40個控制不同功能的電機(jī),,按照市面上600元/個(功率較低產(chǎn)品)來計算,僅電機(jī)就至少要花費(fèi)2.4萬元人民幣以上,。

  “實際上,,單價遠(yuǎn)不止600元,這還沒有計算軟件系統(tǒng)和其他各種硬件裝置,?!盡IR睿工業(yè)認(rèn)為,細(xì)拆一個仿人機(jī)器人身上所需要的基本構(gòu)造,,除去一些軟件裝置如全自動駕駛計算機(jī)FSD進(jìn)行行為決策與運(yùn)動控制,,Dojo超級計算機(jī)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動訓(xùn)練之外,硬件自研創(chuàng)新的空間并不大,,預(yù)計特斯拉會采取與相關(guān)元器件廠商合作的方式,,將之納入自己的供應(yīng)鏈中。

  國產(chǎn)移動機(jī)器人公司優(yōu)艾智合行業(yè)解決方案總監(jiān)張明迪告訴記者,,機(jī)器人是一個集成式的產(chǎn)品,,牽涉的產(chǎn)業(yè)鏈較長,考驗的是企業(yè)的技術(shù)把握和整合能力,。特斯拉的長期愿景要將人形機(jī)器人做成家用服務(wù)機(jī)器人,,需要解決的問題包括行走算法,、手眼協(xié)調(diào)、AI芯片,、電池,、人機(jī)交互等方面。其中,,特斯拉稱使用汽車同款FSD芯片,,但是家用場景相比工業(yè)制造更復(fù)雜,需要更全面的精準(zhǔn)識別,。

  特斯拉的人形機(jī)器人目前在前期階段,,具體的技術(shù)參數(shù)及功能還有待9月底揭曉。就相關(guān)問題,,記者聯(lián)系采訪特斯拉中國方面,,其回應(yīng)稱暫未有更多信息透露。

  龔斌指出,,一般來說人形機(jī)器人具有五個系統(tǒng):一是傳動系統(tǒng),,比如諧波和RV減速機(jī);二是伺服系統(tǒng),,里面包含伺服電機(jī),、編碼器、控制主回路這些零部件,;三是動力及熱管理系統(tǒng),;四是控制系統(tǒng);五是對環(huán)境的感知系統(tǒng)及語音/視覺多模態(tài)交互系統(tǒng),。從技術(shù)角度來講,,單一功能有可能落地并推動家用,復(fù)雜場景的功能成熟度有待考驗,,完全從駕駛場景移動到家庭環(huán)境場景,,從產(chǎn)品分析上有一定難度,從機(jī)械結(jié)構(gòu)上面來講實現(xiàn)難度也不低,。特斯拉機(jī)器人發(fā)布最主要的意圖可能還是通過不同應(yīng)用場景的導(dǎo)入,,實現(xiàn)軟件算力的快速迭代,形成數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng),。

  安信證券在研報中表示,,特斯拉即將推出的人形機(jī)器人原型機(jī),有望促使全球服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展,,帶動人機(jī)交互進(jìn)入新時代,,相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)有望受益于產(chǎn)業(yè)趨勢的演進(jìn)。




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