對話五家人形機器人團隊:2023因何成了人形機器人盛世?
2023年,人形機器人迎來了高光時刻。
這一年,國內不少機器人或硬科技團隊,都陸續發佈了人形機器人原型機或產品規劃。
8月16日,2023世界機器人大會(WRC 2023)正式開幕,作爲全球機器人領域頂級盛會,不少人形機器人團隊在這裡展出了他們的新產品。
這其中既有在人形機器人領域深耕多年的鋼鐵俠、優必選,也有剛剛發佈了人形機器人的宇樹科技、星動紀元,當然也少不了清華、浙大、北理工這樣的學院派。
據科技行者不完全統計,僅僅是在這一展會上,就有不少於10款人形機器人展出。
作爲長期關注機器人領域的產業觀察者,我們也在現場探訪了這些機器人團隊,並與這些新老朋友聊了聊2023年人形機器人的產業鉅變和背後的推動力。
優必選:人形機器人,很快進工廠
優必選科技是一家人形機器人領域明星企業,自2016年開始研發大型人形機器人以來,經過多代工程迭代,第一代雙足機器人Walker在CES 2018上亮相,並引起行業廣泛關注。
這次在WRC 2023上,優必選對外發布了人形機器人智能多模態交互系統,據悉,這是一個集人機交互、指令理解、自主規劃、任務執行等技術於一體的智能系統。
該系統接入AI大模型後,利用優必選大型人形機器人自帶的視覺、語音、深度、力覺等多源傳感器獲得的多模態數據進行融合感知,能明顯提升人形機器人在實際應用場景下的自主決策能力。
此外,優必選科技在展臺上還展示了熊貓機器人優悠和Walker X,它們都是剛從成都大運會閉幕式趕赴北京的騎過平衡車的大型人形機器人。
關於人形機器人爲什麼在今年會這麼火,優必選科技人形事業部運控算法負責人葛利剛認爲有以下幾個原因:
第一,特斯拉、戴森等全球頭部科技企業的入局,帶動了人形機器人這波熱潮;
第二,人形機器人一些技術成熟度已經較高,通用能力得到體現;
例如人形機器人的步態算法很重要,但是現在國內人形機器人團隊花半年時間做硬件系統集成,花半年時間調試運控算法,一年時間就能將人形機器人硬件平臺和行走功能初步調通。
第三,和人工智能技術的發展也有一定關係。
葛利剛指出,馬斯克之所以會做人形機器人,其實也是看到了人形機器人關鍵技術的進步,諸如算力提升、核心元器件性能提升、人工智能技術進步等。
如今優必選的大型人形機器人已經在工廠中進行場景驗證,他們認爲,智能工廠中的搬運、分揀由於結構化程度高、可控性高,會是人形機器人最早、最可行的應用場景之一。
不過,葛利剛也指出,現在優必選人形機器人的三個目標場景是工業製造、商用服務、家庭陪伴。
雖然優必選還沒有對外預估人形機器人多久能夠在智能工廠實現落地,但葛利剛告訴我們,這個時間一定會很快到來。
宇樹:半年做出人形機器人,已經有不少訂單
作爲國內四足機器人領域明星團隊,宇樹科技自2016年成立以來,一直強調自研,並在推動四足機器人在商用場景中的應用。
就在前不久,宇樹科技剛剛發佈了四足機器人Go 2,並加入了AI大模型,擁有了具身智能能力。
在本次WRC 2023上,宇樹科技也發佈了旗下首款人形機器人新品,並表示要在今年第四季度正式對外發售,售價將在9萬美元以內(約65萬元以內)。
宇樹科技聯合創始人陳立告訴我們,我們通用人形機器人H1是在今年2月立項、8月發佈,第一代通用人形機器人H1研發只用了半年時間。
他表示,H1是國內第一款能跑的全尺寸通用人形機器人,也是全球同類規格中功率性能最高的機器人—— 自重47kg、最大關節扭矩 360N.m。
爲什麼宇樹科技這麼快就能做出通用人形機器人H1?
對此,陳立自信稱,我們其實隨時都可以做,因爲我們四足機器人核心零部件諸如電機、減速器、編碼器、電機驅動器、傳感器、主控,甚至電池都是我們自己研發的,核心零部件完全自研。
“H1的關節電機、電控系統、控制算法等,都沿用或借鑑了很多我們積累的四足技術;控制算法層面,我們借鑑了四足機器人的控制技術,用了模型預測控制,例如將全身力控制(WBC)和模型預測控制(MPC)結合起來。”
四足機器人和人形機器人在技術上有很多相似之處,這成爲宇樹科技能夠在半年內做出人形機器人的一個主要原因。
由於搭載了宇樹內部開發的M107關節電機,機器人的動力性能強,運動靈活性、速度、續航包括負載能力都有顯著提升。從官方披露的數據來看,和特斯拉人形機器人關節電機相比,M107 尺寸更小、更輕,動力性能更強勁。最大關節扭矩 360N.m,可支持機器人完成更復雜動作,適應不同地形和行走狀態,但重量只有1.9公斤。
關於宇樹科技的通用人形機器人,我們還發現了一個比較有意思的設計,它的電池支持熱插拔,機身自帶兩塊電池,一塊沒電後,可以拔下來用另一塊供電,並將新的電池一併插入人形機器人身上。
而就爲什麼今年人形機器人會這麼火這一問題,除了同樣提到了馬斯克進入人形機器人領域對行業帶來的帶動性,陳立告訴我們,其實還有兩方面原因:
第一,國家開始重視人形機器人,發佈了很多促進人形機器人發展的相關政策;
第二,大模型火爆,機器人是AI和大模型最好的載體,也帶動了人形機器人的發展。
陳立指出,和大模型在其它產業中的應用不同,例如筆記本、手機,已經人手一臺了,再做增量市場已經很難,但是機器人是一個相對空白的市場,一旦做起來,例如在工業場景中做起來的話,會有很大的增量市場空間。
“宇樹其實想做的是通用機器人,AI驅動的通用機器人,只不過人形形態,目前來看是最簡單最省事的通用機器人形態。公司產品目前最直接的落地場景還是工業領域,尤其是工廠,和馬斯克的構想比較類似。”
關於人形機器人的量產和商用預期,陳立告訴我們,宇樹現在已經拿到不少臺人形機器人訂單,甚至還有3臺訂單來自個人客戶,預計第四季度可以實現百臺級人形機器人量產。
而現在宇樹科技的人形機器人,實際上也已經在某流水線工廠中進行實際場景驗證。
追覓:更多產業力量加入,推動人形機器人商用
作爲掃地機器人領域四小龍之一,追覓同樣是在2021年涉足通用機器人領域,並在今年年初發不了四足機器人和人形機器人,彼時的人形機器人除了可以向人們揮揮手外,並沒有太多展示。
不過,我們看到,這次在WRC 2023現場,追覓人形機器人已經能夠在支架支撐下直立行走,並能夠在現場爲觀衆製作咖啡,一時也引起了不少關注。
實際上,機器人做咖啡已經不是什麼新鮮事兒,獵豹早在2020年就已經發布了一款智咖大師,主打功能正是製作咖啡,而這幾年,也有越來越多機器人咖啡師陸續出現在高級商超、酒店中。
那麼,機械臂咖啡師和人形機器人咖啡師在技術實現難度上有怎樣的差異?
追覓科技創新機器人業務產品總監劉宇龍告訴我們,二者之間其實有兩方面不一樣:
第一,場景泛用能力不同。
人形機器人的價值不只做咖啡這件事兒,現在人形機器人在我們現場做咖啡拉花,到其它場景中就可以去做其它事兒了,現在市面上幾十萬的機械臂咖啡師只能是在櫃子裡做咖啡,和什麼都能幹的人形機器人相比,顯然後者價值更大。
第二,運動能力不同。
關在櫃子裡的機械臂咖啡師,整個空間是預設好的,軌跡是設計好的,只要保證0.1mm重複定位精度,就能做咖啡,還能拉花,但是對於人形機器人,當和人交互時,會在空間位置和運動軌跡上有不確定性,這就需要人形機器人加入諸如視覺智能、大模型,讓它變得更智能。
而談到爲什麼今年人形機器人會這麼火,劉宇龍同樣指出,這一波的熱度很大程度上是被特斯拉帶起來的。
不過,他認爲,這其實是產業界對學術界技術的看法,而且馬斯克作爲產業界比較有影響力的人,確實也帶動了整個機器人產業去做這件事兒。
一個產品真正要從實驗室裡走出來,需要產業界給很多關注,在這一兩年之前,產業界認爲一臺人形機器人要幾百萬、上千萬,這離商用是遙遙無期的。
像特斯拉將自動駕駛技術、將汽車製造能力應用到人形機器人,追覓則是在不同類型上積累、驗證技術技術,比如掃地機器人、商用送餐機器人、泳池清潔機器人,以及人形機器人、四足機器人,實現技術複用。
特斯拉代表汽車製造,追覓則是代表更多應用場景,越來越多像我們這樣的產業力量進到這個領域做人形機器人,則會更容易將人形機器人推向量產,甚至商用。
然而,即便是現在的人形機器人,在場館中進行功能演示前,也還是需要進行現場調試,對此,劉宇龍解釋稱,由於技術的進步,現在的調試和之前的調試已經有了很大的不同。
之前人形機器人調試,更多是通過拖動示教和編程的方式,將機器人運動軌跡和運動預設的位置找準,更多工作是在機器人調參數;現在實現一定智能化的人形機器人則可以自己去學習,例如學習人的動作,學習周圍環境,認識這個環境,進行這樣更簡單的調試。
至於什麼時候能夠進入家庭,劉宇龍認爲人形機器人會在十年內走進家庭。
小米:二代人形機器人要全自研
小米是在2018年成立的小米機器人實驗室,並在2021年對外發布了第一代機器人CyberDog,小米的人形機器人CyberOne則是在2022年8月正式對外發布。
小米前不久剛剛在8月14日的年度發佈會上發佈了第二代機器人CyberDog 2,不過並沒有發佈新款人形機器人產品。
不過,我們在WRC 2023上依然看到了小米人形機器人CyberOne。
據悉,這次展出的小米人形機器人依然是2022年發佈的、小米花了6個月時間搭建的人形機器人,而新一代人形機器人還在研發中,暫時還未對外發布。
爲什麼人形機器人會在2023年如此火爆,小米認爲會有以下幾個方面原因:
首先,機器學習、大模型等人工智能技術的發展,以及芯片處理能力的提升,這讓人形機器人有了更好的技術基礎;
其次,馬斯克通過將自動駕駛技術複用到人形機器人上,讓人形機器人在技術可行性上有了很大的可能性和想象力。
據科技行者瞭解,雖然小米第一代人形機器人是基於MIT開源技術進行研發的,不過現在在研發的人形機器人已經是基於小米全自研技術。
至於爲什麼會做人形機器人,則會有以下幾方面原因:
第一,更願意與人形機器人交互,他更適合人類社會的交互場景;
第二,人形機器人更適合使用人類工具,完成相應的工作;
第三,做成人形機器人,更適合在人類生活場景中應用。
據悉,小米人形機器人未來會首先應用到自己的智能工廠中,現在也已經在小米智能工廠中進行場景驗證。
鋼鐵俠:機器人要智能化,但改變格局的不會是大模型
鋼鐵俠科技成立於2015年,是國內最早研發人形機器人的團隊之一。
在團隊成立之初,鋼鐵俠科技兩年研發了三代人形機器人,快速完成了產品體系搭建,在人形機器人控制器、操作系統、通信網絡等關鍵技術上也進行了自研和技術突破,並參與了諸如宇航員人形機器人等多個國家級項目。
在這次WRC 2023上,鋼鐵俠科技並沒有展出人形機器人,現場負責人告訴我們,鋼鐵俠科技新一代人形機器人正在進行一些技術升級,所以沒有帶來。據悉,鋼鐵俠科技人形機器人最新產品是第五代雙足仿人機器人。
雖然我們沒有在現場看到鋼鐵俠科技的人形機器人產品,但是我們在鋼鐵俠科技的展臺看到了結合輪式和腿式兩類技術的全地形四驅車雪豹,以及人形機器人相關產品介紹。
此前,鋼鐵俠科技CEO張銳曾向我們透露,鋼鐵俠科技人形機器人的早期外部採購硬件成本佔比在40%左右,現在大約只佔到30%左右。
而談及如今最火的大模型,他也指出,大模型並不會對人形機器人產業帶來什麼顛覆性。
張銳認爲,大模型要想在人形機器人上發揮出魔力,至少要滿足一個基礎條件:數學模型與物理模型之間的統一。
他認爲,數學模型與物理模型之間的統一,這個問題直接限制了目前人形機器人大規模推廣應用。
而基礎材料科學構築起的一道無形的壁壘,也將會成爲未來人形機器人軟硬件技術之間一道難以逾越的鴻溝。
小結
2023年,對於人形機器人團隊來說是難得的盛世。
我們在WRC 2023現場看到了不下10個人形機器人團隊。
看到了今年剛剛成立不到一個月的人形機器人公司——星動紀元的人形機器人大小兩款“小星”,據稱,這款人形機器人自去年在清華大學交叉信息研究院開始研發,也纔剛剛一歲;
看到了浙江大學控制科學與工程學院的人形機器人悟空,現場展出的已經是浙大機器人團隊的第四代仿人機器人,據悉,浙大研發人形機器人已經超過10年之久;
當然也看到了很多其它各式各樣的人形機器人,從幾個核心人形機器人團隊專家分析來看,今年人形機器人之所會如此火爆,除了馬斯克爲行業帶來的關注外,本質上在軟硬件上會有兩方面原因:
軟件層面,有AGI、大模型這樣的技術,爲機器人能力泛化帶來了強大的引擎和更多可能,我們發現,幾乎所有人形機器人團隊,或多或少都會關注或涉足AGI、大模型技術,這或將推動人形機器人向着智能化再進一步。
硬件層面則更爲明顯,我們看到越來越多人形機器人產品涌現出來,而這必然將反向推動人形機器人核心零部件迎來一波迭代升級。
我們能夠看到的是,幾乎每個研發人形機器人團隊,都在做諸如控制器、減速器、伺服電機等一些核心零部件的自研,就在前不久的小米年度發佈會上,雷軍更是官宣,小米自研的最大扭矩12N.m的微電機單個499元對外售賣。
與此同時,也有越來越多人形機器人團隊開始進行商業化探索,甚至提出了激進的量產計劃。
值得注意的是,2023年的人形機器人還不完美,人形機器人產業必然還會經歷幾波跌宕起伏,但人形機器人必然會因爲這波熱情和繁榮,向前邁進一大步。