“大小脑”与“肢体”协同上演“全武行”

人形机器人有望加速商业化

作者: ■本报记者孙永剑郭钇杉

    国产人形机器人领域近日展示出两大亮点。中国人形机器人创业公司MagicLab通过公司公号发布旗下人形机器人空翻视频,称是电驱动人形机器人首次实现空翻。央视《新闻联播》报道了优必选工业人形机器人Walker S在汽车工厂流水线与人类协作完成汽车装配及质量检查作业的应用案例。意味着国产人形机器人在运动“小脑”和智慧“大脑”研发,以及大小脑与肢体协调配合等方面的技术,或已取得突破。
    同时,随着华为云与乐聚机器人签署战略合作协议,成为国产人形机器人领域又一利好。根据协议,双方将共同探索华为“盘古”大脑+乐聚“夸父”身躯深度融合的商用落地场景,建设“人形机器人+”开放生态平台,推动人形机器人产业面向通用场景广泛应用与发展。
与人类交互协同上演“全武行”
    在MagicLab视频中,人形机器人空翻特技动作横空出世,不仅动作帅气如行云流水,而且落地平稳优雅。更令人惊叹的是,这款机器人采用了纯电驱动。在业内人士看来,相比波士顿动力人形机器人Atlas采用的液压驱动,无疑具备更高性价比。
    公开资讯显示,机器人驱动方式主要有液压驱动、电驱动和气动驱动。Atlas采用的是液压驱动。液压驱动的机器人具有较强的运动能力,只需较小的驱动力和扭矩就能产生巨大动力,而且可以方便地实现各种方向、速度和负载的控制,但也存在造价高、能效低、制造精度要求高以及维修麻烦等弊端。相比之下,电驱动方案拥有更为简单的结构、更高驱动效率以及更低成本。然而,电驱动机器人通常存在能耗高而导致在运动能力方面相对较弱的瓶颈,而MagicLab所展示的空翻动作,或是首次在电驱动机器人领域取得突破。
    “这意味着国产人形机器人MagicLab具备比波士顿动力Atlas更为强大的运动‘小脑’。”一位人形机器人行业专家对中华工商时报记者表示。人形机器人的“小脑”是指其运动控制和平衡调节的神经系统。它是由一系列算法和硬件设备组成的,旨在让人形机器人能够实现自主、精确的运动控制,并保持平衡和稳定性。机器人“小脑”是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行和动力系统等多功能为一体的综合硬件系统。该系统汇集诸如传感器技术、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多项尖端技术。
    实操越发流畅
    而优必选工业人形机器人Walker S进入蔚来第二先进制造基地总装车间,进行实地“培训”,实现全球首例人形机器人在汽车工厂流水线与人类协作完成汽车装配及质量检查作业,则是倚靠以强大的人工智能AI系统为“大脑”中枢与运动“小脑”的完美配合,“指挥”肢体进行协调运动。
    “Walker S身高1.7米,外观比例更接近人类,可替换末端执行器,搭载41个高性能伺服关节以及多维力觉、多目立体视觉、全向听觉和惯性、测距等全方位的感知系统,拥有全面升级的视觉定位导航、手眼协调操作、步态控制、多模态路径规划垂域模型等技术,机器人的自主运动及决策能力大幅提高,可在工厂流水线实现精准安全同步的作业。”优必选公司技术人员对本报记者表示。
    视频显示,在实训过程中,Walker S利用视觉定位导航、手眼协调操作、步态控制、多模态路径规划垂域模型等创新技术,在现实工厂复杂环境中能够精准地完成作业。WalkerS完成了对蔚来汽车门锁、安全带、车灯盖板的检测,并以流畅的动作贴好了车标。
    而放眼行业趋势,人形机器人具备实时精准运控、多模态感知、自主可靠决策、泛化与涌现的能力,已不再是遥不可及。
    华为依托“盘古”大模型的数据处理能力,给人形机器人提供智慧“大脑”——建立丰富且高质量的人形机器人数据集,并且充分发挥盘古大模型的多模态能力,实现复杂任务场景下综合感知和任务分解,提升各类泛化场景下的具身智能操作水平。
    而乐聚“夸父”人形机器人则给具身智能系统提供自由载体。乐聚表示,目前,集“大脑”“小脑”“肢体”为一体的人形机器人创新体系已经初步建成。接下来,乐聚将依托“夸父”机器人本体、华为“盘古”大模型大脑及开源鸿蒙操作系统平台等核心技术的互补优势,分阶段推进人形机器人的商业化应用落地。
    在应用领域展宏图
    去年以来,包括中国电科21所、智元机器人、科大讯飞、小鹏汽车、傅利叶智能在内的多家国内企业,相继发布自主研发的具身智能机器人(AI+机器人=具身智能机器人),并有多家企业拟在今年实现具身智能的商业化落地。业界普遍认为,2024年有望成为具身智能商业落地元年。
    智慧“大脑”开发是人形机器人技术发展的关键领域之一。工业和信息化部关于印发《人形机器人创新发展指导意见》的通知,提出到2025年,我国人形机器人创新体系初步建立,“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破,确保核心部组件安全有效供给。
    公开信息显示,智能机器人的“大脑”,是指控制机器人运行和决策的核心部分。它类似于人类的大脑,是机器人实现智能行为的关键组成部分。其应用前景非常广阔。通过感知、学习、推理和决策等功能,使机器人能够像人一样思考和行动,从而实现在各个领域的广泛应用。
    “大脑”通过各种传感器感知周围环境,如视觉传感器、声音传感器、触觉传感器等。这些传感器将环境中的信息转化为数字信号,供“大脑”进行处理和分析。还通过机器学习算法进行学习。它能够从大量数据中提取规律和模式,并根据这些规律和模式不断优化自己的行为。通过逻辑推理、概率推理等方法进行推理,能够根据已有知识和信息,推导出新的结论和策略。还可通过决策算法进行决策。
    业内人士表示,近一年来生成式人工智能技术不断出现突破,确实引发了公众对具身智能的最终载体人形机器人的密集关注,也因此不少企业、人才和资金涌入了人形机器人行业,国内人形机器人产业的发展也在不断加速。
    人形机器人是非常典型的慢变量行业,是一项需要长期投入的复杂技术,无法一蹴而就,在供给端需要持续的技术迭代,在需求端需要持续的市场教育。
    “相信随着时间推移,人形机器人各项复杂核心技术将带来超出想象场景的长期商业价值,而坚持长期技术投入的企业最终成为行业的中流砥柱。”优必选负责人表示。