各路玩家正加速涌入人形機器人這一充滿科幻色彩的硬科技賽道。
在剛剛結束的世界機器人大會上,從展廳到論壇,人形機器人是絕對的焦點。同期,國產人形機器人研發成果接連發布。8月15日,宇樹科技自稱發布 “國內第一臺能跑的全尺寸通用人形機器人”。曾加入“華為天才少年計劃”的“稚暉君”彭志輝,離職后創建上海智元新創科技有限公司(下稱“智元”),并于8月18日帶來了人形雙足機器人“遠征A1”的首次亮相。
據Markets and Markets2023年7月發布的一份報告,人形機器人市場規模將從2023年的18億美元,增長至2028年的138億美元。該報告指出,人形機器人能夠協助醫護人員和幫助患者護理,在醫療健康領域前景廣闊。其中,亞太地區人口老齡化加劇,也刺激了該地區看護場景中對人形機器人的需求。中信建投近期發布報告也稱,人形機器人將會成為數萬億大賽道。該報告認為,人形機器人是AI最有前景的落地方向之一,未來將在工業、商業、家庭、外太空探索等領域具有廣闊應用場景。
產業促進政策亦在跟進。工信部副部長徐曉蘭8月18日表示,推動出臺人形機器人創新發展指導意見,支持建設國家人形機器人制造業創新中心、部重點實驗室等創新載體。北京市6月底發布的《機器人產業創新發展行動方案(2023—2025年)》,更是將人形機器人作為機器人“1+4”產品體系的“1”。
這股熱潮,部分歸功于馬斯克的“帶貨”能力。特斯拉去年10月推出人形機器人“擎天柱”(Optimus),當地時間7月19日,馬斯克在一場業績電話會上透露,目前特斯拉已經制造了10臺人形機器人,預計今年11月進行“擎天柱”行走測試,并于明年投入特斯拉自己的工廠開展實用性測試。
另外,隨著以ChatGPT為代表的大模型技術的重大突破,“人形機器人+大模型”的具身智能體似乎也不再遙不可及。包括智元、北京星動紀元科技有限公司(下稱“星動紀元”)、深圳市優必選科技股份有限公司(下稱“優必選”)、達闥機器人股份有限公司(下稱“達闥”)等賽道玩家,已將大模型接入人形機器人系統。
但熱潮表象背后,業界仍普遍認為人形機器人的運動控制等軟硬件能力諸多有待攻克的瓶頸,對人形機器人商業化前景保持觀望。
多方下注人形機器人賽道
世界機器人大會展廳內,凡是人形機器人出沒的展區,總是水泄不通。一旦遇上人形機器人“秀實力”的時段,參觀的觀眾早已里三層外三層把場地包圍。
據不完全統計,約10款人形機器人亮相此次機器人大會。從相貌上區分,這些人形機器人大體可分為兩類,一類是“人形+輪式底盤”的機器人,也就是沒有雙腿,只能滑動;另一類為完全人形的雙足機器人。根據參展商介紹,“人形+輪式底盤”機器人已商業化落地博物館、科技館等,承擔智能講解角色,但最終研發目標也將走向雙足機器人。
業界把人形雙足機器人視為最好的通用機器人,理由是人類社會環境主要是為人類定制,比如樓梯的結構、門把手的高度等,如果打造一個能執行各類任務的通用機器人,只有人形才是最適合的形態。
機器人大會場地內,達闥的人形機器人Cloud Ginger XR除了表演投籃技術,還能組成一支“千手觀音”的機器人舞團。優必選則布置了一塊舞臺,供全球首款氫動力人形機器人Walker H2和熊貓機器人優悠展演。小米帶來2022年8月發布的CyberOne(鐵大),身高達到1.76米,體重51公斤,有21個關節的自由度,不過展會上只安排了靜態展示。
杭州宇樹科技有限公司(下稱“宇樹科技”)剛發布的人形機器人H1也現身展廳。在8月15日宇樹科技呈現的視頻中,僅半年時間研發出的H1能夠以1.5m/s以上的速度行走,即便被人類用腳踢踹,也能維持一定的平衡度。這段視頻被發到推特之后,還引起OpenAI創始人Andrej Karpathy的興致,直言想訂購幾臺。宇樹科技稱,H1人形機器人的售價將低于9萬美元,已有比較大的AI公司想采購這款產品?,F場工作人員向財經E法透露,最快能在今年10月底全面開售。
包括H1在內的多款雙足機器人,完全仿人形設計機器人的膝關節,即向前屈伸。但智元新發布的“遠征A1”則采用反曲膝的膝關節設計思路,“稚暉君”表示,可以避免關節碰到面前物體,干擾機器人干活,從而擁有更大的操作空間。“遠征A1”身高1.75米,搭載高自由度靈巧手SkillHand,全身有49個自由度,整機承重80kg,單臂最大負載5kg。
智元人形機器人的反曲膝設計,來源:發布會視頻截圖
天風證券機械行業研究人員告訴財經E法,他們調研獲悉,國內大概有50家公司入局人形機器人賽道。優必選更是在2023年1月31日向港交所遞交招股書,沖擊中國的“人形機器人第一股”,不過目前招股書狀態顯示“失效”。
國內一些人形機器人廠商背靠頭部大廠的支撐。據優必選的招股書,騰訊通過全資子公司 Image Frame Investment和深圳騰訊分別持股5.59%和0.89%。而智元“天使+輪”融資背后,可以看到BV百度風投的身影。
目前國際知名的人形機器人主要是特斯拉的“擎天柱”,以及美國波士頓動力公司研發的Atlas。波士頓動力公司發布的實景演示視頻顯示,Atlas不僅能在平地行走,還具備翻越障礙物、搬運重物、爬臺階、空翻甚至是“跑酷”能力。波士頓動力公司創始人兼首席執行官馬克·萊伯特(Marc Raibert)介紹,Atlas仍處于測試改進階段。
回顧過去,早在1973年,日本早稻田大學教授加藤一郎就研發出世界上第一款人形機器人WABOT-1。2000年,日本本田公司經過14年探索,終于發布第一代人形機器人ASIMO。隨后ASIMO歷經多次迭代,并在2022年“退役”。
新晉加入人形機器人賽道的玩家,既有像特斯拉這樣的電動汽車公司,也有手機廠商三星。8月初,有消息稱三星最近開始制定進軍機器人市場的戰略,瞄準由AI驅動的人形機器人領域。
業界普遍認為,人形機器人領域得到資本市場熱捧,馬斯克起到了帶動效果。另外,高工咨詢機器人事業部研究員羅廣彥向財經E法指出,熱潮也與機器人行業今年的發展狀況相關。他分析,機器人市場一直缺乏新的故事,所以遇到人形機器人這樣一個理論上擁有龐大市場的增長點,各方都希望抓住風口、早早布局。
不過,沈陽新松機器人自動化股份有限公司(300024.SZ)首席技術官張雷向財經E法表示,此次人形機器人的熱度同樣會是周期性的,過一段時間又會趨向冷靜,直到下一次取得突破性進展,“呈現波浪型前進的特征”。
機器人+大模型=王炸?
隨著ChatGPT的火爆,機器人賽道也開啟了新的發展空間。
“人工智能下一個浪潮將是具身智能。”5月17日,英偉達創始人兼首席執行官黃仁勛在ITF World 2023半導體大會如是預測。具身智能,即能理解、推理并與物理世界互動的智能系統。2000年圖靈獎獲得者、中國科學院院士姚期智也在此次機器人大會上表示,要想真正讓AGI(通用人工智能)發揮出它的力量,未來的AGI需要有具身的實體,讓它能夠和真實的物理世界交互,完成各種任務。
AI大模型便為人形機器人成為具身智能體提供了大腦。“機器人+大模型是一個‘核彈’,對整個機器人行業的影響非常大。”奧比中光科技集團股份有限公司(688322.SH)董事長兼首席執行官黃源浩認為,原來的機器人在工業場景里不需要交互,僅起到搬運的作用,但有了大模型加持,機器人就擁有了生成、交互、理解和推理技能。
張雷感慨,以前研究人形機器人的時候,大家對“大腦”這塊的開發信心非常不足,能把身體結構做好就相當不錯了。但ChatGPT出來以后,業界突然意識到機器人大腦研發問題可以解決,成為這輪熱潮背后的驅動因素之一。
具身智能人形機器人的結構,可以拆解為身體、小腦和大腦三個組成模塊。人形身體由傳感器等一系列硬件組成,小腦負責視覺、觸覺感知,大腦則主導機器人的推理決策和語言交互。
不少面市的人形機器人產品已搭配上大模型。由清華大學交叉信息研究院和上海期智研究院孵化的星動紀元,推出雙足機器人“小星”。據星動紀元介紹,“小星”融入了公司布局的大語言模型,使其能更好理解和服務人類。
“稚暉君”在智元發布會上介紹說,人形機器人“遠征A1”搭建語言任務模型WorkGPT,使其能夠自主感知環境、理解任務、編排動作。
產業政策也力圖強化AI大模型對機器人能力的支撐。比如北京《機器人產業創新發展行動方案(2023—2025年)》中就提出,開發并持續完善機器人通用人工智能大模型,研發圖像、文本、語音及力、熱、電、磁等多模傳感數據融合處理的大模型系統。
商業化難題待解
雖然有各方下注,但受訪的人形機器人玩家依然認為,真正的商業落地時機還未成熟。
東吳證券研報指出,人形機器人的通用性打破工業及服務機器人的限制,近2年國內外資本大舉進入,未來20年產業大趨勢確立。
和人形機器人廠商交流商業落地前景,財經E法得到的回復普遍比較謹慎。雖然他們樂觀地確信產品最終必將走向工廠乃至C端,但短期而言,技術水平依然有待提升。“能走都很牛了”“成熟度還不是很高”“達不到實用地步”“想讓它具體干什么這個事我們自己都沒想明白”。
“(演示)視頻只是視頻嘛。”一家人形機器人廠商工作人員調侃說。
此外,成本高企也帶來較大挑戰。
據羅廣彥了解,人形機器人核心零部件當前依賴定制化,成本較高。華福證券研報指出,對標電動車發展初期,降本成為人形機器人行業的首要問題。
據弗若斯特沙利文報告,優必選是全球首家將雙足真人尺寸人形機器人的成本降低至10萬美元以下的公司,也是中國首家實現小型人形機器人大規模商業化的公司。2022年,優必選人形機器人Walker X成功出口到沙特NEOM新未來城。
但研發成本高企影響到了企業的財務狀況。據優必選提交港交所的招股書,在2020財年、2021財年、及2022年前九個月,優必選的研發開支分別為4.29億元、5.17億元及3.25億元,占同年或同期總收入的57.9%、63.3%及61.4%,年平均研發投入超過60%。研發成本影響到企業營收,2020年至2022年9個月,優必選虧損約24億元。
面向未來,優必選創始人、董事長兼CEO周劍認為,人形機器人在工業場景和生活場景均具備商業化落地前景。比如,汽車制造流程的沖壓、涂裝、總裝等生產線環節,還有大量的工人存在,因為擰螺絲等精細化任務是當前工業機械臂機器人沒法完成的。而在生活場景里,隨著AI大模型發展,人形機器人越來越能理解主人的要求,非常適合作為人類日常生活的陪伴。
具體到工業場景,優必選、智元、小米等企業,紛紛將3C和汽車制造行業作為B端的落地首選。在智元發布會上的演示視頻中,智元人形機器人將從事汽車底盤裝配、汽車外觀裝配,在3C裝配生產鏈上參與齒輪柱點油等任務。周劍也透露,優必選一直在一些頭部新能源車企的工廠嘗試人形機器人應用場景。
智元人形機器人參與汽車底盤裝配,來源:發布會視頻截圖
對此,張雷認為,3C和汽車制造本身的工業自動化程度更高,因此是機器人應用比較普遍的領域。而其他行業自動化程度相對較低或者產品定制度太高,不適合作為第一步來切入。
星動紀元展臺的工作人員則向財經E法表示,他們會先從工業場景入手,最終走向生活場景。智元同樣稱,“遠征A1”將在明年快速切入商業化落地,首先瞄準制造業領域,隨后逐步走向家庭。
對于這種從B端逐步深入C端的思路,張雷分析說,其一,工業場景相對限定和專用,但家用場景可能非常復雜,人形機器人處理起來也比較難;其二,制造業對成本的耐受力強,對生產自動化有剛性需求,但如果家庭購入一個只能做少量事情的機器人,難以覆蓋成本,“必須得是個萬能戰士”。
羅廣彥認為,安全也是重要考量因素之一。羅廣彥表示,人形機器人在工廠封閉、可控環境下作業,相對比較容易保證安全性。在無人化車間,即便機器人出了故障,也就是產生金錢損失。但一旦落地生活場景,則可能對人類帶來安全風險。
一旦人形機器人進駐工廠,是否會搶占現有工業機器人的“地盤”?清華大學交叉信息研究院助理教授、星動紀元創始人陳建宇表示,人形機器人是一個通用的機器人,但即使各種人形機器人技術非常成熟,未來依舊離不開其他類型機器人,“就像通用智能手機集成了照相機、游戲機的功能,但不代表只需要手機,我們仍需要專門的游戲機、照相機去提供更多樣化的服務。”