7月逛過(guò)世界人工智能大會(huì)后，一直對(duì)人形機(jī)器人念念不忘。特斯拉的人形機(jī)器人擎天柱只是在大會(huì)上展出了1:1的模型，展臺(tái)已經(jīng)足以被擠到水泄不通。
一個(gè)不會(huì)動(dòng)的人形機(jī)器人能夠引起這么多關(guān)注，我是有些不解的。同一場(chǎng)的展會(huì)，旁邊的機(jī)器狗已經(jīng)活蹦亂跳能跟小孩子互動(dòng)了，機(jī)械臂都已經(jīng)可以賣(mài)咖啡給攤位掙錢(qián)了，為什么人們還是這么執(zhí)著于人形機(jī)器人？難道只是人類(lèi)的自戀作祟嗎？
世界人工智能大會(huì)展出的特斯拉人形機(jī)器人
8 月，世界機(jī)器人大會(huì)來(lái)到北京，據(jù)說(shuō)會(huì)展出六百多款機(jī)器人，其中包括十幾款人形機(jī)器人，這立刻引起了我的興趣。
我很想知道，在馬斯克帶火了人形機(jī)器人之后，中國(guó)的人形機(jī)器人發(fā)展到什么程度了。而在這之上，我更想知道，為什么一定要做人形，又為什么是現(xiàn)在？
在逛完一圈展覽，并和多個(gè)行業(yè)人士交流后，我得到了想要的答案。
雙足機(jī)器人是絕對(duì)熱點(diǎn)，AI和硬件的發(fā)展都是重要助推
雖然模仿人類(lèi)外形，但下身固定或者以輪子形式呈現(xiàn)的機(jī)器人也算是廣義上的人形機(jī)器人。但此次機(jī)器人大會(huì)中，能明顯感受到，真正類(lèi)人的大型雙足機(jī)器人，才是行業(yè)中的熱點(diǎn)。
在展的十幾個(gè)人形機(jī)器人公司，只有兩三家公司沒(méi)有雙足機(jī)器人產(chǎn)品。而已推出的人形機(jī)器人中，有一半左右的公司都是去年或今年才推出第一款雙足機(jī)器人。
成立于 2016 年的宇樹(shù)科技，之前一直專(zhuān)注于四足機(jī)器人商業(yè)化。2023 年，宇樹(shù)科技推出了第一款人形機(jī)器人，預(yù)計(jì) 2023 年 4 季度量產(chǎn)。
2015 年成立的達(dá)闥機(jī)器人，過(guò)往一直專(zhuān)注于輪式人形機(jī)器人。在此次世界機(jī)器人大會(huì)上，也第一次展出了雙足機(jī)器人產(chǎn)品。
成立于 2017 年的追覓科技，過(guò)往產(chǎn)品包括自動(dòng)集塵掃拖機(jī)器人、無(wú)線吸塵器，在今年的機(jī)器人大會(huì)上，也展出了自己研發(fā)的雙足機(jī)器人。
追覓科技展出的通用人形機(jī)器人
為什么都在這一時(shí)間點(diǎn)？
與多位行業(yè)人士聊過(guò)之后，我得出了這樣的結(jié)論：在軟件和硬件上，現(xiàn)在剛好是一個(gè)各項(xiàng)技術(shù)都有比較大突破的交匯點(diǎn)。不過(guò)相比于軟硬件技術(shù)的進(jìn)步，大模型的進(jìn)步帶來(lái)人形機(jī)器人的市場(chǎng)想象空間變大，是更大的驅(qū)動(dòng)因素。
通用機(jī)器人，即不針對(duì)物流分揀這類(lèi)的單一任務(wù)優(yōu)化，而是能通用地去做許多不同的任務(wù)的機(jī)器人，一直是機(jī)器人界追求的目標(biāo)，也有極大的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。
形成一個(gè)通用機(jī)器人，從技術(shù)上有三個(gè)要點(diǎn)需要解決：本體、小腦和大腦。本體即硬件部分，小腦指的是視覺(jué)、觸覺(jué)等各種感知的協(xié)調(diào)，步態(tài)控制的實(shí)現(xiàn)和對(duì)復(fù)雜任務(wù)的完成等，而最后是大腦，它主導(dǎo)上層的邏輯推理、決策、規(guī)劃和與環(huán)境的交互。
生成式AI的出現(xiàn)，使通用的機(jī)器人在大腦層面突然不再像過(guò)去一樣遙遠(yuǎn)了，而業(yè)界公認(rèn)，通用的機(jī)器人身體形態(tài)最合適的就是人形，這是一個(gè)直接契機(jī)。
波士頓動(dòng)力等公司，很早就研制出了人形機(jī)器人的本體，小腦部分也相當(dāng)發(fā)達(dá)，但面對(duì)商業(yè)化，一是成本無(wú)法下降，二是仍然缺少一個(gè)智慧的大腦。有了智慧的大腦，人形機(jī)器人的市場(chǎng)層面，想象空間突然變大了。
「我個(gè)人早幾年不看好人形機(jī)器人這個(gè)事情，因?yàn)槲乙恢庇X(jué)得目前人類(lèi)的控制技術(shù)完全沒(méi)辦法駕馭人形機(jī)器人這么復(fù)雜的機(jī)器人形態(tài)，」宇樹(shù)科技創(chuàng)始人王興興在機(jī)器人大會(huì)上講到，「去年底由于通用性 AI 進(jìn)展遠(yuǎn)超我個(gè)人預(yù)期，我們開(kāi)始立項(xiàng)做通用人形機(jī)器人�！�
達(dá)闥機(jī)器人顯然也是緊跟這一浪潮。從創(chuàng)始之初就發(fā)力云端機(jī)器人的達(dá)闥，看到了大模型為機(jī)器人帶來(lái)云端大腦的機(jī)遇。7 月，達(dá)闥發(fā)布了機(jī)器人多模態(tài)大模型 RobotGPT，8 月馬上發(fā)布了通用人形機(jī)器人。
達(dá)闥機(jī)器人發(fā)布的七仙女人形雙足機(jī)器人
人形機(jī)器人，相比與四足機(jī)器人，步態(tài)控制難度要高很多，而這點(diǎn)在近些年也得到了解決。2023 年剛剛成立的人形機(jī)器人公司星動(dòng)紀(jì)元的 CEO 陳建宇提到了強(qiáng)化學(xué)習(xí)方面的進(jìn)步：「2016 年 AlphaGo 出來(lái)之后，強(qiáng)化學(xué)習(xí)這個(gè)領(lǐng)域開(kāi)始發(fā)展，經(jīng)過(guò)幾年的沉淀，才真正在機(jī)器人上面用起來(lái)。比較有代表性就是 ETH 四足機(jī)器人發(fā)在 Science 上面幾篇文章，2020 年、2021 年左右做出來(lái)�！�
朝元機(jī)器人的王立朝還提及了硬件方向的進(jìn)步：「幾年前，國(guó)內(nèi)的電機(jī)不太行，各方面參數(shù)都達(dá)不到，從國(guó)外進(jìn)相當(dāng)貴。但現(xiàn)在國(guó)內(nèi)基本上電機(jī)的這塊追得差不多了，制造成本還低。」
腿部方案各式各樣，但是“小腦”還有所欠缺
世界機(jī)器人大會(huì)上亮相了多個(gè)人形機(jī)器人 demo，但相互間還有一定區(qū)別。
從外觀上看，各家機(jī)器人高度都在1.6-1.8m之間，除了造型風(fēng)格的差別，最大的差別在機(jī)器人的腿部。
在機(jī)器人領(lǐng)域，最出名的人形機(jī)器人或許要數(shù)波士頓動(dòng)力的人形機(jī)器人Atlas。從驅(qū)動(dòng)方式上，波士頓動(dòng)力的人形機(jī)器人由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。液壓系統(tǒng)的力量很大，響應(yīng)速度快，支撐了波士頓動(dòng)力機(jī)器人的各種需要超高力量的運(yùn)動(dòng)，但液壓系統(tǒng)的昂貴，也阻礙了其商業(yè)化落地。
不過(guò)，在世界機(jī)器人大會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)，我注意到，展出的人形機(jī)器人幾乎全部采用了電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式。
比如成立于2012年的優(yōu)必選科技，使用的就是最早由本田Asimo開(kāi)發(fā)的剛性驅(qū)動(dòng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。其標(biāo)志就是相對(duì)笨重的腿部。剛性驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)是力量控制精準(zhǔn)，但運(yùn)動(dòng)速度普遍較低，爆發(fā)力不足。
優(yōu)必選的熊貓機(jī)器人
而現(xiàn)場(chǎng)更多的新發(fā)布的機(jī)器人則采用的是更新的設(shè)計(jì)架構(gòu)，腿部與優(yōu)必選科技的機(jī)器人有一些差別。
宇樹(shù)科技展出的H1人形機(jī)器人
除了和人的腿部形態(tài)很接近的雙足機(jī)器人之外，大會(huì)上還展出了一些創(chuàng)新架構(gòu)的機(jī)器人。
中國(guó)兵器裝備集團(tuán)自動(dòng)化研究所有限公司展出了“鴕鳥(niǎo)腿”的機(jī)器人。這種腿部設(shè)計(jì)最早源自Agility Robotics，中國(guó)兵器裝備集團(tuán)自動(dòng)化研究所有限公司是國(guó)內(nèi)首家做出相關(guān)技術(shù)的公司。據(jù)工作人員介紹，鴕鳥(niǎo)腿的設(shè)計(jì)可以使整個(gè)機(jī)器人重心比較高。傳統(tǒng)的雙足機(jī)器人腿部質(zhì)量更大，這樣腿部前擺時(shí)所需要的能量消耗就更高，而鴕鳥(niǎo)腿的能量消耗更低。
中國(guó)兵器裝備集團(tuán)自動(dòng)化研究所有限公司的仿駝人形機(jī)器人，后期會(huì)增加上半身
北京理工華匯智能科技有限公司展出了一種輪腿式機(jī)器人，結(jié)合了輪式和腿式的優(yōu)點(diǎn)。比如在平地上，機(jī)器人可以采用輪式很快地運(yùn)動(dòng)過(guò)去。而對(duì)于傳統(tǒng)輪式機(jī)器人無(wú)法上下臺(tái)階的弱點(diǎn)，輪腿式機(jī)器人可以在上坡的時(shí)候使用雙腿，下坡的時(shí)候使用輪子。
相對(duì)于普通的雙足機(jī)器人，輪腿式機(jī)器人還可以整個(gè)趴在地上，解決普通雙足機(jī)器人搬運(yùn)重物的局限性。
右側(cè)的機(jī)器人就是北京理工華匯智能科技有限公司的輪腿式機(jī)器人
或許是因?yàn)榇蟛糠謾C(jī)器人才剛剛發(fā)布沒(méi)多久，和世界人工智能大會(huì)類(lèi)似，此次機(jī)器人大會(huì)展出的大部分人形機(jī)器人，還處于不能走路的狀態(tài)，要么只能展示手部動(dòng)作，要么和擎天柱一樣只展示模型狀態(tài)，只有依托于北理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室和清華大學(xué)交叉信息研究院的兩款機(jī)器人，在現(xiàn)場(chǎng)真正進(jìn)行了走路的展示。
依托于清華大學(xué)交叉信息研究院的星動(dòng)紀(jì)元展示機(jī)器人行走
“國(guó)內(nèi)的人形機(jī)器人控制算法，幾乎全是從四足機(jī)器人算法上改的，包括我們自己。”宇樹(shù)科技CEO王興興告訴極客公園。“軟件方面，目前毋庸置疑，波士頓動(dòng)力還是遙遙領(lǐng)先的。”
雙足機(jī)器人商業(yè)化：率先落到智能家庭場(chǎng)景和智能制造
在來(lái)到世界機(jī)器人大會(huì)之前，對(duì)于機(jī)器人一定要做成人形這點(diǎn)，我其實(shí)有很多不解。不過(guò)，在機(jī)器人大會(huì)結(jié)束后，我大概被說(shuō)服了一半。
人形的確是一個(gè)更先進(jìn)的形態(tài)：人形能夠通用地解決大部分人類(lèi)世界面臨的問(wèn)題。它既是產(chǎn)品技術(shù)能力到達(dá)一定程度的展現(xiàn)能夠做好人形的公司做其他類(lèi)型的機(jī)器人也不難，也是許多場(chǎng)景下的最佳選擇一旦成本足夠低，人們自然愿意選擇能夠融入環(huán)境的機(jī)器人而不是需要改造環(huán)境適應(yīng)它的機(jī)器人。
還有一半存疑的原因是，人形機(jī)器人似乎實(shí)在離商業(yè)化有些遙遠(yuǎn)。我能想到的只有雙足機(jī)器人方便融入而輪式機(jī)器人無(wú)法融入的場(chǎng)景實(shí)在很少，而可以想像的未來(lái)，雙足機(jī)器人成本應(yīng)該一直高于機(jī)械臂和輪式機(jī)器人，那么人形機(jī)器人的商業(yè)化真的成立嗎？
或許也是因?yàn)樾枰业街挥腥诵尾拍芨萌谌氲膱?chǎng)景，目前，許多推出雙足機(jī)器人產(chǎn)品的公司，當(dāng)下的愿景都是將雙足機(jī)器人帶到家用場(chǎng)景中，成為一個(gè)家庭助手。
直觀來(lái)說(shuō)，雙足機(jī)器人肯定在家居環(huán)境中適應(yīng)的更好，不存在特定場(chǎng)景無(wú)法通過(guò)的問(wèn)題，也不存在無(wú)法上下樓的問(wèn)題。不過(guò)到了具體的產(chǎn)品落地，起碼在目前，雙足機(jī)器人也并不能說(shuō)占有優(yōu)勢(shì)。
帕西尼是機(jī)器人大會(huì)展臺(tái)上里少有的雖然在研發(fā)人形機(jī)器人，并想要投入到家用場(chǎng)景當(dāng)中，但卻完全沒(méi)有在考慮做雙足機(jī)器人的公司。部分原因就來(lái)自于雙足機(jī)器人目前離商業(yè)化還是太遠(yuǎn)了。
帕西尼感知科技展出的人形機(jī)器人，亮點(diǎn)在于手部觸覺(jué)反饋
「雙足機(jī)器人就算只是站立著，電機(jī)也要一直保持運(yùn)作，功耗非常高，電池可能用個(gè) 30 分鐘就沒(méi)電了，很難在真實(shí)的場(chǎng)景推廣，而換再大容量的電池，控制起來(lái)更難，重量更高，耗電也會(huì)更高，如果電池技術(shù)短期沒(méi)有很大突破很難解決這個(gè)問(wèn)題。而基于底盤(pán)的機(jī)器人，一塊電池基本上可以跑差不多 8-10 個(gè)小時(shí)，產(chǎn)品化會(huì)更快�！古廖髂峁镜墓ぷ魅藛T介紹道。
帕西尼感知科技的產(chǎn)品打算首先銷(xiāo)往日本較為高端的市場(chǎng)，因?yàn)槿毡攫B(yǎng)老方面需求較大。
在商業(yè)化用途方面，一個(gè)例外是小米 CyberOne 人形機(jī)器人。
小米展示的CyberOne人形機(jī)器人
擁有小米的 3C 和汽車(chē)工廠，小米機(jī)器人未來(lái)的場(chǎng)景設(shè)定主要在小米工廠的智能制造領(lǐng)域。
小米集團(tuán)高級(jí)副總裁曾學(xué)忠就提了一個(gè)很好的雙足機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景：「汽車(chē)制造流程的沖壓、涂裝、總裝各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，總裝仍然是重人力的環(huán)節(jié)，95% 是人工。因?yàn)槭紫�，操作員要進(jìn)入各類(lèi)型倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，而車(chē)內(nèi)的空間是完全依靠人的乘坐空間來(lái)設(shè)計(jì)的，無(wú)法為組裝提供騰挪的空間。第二，操作員組裝零部件并非簡(jiǎn)單的重復(fù)動(dòng)作，需要類(lèi)人的動(dòng)作能力�！�
不過(guò)即使是這樣，小米公司對(duì)于最后生產(chǎn)線的定義，仍然是 70% 機(jī)械臂，20% 人形機(jī)器人，10% 人工完成。似乎證明機(jī)械臂未來(lái)仍然將承擔(dān)絕大部分的工作。
吉林大學(xué)唐敖慶講座教授任雷在大會(huì)上表示：「人形機(jī)器人的熱度具有周期性，有時(shí)候可能是技術(shù)推動(dòng)的，但有的時(shí)候也可能是其他推動(dòng)的。比如說(shuō)這次馬斯克擎天柱的公布對(duì)這次熱度是起到了至關(guān)重要的作用，馬斯克想把人形機(jī)器人做到千家萬(wàn)戶(hù)，我覺(jué)得不是從技術(shù)層面，而是從市場(chǎng)層面把這個(gè)熱度又拉起來(lái)了�！�
作為一個(gè)跨越半個(gè)世紀(jì)的科技，人形機(jī)器人科技本身一定不會(huì)消亡，而是會(huì)不斷向前。但這一波人形機(jī)器人是否能夠獲得商業(yè)上的成功，找到正確的需求，匹配合適的成本，似乎還有待驗(yàn)證。
