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文 | 鈦資本研究院
在眼下大火的機器人概念中，人形機器人無疑是關注度更高、布局企業(yè)更多的熱門賽道。除了機器人賽道內(nèi)的玩家“樂此不疲”地追逐在這個風口，還有越來越多的“跨界選手”想要加入。不可否認的是，隨著AI大模型和機器人的深度融合，更智能、更聰明的機器人勢必將成為下一個創(chuàng)新風口。
未來機器人智能化可能帶來哪些技術發(fā)展和社會變革？有哪些投資方向？近期，鈦資本邀請到精鋒微控創(chuàng)始人顧強進行分享，主題是“機器人智能化變革的思考”。他長期致力于新一代片上系統(tǒng)和軟件技術在機器人驅動、感知、控制方向的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作，旗下“古月居”是中文地區(qū)知名的機器人開發(fā)者社區(qū)平臺，擁有超過100萬用戶提供軟硬件控制平臺、個性化應用和一站式服務。獲華中科技大學工學博士學位，高級工程師，曾參與國家科技重大專項，曾供職Synopsys獲SG工程獎，多次獲得全國機器人相關競賽獎項。本次分享主持人是鈦資本黃文婷，以下為分享實錄：
機器
人核心零部件及系統(tǒng)解決方案
我司主要專注于機器人的核心零部件和系統(tǒng)解決方案，團隊致力于搭建開放式機器人生態(tài)系統(tǒng)，包括硬件、軟件應用以及技術社區(qū)。能夠提供平臺個性化應用解決方案，以應對智能化時代的全新挑戰(zhàn)。簡言之，我們的主要工作是機器人電氣化系統(tǒng)和軟件創(chuàng)新，以幫助機器人整機公司實現(xiàn)快速的產(chǎn)品落地和快速接入應用生態(tài)。我們在中國地區(qū)擁有一定影響力的知名機器人開發(fā)者社區(qū)，大部分成員都專注于智能機器人開發(fā)，很多同行都會使用到我們提供的相關服務或產(chǎn)品。在國際影響力方面，目前月活躍用戶已超過25萬人，在智能機器人領域，也有非常精準的用戶，擁有11萬篇博客和1000小時的視頻資源。
從用戶數(shù)據(jù)上來看，我們擁有大量的專業(yè)開發(fā)者和用戶群體，包括25歲以下的高素質(zhì)年輕開發(fā)者、35歲以上的人工智能技術和產(chǎn)品經(jīng)理等。我們的人員分布也符合整個中國機器人產(chǎn)業(yè)的分布，尤其是智能機器人產(chǎn)業(yè)，其中廣東是排名第一的地區(qū)。
其次，行業(yè)工程師的用戶來源與機器人產(chǎn)業(yè)的地域分布高度重合。用戶對新事物的學習意愿也很高，我們的社區(qū)是一個相對嚴肅的知識型社區(qū)，大部分社區(qū)成員對智能系統(tǒng)和智能軟硬件具有極強的消費和傳播能力。
智能機器人，下一代智能終端
智能機器人是什么？以及如何定義智能機器人？我們將其分為三類，首先是傳統(tǒng)工業(yè)機器人，這個領域大多數(shù)是外國公司。他們?yōu)檎麄�行業(yè)注入了大量高質(zhì)量的技術資產(chǎn)，在推動整個行業(yè)發(fā)展方面起到了非常積極的作用。傳統(tǒng)工業(yè)機器人的歷史非常悠久，已經(jīng)有幾十年的時間。起初在汽車行業(yè)應用廣泛，然后逐漸拓展到各行各業(yè)。
其次是協(xié)作機器人，它的重點是實現(xiàn)人機協(xié)作。協(xié)作機器人出現(xiàn)時，主要以機械臂或能夠與人類互動的移動底盤為主，協(xié)作集成是其特點。與傳統(tǒng)工業(yè)機器人的位置控制不同，這類機器人具備力控制能力，它解決的問題是人與機器的共存共融。
再次是智能機器人，隨著智能機器人的發(fā)展，很多跨行業(yè)的技術涌入機器人領域，如傳感檢測、運動規(guī)劃等。旨在解決傳統(tǒng)機器人難以完成的任務，如環(huán)境感知和復雜裝配等。
舉幾個例子，比如特斯拉，已經(jīng)進軍到智能機器人領域，比如Optimus人形機器人。再如谷歌和英偉達，谷歌投資了大量機器人公司，自身也開展了機器人研究，包括大模型的機器人應用。英偉達則提供了智能芯片等產(chǎn)品，是機器人計算領域的代表性公司。
1、機器人與智能機器人
關于機器人和智能機器人的分類，首先機器人是指具有兩個或兩個以上軸編程的機械裝置，具有一定程度的自主性，能夠在其所處的環(huán)境中運動，并執(zhí)行有用任務�？梢愿鶕�(jù)應用領域將其分為工業(yè)自動化和非工業(yè)自動化，分別用于生產(chǎn)和非生產(chǎn)場合。這種分類又可以加上智能和非智能的區(qū)分，智能工業(yè)機器人具有高度自主性，可以通過人工智能和先進的機器人技術在工業(yè)環(huán)境中使用。智能服務機器人也具有高度自主性，可以在復雜的服務環(huán)境中執(zhí)行有用任務。
2、智能機器人的核心能力
智能機器人的核心能力可以通過多個方面進行界定，例如通信、端云一體、多機協(xié)作等，至少要滿足其中的一個。另外，人、機器人和環(huán)境之間需要進行交互，近期比較火的具身智能需要實現(xiàn)人、機器和環(huán)境的實時互動。還有運動規(guī)劃和電機控制，由于現(xiàn)在智能機器人在某些場景下需要新的運動規(guī)劃和電機控制零部件，因此這個領域也成為了一個熱門的投資方向。
比如GPT在機器人領域的應用，盡管這方面工作還很新穎沒有產(chǎn)品化，但它引起了廣泛的關注，需要解決的基本問題是如何分解和綜合任務信息。這項工作涉及到視覺、語音信息的識別、分析和理解。當然人類感知本身非常復雜，視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺，目前尚未有成熟的五種感知的整體解決方案。
3、類人機器人
類人機器人是目前非常熱門的機器人類型。人形機器人發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)展示出一些類人的功能，特斯拉的人形機器人定義了現(xiàn)代類人機器人的形態(tài)，展現(xiàn)了一個非常大的愿景，即人形機器人可以完成類人的任務。高盛做了一個分析，將類人機器人與智能汽車、智能手機進行類比。他們探討了類人機器人的發(fā)展方向，并預測到2035年，整個類人機器人市場可能達到1520億美元，相當于再造一個電動汽車市常
此外，類人機器人要解決的核心問題是效率和普適性。類人機器人在工作時，效率可能不是最高的。然而，類人機器人要解決的是終極的普適性問題，是能否替代人直接執(zhí)行一些工作。因此，類人機器人是一個全新的產(chǎn)品品類，需要對整機和零部件進行全面創(chuàng)新，才能助推類人機器人成為高效的生產(chǎn)工具并進行應用。同時，類人機器人的應用還存在不少尚未深入探討的問題。例如，機器人與人共同存在時，如何解決安全和倫理方面的問題。
有關智能機器人的開放性思考
我提出了幾個問題。第一，智能機器人是否一定要具備人形？我認為不一定，因為當我們需要乘飛機時，不會將其直接設計成鳥的樣子，而是設計成噴氣式飛機。真正的效率體現(xiàn)在噴氣式飛機時代。智能機器人不是人，但它需要具備人類智能的能力。
第二，掃地機器人還是機器人掃地？我們需要的是專用設備還是通用產(chǎn)品，它只能用于掃地還是可以使用掃地工具開展任務。在短時間內(nèi)，顯然掃地機器人的效率、成本和能力等方面都優(yōu)于人類掃地，能更快地實現(xiàn)落地。從長遠來看，智能機器人在軟硬件能力上實現(xiàn)了掃地等多種任務時，機器人掃地才可能實現(xiàn)。未來智能機器人的應用場景在哪里？這是一個非常尖銳的問題。但無論如何發(fā)展，智能機器人的應用場景肯定不僅限于工業(yè)。
智能機器人的趨勢
目前來看，智能機器人可能會優(yōu)先應用于工業(yè)，但絕不僅限于工業(yè)。我們看到智能機器人的趨勢是能夠在多個場景廣泛應用。過去的應用領域主要集中在工業(yè)，有一定的服務業(yè)也會應用，但與工業(yè)相比，覆蓋率較低。機器人的安裝和使用比較復雜，包括功能硬件和功能軟件。在工業(yè)機器人領域，我們需要工程師安裝、調(diào)試、維護，從裝上產(chǎn)線開始，直到整個機器人報廢。
未來的機器人將涉及生活生產(chǎn)的各個方面，包括家庭、商業(yè)和工業(yè)。但目前我認為還有很多挑戰(zhàn)，需要如何克服這些挑戰(zhàn)呢？第一是持續(xù)降低硬件成本�，F(xiàn)在機械臂的價格對家庭用途來說無法承受，但將來很有可能降低到家用級別。第二是操作系統(tǒng)和軟件接口的標準化。只有標準化，才有可能讓大量開發(fā)者接入并使用機器人，這也是我們一直努力的方向。第三是數(shù)據(jù)編程向物理編程的轉變，這是一個非常復雜且具有重要意義的轉變。機器人具有多維的、空間性的特征。編程也需要考慮機械運動，需要與環(huán)境進行互動。
另外，外部設備也是一個重要考慮因素。現(xiàn)在的機器人還無法適配各種外設，這也非常復雜的問題。未來，機器人可能會裝備專門的工具，這些工具只需裝上就能夠使用。然后，系統(tǒng)將實現(xiàn)自動化到智能化，比如GPT這樣的智能能力。由于機器人受限于數(shù)據(jù)問題，實現(xiàn)這樣的智能化還需很長的發(fā)展路程。
最后是應用軟件和服務價值的提升。機器人需要擁有自己的應用商店，整個機器人將如同科幻電影中所展現(xiàn)的，比如，我們需要機器人陪同打乒乓球，可以會從云端下載乒乓球技能應用到機器人。這些應用軟件需要一個分發(fā)渠道，我們在探索是否有機會創(chuàng)造這樣的應用分發(fā)渠道。
1、開放式軟件將定義智能機器人
類比電腦、手機，未來智能機器人軟件將包含大量的開放式軟件，我們預測它將重新定義智能機器人�；仡欕娔X，有x86架構芯片，有Windows、Linux以及Red Hat等。手機，有ARM架構芯片，有iOS、安卓。軟件公司提供了操作系統(tǒng)，而這些操作系統(tǒng)相當部分又基于開放式軟件，如BSD和Linux。
如果機器人要發(fā)展成智能機器人，它一定需要軟件定義。很難想象，未來智能機器人從生產(chǎn)到報廢只有一類應用。因此，它需要建立一個生態(tài)系統(tǒng)，這是實現(xiàn)智能機器人軟件發(fā)展的關鍵要素之一。
2、從“硬件定義”到“軟件定義”
從硬件定義到軟件定義，手機行業(yè)也經(jīng)歷了一個功能機到智能機的轉變，中間多了一層SDK。從最初只能打電話的傳統(tǒng)手機操作系統(tǒng)，到智能化的操作系統(tǒng)，最終實現(xiàn)了平臺化。以前制作一個手機應用，尤其在功能機時代，需要適配很多種機型，很多不同大小的手機屏幕，使用不同的語言進行編寫�，F(xiàn)在，應用適配的工作量大幅度降低，生產(chǎn)力工具讓開發(fā)效率大幅度提升。智能機器人目前還處在功能機階段，未來智能機器人也會有SDK，一定會有軟件平臺出現(xiàn)。
智能機器人全棧
中國企業(yè)在這方面做了很多有意義的工作，但智能機器人全棧還有很長的路要走。首先，硬件涵蓋傳感器、組件和本體，其中包括不同類型的傳感器、網(wǎng)絡和存儲組件。本體中還有電機、電池、設備接口。此外，非板載軟件和數(shù)據(jù)，比如集成開發(fā)工具、可視化工具、仿真工具和下載工具，以及數(shù)據(jù)處理、記錄、回放、標注和分析工具。這些都與基礎技能和數(shù)據(jù)驅動的軟件有關。
再談一下方法論，主要涉及安全、設計與測試，在汽車和機械電子中已經(jīng)形成相對成熟的方法，但在智能機器人領域方法論還處于設計階段，沒有形成相應的標準。板載軟件，即邊緣端的軟件，包括感知、理解、定位、決策、運動控制、內(nèi)核、環(huán)境中間件、診斷、任務管理、驅動等。最上層是應用，包括系統(tǒng)集成、發(fā)布、索引、更新等。參考電腦、手機和汽車行業(yè)，這不是一家公司能夠完成的，需要整個產(chǎn)業(yè)鏈共同努力。
構建智能機器人系統(tǒng)的可持續(xù)成長飛輪
如果我們相信智能機器人是下一代的智能終端，智能機器人的未來也將沿著電腦、手機和汽車的發(fā)展路徑前進，將智能添加到機器人前面，然后成為智能機器人，它也將會有自己的發(fā)展路徑。智能機器人的殺手級應用何時才會出現(xiàn)？我認為不會太遠。最初可能是清潔領域的應用占據(jù)主要部分，未來會涌現(xiàn)出其他領域的應用。
對于整個行業(yè)來說，關鍵是根據(jù)需求提供軟硬件系統(tǒng)的應用增加，提升用戶體驗，降低成本，并增加機器人的部署數(shù)量，形成一個閉環(huán)。這將使機器人的裝機量持續(xù)增長，應用數(shù)量不斷增加，機器人的硬件成本也會持續(xù)降低。在未來，將有更多場景可以應用機器人。這需要整個生態(tài)系統(tǒng)的建設。我們也正在致力于開發(fā)社區(qū)、軟件服務的閉環(huán)，希望能與產(chǎn)業(yè)鏈的合作伙伴共同為終端用戶提供更優(yōu)質(zhì)的體驗。
問答
Q:飛機一定要模仿鳥的形狀嗎？在這方面，我覺得人形機器人可能有特定的應用場景。
A:這種機器人從效率角度來看比較低，技術難度也非常大。特別是考慮到當前零部件的能力。有許多困難需要克服，包括人類有腳和足弓。這些使得人可以行走和奔跑。然而，目前的人形機器人在這方面還沒有完全突破，因此它進入應用場景時會面臨更大的挑戰(zhàn)。
與掃地機器人等專用設備不同，人形機器人的優(yōu)點在于能夠直接替代人進行某些操作。比如人形機器人可以使用刀具、鉗子等人類能使用的工具。隨著時間的推移，人型機器人的應用范圍將更加廣泛、普適性更強�，F(xiàn)在世界的基礎設施和服務絕大多數(shù)是以人作為服務對象進行設計的。人形機器人可以使用這些基礎設施和服務，解決更多普適性的問題。
Q2:人形機器人涉及硬件和軟件，特別是智能化方面，可能軟件這方面更為重要。但事實上，在投資方面，我們可能更關注一些硬件方面的東西，比如傳感器，還有一些上游的零部件。在軟件方面，有哪些應該關注或者未來應該突破的點嗎？
A:我覺得軟件可以分成很多種類型，如基礎軟件、板載軟件、數(shù)據(jù)軟件。這些會隨著整個產(chǎn)業(yè)鏈的不斷進步而逐漸產(chǎn)生價值。比如說，在基礎軟件方面，現(xiàn)在一家做客戶交付的ToB機器人公司，可能需要10-20個人才能完成一個相對較大的項目。以手機為例，大約需要3-4個人就能完成一個應用的交付。手機基礎軟件成熟的平臺能夠支持高效的應用開發(fā)。未來機器人基礎軟件的平臺也能夠來帶更好的生產(chǎn)力。在板載軟件方面，大量的板載軟件會以硬件的形式呈現(xiàn)給用戶。我們在向客戶交付時也是通過軟硬件一體化的形式�？紤]技術和商業(yè)模式方面的因素，目前在機器人行業(yè)還較少以純軟件形式交付。未來隨著智能機器人產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟，軟件開發(fā)者會在機器人應用領域大量涌現(xiàn)，也會建立更有效的軟件商業(yè)模式。
在數(shù)據(jù)軟件方面，未來這種軟件會呈現(xiàn)為一種基于云的服務，比如訂閱服務。這種服務可以幫助開發(fā)者快速部署應用或者機器人制造商迅速制造出機器人。最后，我們可以類比電腦、智能手機和智能汽車。這些領域都有很多面向企業(yè)客戶的科技公司，利潤也都非�？捎^。他們在軟件方面形成了很高的壁壘。我認為智能機器人零部件和軟件的發(fā)展，將參考電腦、手機和汽車的智能化發(fā)展。但是因為外部環(huán)境不同，智能機器人會走出一條自己的路。。
Q3:操作系統(tǒng)和軟件接口標準化對于機器人行業(yè)，特別是機器人智能化方面，您認為它有怎樣的作用？目前在這方面，您覺得存在哪些困難？
A:從下面幾個角度談談我的理解。第一，電腦和手機行業(yè)的操作系統(tǒng)發(fā)展了很多年，具有豐富的基礎技術。但是對于機器人來說，它是可編程的物理實體，以前的編程方式主要是0101的數(shù)字編程，而機器人軟件的編程還是太復雜，普及速度太慢。這需要整個行業(yè)共同努力，由一個標準化的組織來制定相關的標準。目前全球還沒有形成有效的標準，這是一個非常好的機會。
第二，機器人開發(fā)者相對較少。目前大多數(shù)開發(fā)者來自IT行業(yè)和手機行業(yè)。汽車行業(yè)有比較完備的軟件標準。這些標準由汽車行業(yè)公司和聯(lián)合體主導制定和開發(fā)，形成了比較完善的技術推廣和人才培養(yǎng)體系。
第三，標準化核心，涉及到上層連接的中間件、固件，和下層的硬件之間互聯(lián)使用。這些部分需要供應鏈上的廠家，比如控制器和傳感器的廠家，達成共識，然后在同一接口下進行工作。一旦接口做好，對于機器人制造來說，組裝機器人就像在家里組裝電腦一樣方便，即插即用。
Q4:未來智能機器人行業(yè)發(fā)展的基點或拐點可能在何時出現(xiàn)？即出貨量出現(xiàn)大幅躍升的情況，怎樣的明顯改善會使得奇點到來？
A:我認為一方面是硬件方面的發(fā)展。首先是成本問題。硬件成本需要降到一個位置，才會有相應的應用出現(xiàn)。現(xiàn)在整個行業(yè)主要還處于早期階段，要大幅躍升出貨量，極大概率是在非工業(yè)領域的應用突破。另外一個方面是應用場景的擴展。比如說，每個人、家庭、公司都購買一種機器人，這種機器人的單價將能保持在一個較低的范圍。這兩個方面的發(fā)展是相輔相成的。
