來源:人民日報海外版 發(fā)布時間:2024-8-15 9:39
安徽合肥,蔚來汽車第二先進(jìn)制造基地總裝車間,一臺身高1.7米的機(jī)器人邁著小碎步走向生產(chǎn)線。受過培訓(xùn)的它,有條不紊地完成了車門鎖質(zhì)檢、后車燈蓋板質(zhì)檢、安全帶檢測等工作,最后以輕柔的動作為汽車貼上了車標(biāo)。
這,是全球首例人形機(jī)器人在汽車工廠流水線與人類協(xié)作完成汽車裝配及質(zhì)量檢查作業(yè)。在重復(fù)性勞動極為繁重的汽車生產(chǎn)線,機(jī)器人正在帶來全新的可能。
距合肥1000公里之外的北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)(北京亦莊),是這臺機(jī)器人——優(yōu)必選Walker S的“家”。從今年4月起,優(yōu)必選人形機(jī)器人總部已經(jīng)落戶亦莊。
今年,亦莊的人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)多次引起外界關(guān)注。今年4月,北京具身智能機(jī)器人創(chuàng)新中心發(fā)布“天工”,因為它以跟人一樣高的身體“跑”上了舞臺,而引起廣泛關(guān)注。
如今的亦莊,已經(jīng)成為人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新高地,產(chǎn)業(yè)規(guī)模占北京市一半以上。近日,本報記者走進(jìn)亦莊,探訪方興未艾的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)。
有望成為“顛覆性產(chǎn)品”
人形機(jī)器人發(fā)端很早,此前在科幻小說、電影中更是常見。但在現(xiàn)實世界中,它是最近幾年伴隨著人工智能等新技術(shù)的發(fā)展才開始嶄露頭角的。
2023年10月,工業(yè)和信息化部在《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》中,對人形機(jī)器人的發(fā)展給出很高的預(yù)期——“人形機(jī)器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進(jìn)技術(shù),有望成為繼計算機(jī)、智能手機(jī)、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品,將深刻變革人類生產(chǎn)生活方式,重塑全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。”
在全國各地,人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在多個城市呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢,亦莊人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正是其中的代表。
在北京具身智能機(jī)器人創(chuàng)新中心,一進(jìn)門就是諸多新技術(shù)的展示。
一只靈巧手,擺在桌面上,靈活地做出抓、握、伸手指等動作,在它旁邊的電腦上,實時顯示著傳感器上傳的數(shù)據(jù);一個酷酷的機(jī)器人,在跑步機(jī)上,工作人員一聲令下,它緩緩奔跑起來;一個具備交互能力的機(jī)器人,正在根據(jù)工作人員的指令,把一只網(wǎng)球拿起來、放下去……
工作人員指著眼前的機(jī)器人說:“未來有一天,你對居家機(jī)器人說,‘我口渴了’。它會分析你這句話,然后自己走到冰箱,拿出一罐你最喜歡的可樂,走回來遞給你!
這一天并不遙遠(yuǎn)。工作人員對著眼前與一名普通女性差不多高的機(jī)器人說,“你好,把蘋果拿給我”。機(jī)器人回了句“好的”,便伸手從桌子上拿起了蘋果,然后伸手遞到了工作人員手中。
這個機(jī)器人,今年4月27日剛剛發(fā)布,名叫“天工”,是北京具身智能機(jī)器人創(chuàng)新中心發(fā)布自主研發(fā)的通用人形機(jī)器人母平臺。發(fā)布時,“天工”已經(jīng)實現(xiàn)了全球首例純電驅(qū)全尺寸人形機(jī)器人的擬人奔跑。
“這些定語,每一處都體現(xiàn)了我們團(tuán)隊的技術(shù)實力!北本┚呱碇悄軝C(jī)器人創(chuàng)新中心副總經(jīng)理李春枝告訴記者。純電驅(qū),有別于液壓驅(qū)動,在全球范圍內(nèi),純電驅(qū)的擬人奔跑機(jī)器人,這是第一個;全尺寸,有別于小尺寸,實現(xiàn)了跟人一樣高的全身運(yùn)動控制,對于機(jī)器人難度更大。
上斜坡、爬樓梯、過障礙……身高1.63米、體重達(dá)56公斤的“天工”,做起來游刃有余。它具有42個自由度,配備了多個視覺感知傳感器,配備每秒550萬億次操作算力,并配備高精度的慣性測量單元(IMU)和3D視覺傳感器。目前,“天工”已擁有視覺識別、語音交互、無序抓取等多個高級別具身智能能力。
事實上,創(chuàng)新中心是2023年11月才成立的,由優(yōu)必選、京城機(jī)電、亦莊機(jī)器人等人形機(jī)器人行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)單位聯(lián)合組建。創(chuàng)新中心聚焦具身智能機(jī)器人關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)和生態(tài)建設(shè),圍繞通用機(jī)器人母平臺“天工”和多任務(wù)智能體母平臺“開物”兩大核心任務(wù)開展攻堅,并致力于成為具身智能領(lǐng)域的行業(yè)資源組織者、產(chǎn)業(yè)發(fā)展培育者、落地應(yīng)用推動者,打造具有全球影響力的具身智能創(chuàng)新策源地和應(yīng)用示范高地。
盡管成立時間短,創(chuàng)新中心已經(jīng)匯聚了全球具身智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)頂尖的科學(xué)家和工程師,研發(fā)人員占比70%以上。李春枝介紹,所有人才都是從市場上招聘的業(yè)內(nèi)頂尖人才,4位技術(shù)部門負(fù)責(zé)人中,有3位是從海外知名高;貒牟┦,在相關(guān)領(lǐng)域擁有豐富經(jīng)驗。
向關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)軍
優(yōu)必選科技北京公司展廳中,陳列著大大小小的人形機(jī)器人。從2012年的小型人形機(jī)器人Alpha,到2016年的Walker原型機(jī),到2018年實現(xiàn)了運(yùn)動與交互的Walker第一代,到2019年實現(xiàn)了感知與智能的Walker第二代,到2021年凸顯安全與認(rèn)知的Walker X,再到2023年可以適用工業(yè)場景的Walker S。
一代代產(chǎn)品,見證著優(yōu)必選人形機(jī)器人前進(jìn)的步伐。原型機(jī),只有1.2米高、20公斤重,行走速度每小時1公里,經(jīng)過多代升級后,到Walker S,已經(jīng)做到1.7米高、65公斤重,行走速度可定制。
“我們是全球極少數(shù)具備人形機(jī)器人全棧式技術(shù)能力的公司。”優(yōu)必選科技副總裁、研究院執(zhí)行院長焦繼超告訴記者。截至2023年底,優(yōu)必選全棧式技術(shù)擁有2100余項機(jī)器人及人工智能相關(guān)專利,其中400多項為海外專利,發(fā)明專利占比超50%,人形機(jī)器人有效專利數(shù)量全球第一。
“人形機(jī)器人在快速發(fā)展階段,從0到1是很快的,但它從實驗室模型到工廠應(yīng)用這一步必須走好。工廠需要的是成熟、穩(wěn)定的產(chǎn)品,而非實驗室級別的原型機(jī)!苯估^超認(rèn)為,在現(xiàn)實世界的考驗中,人形機(jī)器人會面對很多之前未曾設(shè)想的問題。比如,在實驗室里基本是恒溫,但在南方夏天的工廠中,因為要運(yùn)行大量深度學(xué)習(xí)的模型,機(jī)器人會面對嚴(yán)峻的散熱問題;再如,實驗室中光照條件比較均勻,但在現(xiàn)實世界中,光線條件的劇烈變化對定位導(dǎo)航、感知等影響很大,這些都對人形機(jī)器人提出了很大的挑戰(zhàn)。
問題,還是要在現(xiàn)實中解決。焦繼超說,越來越多的現(xiàn)實場景“培訓(xùn)”,提供了越來越多的數(shù)據(jù)去迭代人工智能大模型,只有人形機(jī)器人越來越穩(wěn)定、可靠,未來才有可能脫離人的參與,獨(dú)立自主完成工作。
“你看它跑步的體態(tài),是不是很柔美?”創(chuàng)新中心工作人員介紹,最初打造“天工”時,選用了一位女性作為學(xué)習(xí)樣本。值得一提的是,大部分時間,人形機(jī)器人是在虛擬物理仿真引擎中自主學(xué)習(xí)的,一臺人形機(jī)器人在虛擬空間訓(xùn)練10個小時相當(dāng)于在現(xiàn)實物理空間訓(xùn)練100天。
對于人類而言輕而易舉的任務(wù),對機(jī)器人來說卻是巨大的考驗。
創(chuàng)新中心工作人員介紹,人形機(jī)器人可以簡單分為三部分。第一部分是本體,可以類比為人的肢體,用上千個零部件完成對人類身體的模仿;第二部分是運(yùn)動控制,可以與人類的小腦類比,旨在讓機(jī)器人完成跟人類相似的動作;第三部分是具身智能,意思是讓機(jī)器人像人類一樣擁有聰明的大腦!爸挥羞@三個條件同時具備,人形機(jī)器人才能像人類一樣去面對各項需求、完成各類任務(wù)。”
基于此,創(chuàng)新中心設(shè)定了本體原型(肢體)、運(yùn)控系統(tǒng)(小腦)、具身智能大模型(大腦)、開源工具鏈及OS操作系統(tǒng)等五大研發(fā)板塊,可以隨時擴(kuò)展軟、硬件等功能模塊,滿足不同應(yīng)用場景下的需求。
這也符合有關(guān)部門對人形機(jī)器人的發(fā)展預(yù)期。工信部的指導(dǎo)意見提出,到2025年,人形機(jī)器人創(chuàng)新體系初步建立,“大腦、小腦、肢體”等一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破,確保核心部組件安全有效供給。
上下游產(chǎn)業(yè)鏈條做好“硬支撐”
人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要面對很多挑戰(zhàn),這是采訪中,從政府到企業(yè)表達(dá)的共識。
盡管已經(jīng)有100多家產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè),但這個數(shù)量對亦莊來說遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。無論從產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)還是軟硬件結(jié)合層面,都還需要大量企業(yè)參與進(jìn)來。比如,人形機(jī)器人需要的一些非標(biāo)準(zhǔn)件的加工,過去要依賴外地企業(yè),今年亦莊引進(jìn)了螞蟻工廠等精加工制造企業(yè)入駐,希望幫助人形機(jī)器人公司迅速打樣、成型,縮短研發(fā)時間。
企業(yè)要發(fā)展,離不開良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。在智能制造領(lǐng)域,更需要上下游產(chǎn)業(yè)鏈條的“硬支撐”。
智同科技,就是其中很重要的一家核心零部件企業(yè)。
智同科技首席科學(xué)家張躍明告訴記者,工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動的核心部件就是由減速機(jī)構(gòu)成,并且每個關(guān)節(jié)需要用不同型號的減速機(jī)。對新興的人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)來說,每個關(guān)節(jié)處,都需要減速機(jī)。關(guān)節(jié)數(shù)量,一定程度上也體現(xiàn)著人形機(jī)器人的發(fā)展水平。
比如,張躍明分析,過去為工業(yè)機(jī)器人做減速機(jī),只需要做好正向驅(qū)動就夠了,但人形機(jī)器人需要的是既要正向驅(qū)動靈活,也要反向驅(qū)動靈活。但與此同時,工業(yè)機(jī)器人對精度要求非常高,人形機(jī)器人是否需要如此高的精度,現(xiàn)在還不確定。
再比如,對工業(yè)機(jī)器人來說,減速機(jī)運(yùn)行過程中可能達(dá)到五六十度的高溫,但在人形機(jī)器人身上,因為日常與人接觸比較多,減速機(jī)不能到這么高溫。
張躍明告訴記者,智同科技從2019年就開始研究用于人形機(jī)器人的減速機(jī),但人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也正處于探索階段,整機(jī)企業(yè)的很多要求也都是試探性提出的,需要大家一起嘗試。
對于智同科技來說,這種困難并不陌生。這家成立于2015年的企業(yè),僅僅用了9年時間,就已經(jīng)成為機(jī)器人精密傳動領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。智同科技成立之初,面對的就是RV減速機(jī)這個工業(yè)機(jī)器人核心部件的研發(fā)問題。過去,中國在這一領(lǐng)域長期受制于人。
作為國內(nèi)機(jī)器人減速機(jī)領(lǐng)域的知名專家,張躍明還有另一個身份是北京工業(yè)大學(xué)機(jī)械與能源工程學(xué)部教授。在多年努力之下,他帶領(lǐng)團(tuán)隊突破了RV減速機(jī)核心技術(shù),并迅速將這些成果應(yīng)用到了生產(chǎn)一線。如今,智同科技已具備年產(chǎn)20萬臺減速機(jī)的生產(chǎn)能力,曾經(jīng)的技術(shù)難題徹底得到了解決。
展望人形機(jī)器人未來,張躍明認(rèn)為,現(xiàn)在為人形機(jī)器人做的零部件還都是定制的單件,他期待著未來人形機(jī)器人成規(guī);,逐漸可以有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)!叭诵螜C(jī)器人由于自身的特殊性,提出了很多新問題,我們期待和整機(jī)企業(yè)一起去努力解決!
瞄準(zhǔn)各行各業(yè)的具體需求
人形機(jī)器人背后的市場十分廣闊。隨著“人工智能+大模型”技術(shù)近期呈現(xiàn)爆發(fā)式的飛躍,全球正迎來人形機(jī)器人與通用人工智能融合發(fā)展的熱潮。
進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段,人形機(jī)器人的優(yōu)勢顯而易見。比如在汽車生產(chǎn)線上,工業(yè)機(jī)械臂、焊接涂裝機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人已不稀奇,但與人形機(jī)器人相比,這些傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人智能化程度較低,只能執(zhí)行固定流程的任務(wù),難以有效完成柔性裝配等復(fù)雜場景的工作。
焦繼超舉了個例子,汽車總裝線上很常見的搬運(yùn),其實依然消耗著大量的人力,“很多家汽車生產(chǎn)商都問過我們,人形機(jī)器人能否在這方面發(fā)力,協(xié)助大量類似這樣高重復(fù)性的工作”。
事實上,在工業(yè)領(lǐng)域,人形機(jī)器人可以做的事情很多,尤其是執(zhí)行高重復(fù)性、高風(fēng)險、高復(fù)雜性任務(wù),比如搬箱子、質(zhì)量檢查、化學(xué)品操作、螺絲擰緊、零件安裝等。
2024年年初,優(yōu)必選工業(yè)版人形機(jī)器人Walker S進(jìn)入蔚來第二先進(jìn)制造基地總裝車間進(jìn)行實地“培訓(xùn)”。隨后,東風(fēng)柳汽、一汽大眾青島公司、吉利汽車等企業(yè)也與優(yōu)必選達(dá)成合作,共同探索人形機(jī)器人在工業(yè)場景的深度應(yīng)用,打造智能化和柔性化的生產(chǎn)線及汽車超級工廠。
焦繼超介紹,今年以來,優(yōu)必選研發(fā)團(tuán)隊已經(jīng)調(diào)研了十多家汽車和3C等智能制造企業(yè)的需求,就人形機(jī)器人在汽車制造產(chǎn)線的應(yīng)用進(jìn)行了深入交流與溝通,主要針對汽車配件搬運(yùn)、分揀、上線、組裝、測試等應(yīng)用環(huán)節(jié)進(jìn)行了可行性討論。
各行各業(yè)遇到的問題,是人形機(jī)器人研發(fā)的重要方向。
李春枝認(rèn)為,從根本上來說,還是要以應(yīng)用為驅(qū)動,為人形機(jī)器人找到落地的場景,科研機(jī)構(gòu)及機(jī)器人相關(guān)企業(yè)可以基于“天工”母平臺的軟硬件功能,根據(jù)市場需要進(jìn)行二次開發(fā),應(yīng)用于智能制造、危險作業(yè)、特種工作、商業(yè)服務(wù)、家庭陪護(hù)等場景。
李春枝介紹,“天工”正在嘗試的方向之一是巡檢。一個例子是,在與南方電網(wǎng)的合作中,他們發(fā)現(xiàn),夏天的高壓變電站檢測工作非常辛苦,工人需要在高溫天氣穿著絕緣服開展高危作業(yè),而這恰恰是人形機(jī)器人可以有效替代的危險工作。
從“天工”出發(fā),人形機(jī)器人具備無限的可能性。李春枝介紹,如今的創(chuàng)新中心,已在與清華大學(xué)人工智能研究院智能機(jī)器人中心合作靈巧手聯(lián)合實驗室,與北京大學(xué)情感與認(rèn)知智能機(jī)器人實驗室合作研究情感智能機(jī)器人,與河北工業(yè)大學(xué)郭士杰教授團(tuán)隊合作研究電子皮膚、電子肌肉等。從這些合作出發(fā),未來或許可以開發(fā)出能“察言觀色”的機(jī)器人、養(yǎng)老照護(hù)機(jī)器人等多種全新形態(tài)的人形機(jī)器人。
以組合機(jī)制支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展
“一個產(chǎn)業(yè)、一套規(guī)劃、一個產(chǎn)業(yè)局、一家平臺公司、一個園區(qū)、一只基金”,在亦莊,這是不少重點產(chǎn)業(yè)發(fā)展的配置方式。圍繞人形機(jī)器人,這樣的組合機(jī)制已經(jīng)完成。
其中,產(chǎn)業(yè)局是重要手段,引導(dǎo)、支持著現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)。圍繞重點產(chǎn)業(yè)成立專門的局——“專項、專班、專人、專責(zé)”,是亦莊的一種探索。
到目前為止,亦莊已經(jīng)針對主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)或其重點細(xì)分領(lǐng)域,組建信息技術(shù)、生物技術(shù)和大健康、機(jī)器人和智能制造、高端汽車和新能源等4個產(chǎn)業(yè)局,負(fù)責(zé)所覆蓋領(lǐng)域的專業(yè)化招商及管理服務(wù)。
人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè),正是產(chǎn)業(yè)局推進(jìn)的產(chǎn)業(yè)之一。亦莊機(jī)器人和智能制造產(chǎn)業(yè)局相關(guān)工作人員告訴記者,從2022年起,亦莊就開始布局人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)。
“我們將產(chǎn)業(yè)職能集中在一起,從產(chǎn)業(yè)規(guī)劃到招商引資,從企業(yè)落地到企業(yè)服務(wù),以及后續(xù)一系列的問題,‘一站式’‘管家式’地解決!惫ぷ魅藛T告訴記者,通過產(chǎn)業(yè)局的運(yùn)行,實現(xiàn)了集中統(tǒng)籌資源,提高工作效率。
在采訪中,不少企業(yè)認(rèn)為,亦莊為企業(yè)提供了許多實實在在的幫助,除了政策、場地、人才引進(jìn)等方面的支持外,還為企業(yè)提供了一些算力,以訓(xùn)練自有的大模型,實現(xiàn)快速迭代。
正是在這樣重點推進(jìn)之下,短短時間內(nèi),亦莊迅速聚攏了100多家與人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)有關(guān)的企業(yè)。
2023年,《北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展三年行動計劃(2023—2025年)》出臺。其中明確提出一系列目標(biāo),包括到2025年,經(jīng)開區(qū)機(jī)器人研發(fā)投入,年復(fù)合增長率達(dá)50%以上,產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力顯著提升;培育引進(jìn)一批國內(nèi)外領(lǐng)軍企業(yè)、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈重點企業(yè);搭建50個機(jī)器人應(yīng)用場景示范項目,成為機(jī)器人新品、應(yīng)用示范、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)提升等工程建設(shè)主力軍;規(guī)上工業(yè)企業(yè)機(jī)器人密度達(dá)到365臺/萬人,產(chǎn)值規(guī)模達(dá)到100億元,形成要素集聚、創(chuàng)新活躍的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)綜合集聚區(qū)等。
占地25萬平方米的中關(guān)村(亦莊)國際機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園已經(jīng)投入使用,優(yōu)必選科技、北京具身智能機(jī)器人創(chuàng)新中心等均已入駐。至今,每天依然有裝修的拉貨車進(jìn)進(jìn)出出,工人們正在加班加點裝修其中幾棟樓。很短時間內(nèi),一家家企業(yè)將這里填充起來。
如今,亦莊還在園區(qū)里籌劃一個機(jī)器人大世界未來體驗館。有關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者,這個面向大眾的展示空間,將提供“產(chǎn)品+場景”展示空間、創(chuàng)新技術(shù)協(xié)同攻關(guān)平臺、科技成果轉(zhuǎn)化促進(jìn)平臺和科普教育體驗空間。通過科技化場景、互動式體驗、啟發(fā)式教育,實踐化活動,讓觀眾領(lǐng)略機(jī)器人的奇妙世界。