2023年12月29日(rì),香港交易(yì)所迎来一位特殊的敲钟人——人形机器人Walker S。它和主人——深(shēn)圳市优必选科技股份有限公(gōng)司(以(yǐ)下(xià)简称优(yōu)必选)董事(shì)会主席周剑一起敲响开市锣。
当天(tiān),优必选在香港交易所主板挂(guà)牌(pái)上市,被(bèi)业内称为国内人形(xíng)机器(qì)人(rén)第一股,股价(jià)最高超93港元,收盘时对应市值约380亿港(gǎng)元。
不久前,工业和信息化部印发的《人形机器人(rén)创新发(fā)展指导意见(jiàn)》指(zhǐ)出,人形机(jī)器(qì)人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术(shù),有望成为继计(jì)算机、智能手机、新能源汽车之后(hòu)的(de)颠覆(fù)性产品。
在刚刚过去的2023年,能(néng)站立行走、能跑能跳的人形机器人(rén)频(pín)频亮相,引发各界关注。人形机器人为什么这(zhè)么火?它跟人(rén)的(de)外形必须一模(mó)一样吗?还有哪些瓶颈(jǐng)有待(dài)突破?
人形(xíng)机器人Walker S在香(xiāng)港交易(yì)所敲(qiāo)钟。图片(piàn)来(lái)源:香港交易所官(guān)微(wēi)
人形机器人(rén)可以干什么?
2021年8月,美国(guó)特(tè)斯拉公司首(shǒu)席执行官埃隆·马斯克宣(xuān)布推出(chū)人形机器人。该机器人最大的特点是身高、体重和人(rén)差不多,售(shòu)价两万(wàn)美元,相(xiàng)当于(yú)一个工(gōng)人(rén)一年的工资,最关键的一点是“通(tōng)用”。
2023年12月,马斯(sī)克在社(shè)交平台展示了(le)新(xīn)款人形机(jī)器人Optimus。视(shì)频显示(shì),Optimus可在特斯拉(lā)工(gōng)厂内行走移动(dòng),还能(néng)在健身房(fáng)内(nèi)做深蹲。此(cǐ)次展示的(de)是第(dì)二(èr)代Optimus,相比第一代重量(liàng)减轻了10千克,仿(fǎng)生足部让(ràng)其步行速度提高30%,手(shǒu)部关(guān)节也增加了11个零件,可(kě)以完成一只手拿取鸡蛋后,再换至另一只手将鸡蛋放到容器中的(de)动作。未来,Optimus将(jiāng)首先应用于特(tè)斯拉制造工厂。
“通用,意味着人形机器(qì)人不仅能(néng)在工厂内搬东(dōng)西、装配零件,还能在(zài)农村干农活,在家里做家务。”中国科学院(yuàn)院士乔(qiáo)红(hóng)在接受《中国科(kē)学报》采(cǎi)访时(shí)说,“这样一个(gè)通用人工智(zhì)能系统可谓(wèi)既便(biàn)宜又好用,但距离问(wèn)世还(hái)有很长一段(duàn)路要走。”
“如果机器人系统和通用人工智能系(xì)统相(xiàng)结合,就能在物理空间(jiān)完成很多(duō)任务。”乔红指出,“机器人并不能完(wán)全替代人,只是将(jiāng)人(rén)从一些(xiē)繁杂的工作中解(jiě)脱出来,有更(gèng)多时间做自己喜欢的事情。”
乔红是中(zhōng)国(guó)科学院自(zì)动化研究所多模态人工(gōng)智(zhì)能(néng)系统全国(guó)重点实(shí)验室主任。她带领团队长(zhǎng)期从(cóng)事(shì)机器人“手-眼-脑”研(yán)究(jiū)工作,并开展(zhǎn)类人人形机器人技术攻关。她(tā)曾(céng)多次表示:“机(jī)器人未来(lái)发展的一(yī)个重(chóng)要趋势是越来越(yuè)接近生物,不再是冰冷的机器(qì),而是(shì)具(jù)有(yǒu)认(rèn)知(zhī)、情绪、逻辑、动作(zuò)等在内(nèi)的(de)一(yī)系列类人化特征。”
这些年来,乔红在研究中(zhōng)发现,利(lì)用国产(chǎn)机(jī)器人进行高精度装配是当(dāng)前(qián)一个较大(dà)难点(diǎn),也是团队(duì)主要攻关的方向。未来,受人启发研制的机器人与人形机(jī)器人系统有望成(chéng)为(wéi)人类(lèi)工作和生活的好帮手。
“要实现这个美好的愿景,就(jiù)需要机器人向人学习(xí),人在做事情的时候,手、眼、脑是一个(gè)完整的(de)回路。”乔红称(chēng),人看东西其实是回答两件事——它是什么?它在(zài)哪里?这也是机器人需(xū)要进(jìn)一步(bù)学(xué)习的内容。
人形机器人必须有双腿吗?
帮工人递送工(gōng)具后再来一段炫酷的空翻——来自波(bō)士(shì)顿动力(lì)公司的人形机器人在车间干活的视频非常抢眼。“其(qí)背(bèi)后是不计(jì)成本的投(tóu)入,以及遥(yáo)遥无期的量产。”燕(yàn)缘创(chuàng)投总经理、管理合伙(huǒ)人李(lǐ)军说。
在人形机(jī)器人走(zǒu)红前(qián),市(shì)场上不乏一些投入应用场景的机器人,如工业(yè)机(jī)器人、物流机器人、手术机器人……为(wéi)什(shí)么最近一两年人形机器(qì)人尤其抢眼?
“人形(xíng)机器人作为一个拟人机器(qì)人(rén)形态,是学(xué)术界和产业界一(yī)直(zhí)希(xī)望实现的(de)终极形态,但实现完全拟人(rén)太难了。”北京大学计算(suàn)机学院助理(lǐ)教授王鹤(hè)告诉(sù)《中国(guó)科学报》,“这(zhè)个终极(jí)目标可以分阶段实现,比(bǐ)如(rú)先实现相对容易的半(bàn)身人形机器人,即上半身做成人形,下半身采用多轮底盘。”
王鹤(hè)带领团队开展的研究主要关注机器人上半身的手、眼、脑协(xié)调。他认为,下半身是轮、上半身(shēn)是(shì)人形的机器人可以快(kuài)速实(shí)现落(luò)地。尽管形态不是完全拟人,但其泛化的能力已经(jīng)可以(yǐ)满足很多场(chǎng)景(jǐng)的应用需求。
2023年5月(yuè),北京(jīng)银河通用机器人有限公司(以下简称银河通用(yòng)机器人(rén))成立。作为公(gōng)司联合创(chuàng)始人,王(wáng)鹤透露:“一年后,我们研(yán)发(fā)的双臂+轮式的仿人机器人(rén)产品将在零售场景和(hé)工(gōng)业场(chǎng)景部署(shǔ)。”
“药店在(zài)夜间(jiān)将(jiāng)不再(zài)需(xū)要店员,从接单到找药、拿(ná)药、装袋等一系(xì)列流程,仿(fǎng)人机器人都可以(yǐ)完成。”王鹤告诉《中国科学(xué)报》,“2024年(nián),这(zhè)款仿人机器人将在几家药店进行封闭测试,计划2025年投入量产。”
近日,银(yín)河通用机器人完成亿(yì)元级天使(shǐ)+轮融资,由美团战略领投,燕缘创投、清华SEE Fund、IDG资本跟投(tóu)。本(běn)轮所融资(zī)金将持续用于公司多(duō)模态通用机器人商业场景产品化推进。
“我们是一家专注北京大学早期科技成果转(zhuǎn)化投资(zī)的基金公司,由北京大(dà)学(xué)上海临港国际科技创新中(zhōng)心发起设立,作为耐心资(zī)本,力争做好(hǎo)科(kē)学家(jiā)创业路上‘最(zuì)早一(yī)公(gōng)里(lǐ)’孵化赋能型投资。”李军告诉《中(zhōng)国科学报》,随(suí)着大模型的不(bú)断(duàn)进化迭代,在“数字基座”的(de)基(jī)础上将(jiāng)诞生一批具有较强(qiáng)场景应用能力的(de)人工智能公司,其中多模态通用机器人是重(chóng)要应用(yòng)领域之一(yī)。
哪(nǎ)些技术(shù)难题待解?
尽管(guǎn)全身人形机器(qì)人的(de)落(luò)地应用还需要很长一段时间,但王鹤表示,人形肯定是终极形态,未来将会进入千(qiān)家万户(hù),现阶段还需(xū)要解决(jué)软硬件相关(guān)的技术(shù)难题。
他举(jǔ)例说,目前的人形(xíng)机器(qì)人上半身的智能程度高于下半(bàn)身(shēn)。下半身在平地模(mó)仿人(rén)行走的过程还(hái)可(kě)以,一旦遇到坑坑(kēng)洼洼的地面就容易(yì)摔倒,研制成(chéng)本也较高。对人形机器人(rén)来说,两条腿的作用很重要,比如跨越障(zhàng)碍物(wù)、与上半身(shēn)协(xié)同蹲下并(bìng)起来,还有(yǒu)一些非(fēi)必需能力,如跳跃、跳舞等(děng),可(kě)以(yǐ)在未来用于陪伴人类运动和娱乐。
王鹤(hè)说:“今(jīn)天的扫地机器人是最成功的家用机器人,不需要安装,也不会产(chǎn)生危害。这应该是人形机器(qì)人未(wèi)来追求的应用目标——去(qù)除一(yī)切人的参与,完全自(zì)主和自动。”
谈及未来人形(xíng)机器人如何(hé)像扫地机器人(rén)一样(yàng)走进千家万户,王鹤从自己研究的具(jù)身智(zhì)能领(lǐng)域介绍说,当前互联网的静态大数据缺乏机器人如(rú)何运(yùn)动、移动其关(guān)节、与世界(jiè)物理交互等信息。具身智能则关注从机器人身体出发(fā)的感知和交互,致力于从环境交互的数据中学习执行物(wù)理任务的能力。
他说:“具身智能可以让人形机(jī)器人更加聪明,听懂人话(huà),帮(bāng)人干活。”
马斯克也表示,虽然未(wèi)来有一天人(rén)人都可能拥有一个(gè)人形(xíng)机器(qì)人,但是目前展现的Optimus人(rén)形机器人产品只能执行重复性的简单劳动,还(hái)称(chēng)不上(shàng)是个完美的产品。
“具身智能是实现通用(yòng)人工智能(néng)的关键。”李军告诉《中国科学(xué)报》,“银(yín)河通用机器人(rén)在具身(shēn)智能等深(shēn)度学习算法(fǎ)上具(jù)有很强的核心技术壁垒,有望解(jiě)决通用机器人‘大脑(nǎo)’和“小脑”的感知、决策和执行问题(tí)。”
李军表示,如今国内具有真正核心技术竞争力的(de)人形机器人创(chuàng)业公司还不多,但(dàn)随着中国相关产(chǎn)业链的日(rì)益(yì)成(chéng)熟,硬件部分将(jiāng)会形成较为(wéi)稳(wěn)定的供应链(liàn)体系,未来决胜(shèng)的关键(jiàn)在于是否拥有将算法软(ruǎn)件与(yǔ)硬件(jiàn)强耦合的场景(jǐng)应用能力。