短短几十年的发展历程,机器人就已经适应并能够执行复杂多样的指令,如今,更是在AI赋能下,朝着更为先进的人形机器人形态发展,或许在不久的将来,还将承担碳基生命的延续。
文 | 季生
来源 | 《经理人》杂志
2023年8月16日,北京成功举办了世界机器人大会。此次展览共有140多家企业参展,展出的机器人产品接近600款。其中,参展的人形机器人企业更是超过10家,与往年只有一家相比,增长幅度可谓是几何级的
另外,就在展会前夕,北京出台了《促进机器人产业创新发展的若干措施》政策,包括设立100亿元机器人产业基金,同时提及组建人形机器人创新中心,这是否意味着人形机器人即将迎来“百花齐放、百家争鸣”的发展时刻呢?
在人类社会生产活动中,经常会出现重复劳动或危险的工作岗位,比如,工厂里的流水线、日常搬运、安防监控巡逻、危险品生产与排查等场景,那么有没有一种工具能够帮助人们摆脱这些重复机械式劳动、繁琐且危险的工作岗位,进而解放生产力呢?在此背景下,替代人完成一些日常指令的机器人应运而生,并在庞大的社会需求刺激下得到了快速发展。
20世纪60年代人类创造并运用第一台工业机器人至今,机器人产业发展史不足百年,与人类几千年的文明相比微不足道,然而,就是这短短的几十年时间里,机器人产业却发生了翻天覆地的变化,相应的机器人种类更是数不胜数,比如,满足制造业的工业机器人、服务于日常生活的服务型机器人、应对特殊场景的特种机器人、借鉴完美生命系统的仿生机器人⋯⋯
从经济学的角度来看,需求是可以被创造出来的。机器人作为一种“万能”工具,可以帮助满足需求的速度更快,而机器人市场的规模难以估量。此外,人形机器人作为一种特殊的仿生机器人,在当今以人为基础单元的社会环境中,将推动各种类型的机器人最终回归到人形基础,这将奠定机器人未来发展的核心趋势
现阶段市面上对人形机器人描述并没有官方统一定义与相关标准,笔者看来,人形机器人关键在于“人”,要想成为人的身外化身,除了要实现人能够基本完成的任务之外,还要做到人目前无法做到的事情,而要完成以上的要求,对于人形机器人而言,必须拥有足够智能与灵活的“大脑+躯体”,这样才更能匹配“人”的执行标准。
人形机器人的控制核心被称为“大脑”,负责处理机器人的感知、运动控制、调度协调等信号。这是衡量人形机器人智能程度的核心标准。在2023年人工智能快速发展的潮流中,越来越多的企业将AI大模型应用于人形机器人中,使其成为具身智能的重要技术转化场景。尽管该技术目前受到质疑,但在解决人形机器人逻辑理解能力、视觉感知与运动协调能力等方面发挥着重要作用。随着AI大模型基础模拟训练的加强,人形机器人将能够实现更高级的3D空间高维度感知运动,而不仅仅局限于基本的行走和简单任务执行功能
有了类人的“大脑”支持,人形机器人快速落地还需要强健的“躯体”,即也要解决人形机器人的硬件层面。首先就是解决动平衡,这就要对人形机器人的运动控制系统提出更高的要求,来实现对周围环境的感知与检测、全身运动规划、关节运动控制、整体协调调度等方面。现阶段运动控制系统组成部分主要由运动控制器、伺服系统(驱动器和电机)、反馈传感器、众多执行器组成,最初发展起来的工业机器人对该系统运用有着较强的依赖性,以至于在该领域里的技术底蕴较为充足,后面的发展趋势也逐步转向驱控一体化,通过提高灵活性来实现更高的效率,这也让人形机器人发展走少许多弯路
其次,在大脑和灵活行动能力支持的情况下,倾力打造人形机器人的五感,目前人形机器人五感之一的视觉主要采用3D视觉传感器、激光雷达等,该方面的技术尚未成熟,还需要持续迭代升级;触觉主要采用力量传感器解决方案,据蓝点触控公布数据,人形机器人末端六维力传感器量程达1000N,测力精度在千分之五(5N的偏差)之内,即在可接受范围内,但仍旧需要进一步研发;在味觉与嗅觉方面,据透露,三星的“Semicon人形机器人”计划,将让机器人拥有类人的嗅觉味觉能力;至于听觉,当下的技术已经基本能实现其需求。此外,基础器官五感之外的第六感,则需要“大脑+躯体”的持续升级迭代,方能有机会实现。
人形机器人的底层技术逻辑正不断被攻克,在广阔的蓝海市场刺激下,企业也开始争相布局人形机器人赛道,在2023年北京世界机器人展览会上,参与人形机器人产品展出的企业10余家,选取三家企业发布的人形机器产品参数汇总如图表1所示,可以发现,人形机器人在软件层面的“大脑”以及硬件层面的“躯体”均实现了从1到N的突破,其中,越来越多的企业开始将关注点从运动规划转向运动决策,即更倾向于人形机器人“大脑”的研发,比如,智元机器人的具身智脑EI-Brain架构,通过把机器人的思维系统分为云端超脑、端侧大脑、小脑以及脑干,分别实现不同等级的指令,并且在指令执行过程中不断强化自我学习能力。
自机器人被创造以来,人们就从未停止过对人形机器人的畅想与开发。在发展初期的时候,人形机器人仅仅只能实现行走功能,缺乏更多的灵活与智能性,可以说是一具没有“灵魂”的躯体,然而,在技术快速发展带动下,解决人形机器人缺点的手段层出不穷,原先的不可能也逐渐变为可能。如今,人形机器人的基本发展要素已经齐聚,曾经遥不可及的“机器人革命”,或许正悄然而至!
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