《電子技術(shù)應(yīng)用》
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特斯拉版“擎天柱”呼之欲出 人形機(jī)器人距離現(xiàn)實(shí)有多遠(yuǎn)?

2022-07-16
來(lái)源:中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)

    繼去年8月宣布進(jìn)軍機(jī)器人領(lǐng)域后,特斯拉(NASDAQ:TSLA)的首個(gè)人形機(jī)器人Tesla Bot原型機(jī)終于有了亮相的時(shí)間表。前不久,特斯拉官方在社交媒體中發(fā)布了一條“造人計(jì)劃”視頻,作為公司CEO的埃隆·馬斯克表示,將在今年9月30日的特斯拉AI Day(即人工智能活動(dòng)日)推出Tesla Bot原型機(jī),以此證明“特斯拉不僅僅是一家汽車公司,而且是一家領(lǐng)先的人工智能公司”。

  根據(jù)特斯拉方面及馬斯克的介紹,特斯拉人形機(jī)器人被命名為Optimus,與好萊塢電影《變形金剛》中的汽車人領(lǐng)袖(中文名為“擎天柱”)同名。Optimus高1.72米,重量為56.6千克,身體由特殊材料制成,頭部為可顯示信息的屏幕,四肢共由40個(gè)電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)平衡和敏捷動(dòng)作,內(nèi)置了特斯拉FSD(完全自動(dòng)駕駛)芯片,并共用AI系統(tǒng)。根據(jù)特斯拉的計(jì)劃,Optimus最早將于2023年開(kāi)始生產(chǎn)。

  《中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)》記者注意到,相比虛擬的聊天機(jī)器人、單一功能的送餐送物機(jī)器人以及各種機(jī)械臂,人形機(jī)器人似乎在大眾認(rèn)知中具有更高的關(guān)注度與期待值,而眾多影視作品描摹的、具有高度智能水平的機(jī)器人角色也往往呈現(xiàn)出類人的形態(tài)。因此,當(dāng)特斯拉入局人形機(jī)器人領(lǐng)域,再加上馬斯克向來(lái)?yè)碥O眾多,在全球范圍內(nèi)引發(fā)了廣泛的關(guān)注,甚至帶動(dòng)A股多家機(jī)器人公司股價(jià)上漲,業(yè)界寄望特斯拉開(kāi)啟人機(jī)交互的新時(shí)代。當(dāng)然,也有不少人士對(duì)馬斯克的言論持懷疑態(tài)度,認(rèn)為人形機(jī)器人需要集成的技術(shù)眾多,AI成熟度尚不足,距離真正落地商用還有較長(zhǎng)距離。

  特斯拉入局的商業(yè)邏輯

  作為一家新能源汽車公司,特斯拉為什么要做人形機(jī)器人?針對(duì)這一問(wèn)題,馬斯克在接受采訪時(shí)解釋,自己花了不少時(shí)間才意識(shí)到,為了解決自動(dòng)駕駛問(wèn)題,需要解決現(xiàn)實(shí)中的人工智能問(wèn)題。解決FSD的唯一方法是解決現(xiàn)實(shí)世界的人工智能和復(fù)雜的視覺(jué)問(wèn)題?!叭绻銥槠嚱鉀Q了AI問(wèn)題,那汽車就是一個(gè)四輪機(jī)器人,你可以把它泛化應(yīng)用到雙足機(jī)器人上?!?/p>

  在馬斯克看來(lái),從傳感器和執(zhí)行器的角度來(lái)看,制造一個(gè)人形機(jī)器人是有可能的,目前所缺少的要素有兩點(diǎn)——足夠的智能和擴(kuò)大的生產(chǎn)規(guī)模,而“這是特斯拉非常擅長(zhǎng)的兩件事”,因此特斯拉只需要設(shè)計(jì)人形機(jī)器人所需要的專用驅(qū)動(dòng)器和傳感器就可以了。

  按照特斯拉的規(guī)劃,今年推出Optimus原型機(jī),明年生產(chǎn)一批有用的成品,第一批產(chǎn)品主要用來(lái)填補(bǔ)勞動(dòng)力缺口,執(zhí)行那些危險(xiǎn)、無(wú)聊、重復(fù)和人們不愿意做的工作。馬斯克認(rèn)為,兩年后人形機(jī)器人的實(shí)用性將逐年快速增長(zhǎng),同時(shí)成本降低、生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大,“這將是一盤比汽車更大的棋”。

  上海人工智能研究院技術(shù)總監(jiān)沈?yàn)虮緢?bào)記者指出,人形機(jī)器人是大勢(shì)所趨,在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中,人們對(duì)機(jī)器人以類人形態(tài)來(lái)替代人抱有非常大的期望,因?yàn)槿诵螜C(jī)器人的類人操作可以解決很多復(fù)雜場(chǎng)景下的實(shí)際問(wèn)題。而特斯拉可能正是看到了這樣的趨勢(shì),選擇了當(dāng)下作為入局的合適窗口期。

  根據(jù)中國(guó)電子學(xué)會(huì)測(cè)算,2021年世界服務(wù)機(jī)器人銷售額將達(dá)146億美元,年增長(zhǎng)率達(dá)到32.2%,而中國(guó)是全球最大的供應(yīng)國(guó)。目前世界范圍廣泛運(yùn)用的機(jī)器人包括服務(wù)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人,而人形機(jī)器人是服務(wù)機(jī)器人的技術(shù)升級(jí)。另?yè)?jù)中國(guó)國(guó)際發(fā)展知識(shí)中心發(fā)布的《全球發(fā)展報(bào)告》,預(yù)計(jì)2020年至2025年間,全球范圍內(nèi)將有8500萬(wàn)個(gè)工作崗位將被機(jī)器替代。

  謙詢智能創(chuàng)始合伙人龔斌指出,從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看,人形機(jī)器人只要達(dá)到一定的技術(shù)參數(shù),落地的空間是非常大的,人形機(jī)器人將會(huì)形成剛需。社會(huì)老齡化、勞動(dòng)力短缺等問(wèn)題作用下,機(jī)器人補(bǔ)充勞動(dòng)力的趨勢(shì)日益明顯,從遠(yuǎn)期來(lái)看,機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)數(shù)十倍于智能汽車,比新能源汽車的想象空間更大。

  特斯拉Optimus能做什么?

  對(duì)于特斯拉Optimus的應(yīng)用前景,馬斯克提到首先是從事生產(chǎn)制造,生產(chǎn)的第一批機(jī)器人是為那些危險(xiǎn)、無(wú)聊、重復(fù)的和人們不愿意做的工作而設(shè)計(jì)的。而隨著人形機(jī)器人未來(lái)實(shí)用性不斷增加,最終的愿景在于讓人們?cè)诩依锸褂脵C(jī)器人。

  龔斌指出,工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用不難理解,特別是汽車產(chǎn)業(yè)鏈,并逐步延伸至整個(gè)工業(yè)的勞動(dòng)替代或補(bǔ)充,其間會(huì)涉及二次開(kāi)發(fā)、二次編程等商業(yè)模式。同時(shí)可以暢想下其在人們?nèi)粘I钪械膽?yīng)用,比如現(xiàn)在家庭生活已有洗碗機(jī)、掃地機(jī)、炒菜機(jī)等所謂的“機(jī)器人”,但中間仍存在許多人力成本,而且不夠智能,優(yōu)勢(shì)不明顯。預(yù)計(jì)未來(lái)一兩年內(nèi),人形機(jī)器人在算法層面可以實(shí)現(xiàn)掃地、做飯、洗衣服,以及養(yǎng)貓、遛狗、按摩等,如果再經(jīng)過(guò)3~5年的訓(xùn)練時(shí)間,人形機(jī)器人或許可以照顧老人小孩包括喂奶粉、做護(hù)理等行為。

  關(guān)于特斯拉Optimus的價(jià)格問(wèn)題,馬斯克透露,初期肯定會(huì)很貴,畢竟它是一項(xiàng)新技術(shù)、產(chǎn)量有限,但汽車的復(fù)雜度和成本要比人形機(jī)器人高,那么預(yù)計(jì)其成本將低于汽車,或者說(shuō)至少與廉價(jià)汽車相當(dāng)?!凹词挂?萬(wàn)美元起步,幾年內(nèi)也會(huì)降到2萬(wàn)美元或者更低的價(jià)格?!?/p>

  本報(bào)記者了解到,世界上第一臺(tái)人形機(jī)器人WABOT-1最早出現(xiàn)于1973年的日本早稻田大學(xué),也就是說(shuō),人們對(duì)人形機(jī)器人的探索開(kāi)發(fā)已經(jīng)將近50年。2000年10月,由日本本田研制的仿人機(jī)器人ASIMO問(wèn)世,直到2022年3月底ASIMO才正式退役,其間幾經(jīng)迭代升級(jí)。而最近幾年里,更是涌現(xiàn)出了一些典型的人形機(jī)器人代表,比如2016年亮相的、由漢森機(jī)器人技術(shù)公司開(kāi)發(fā)的類人機(jī)器人“索菲亞”,次年被沙特阿拉伯授予公民身份,成為歷史上首個(gè)獲得公民身份的機(jī)器人;2021年底,由英國(guó)科技公司Engineered Arts研發(fā)的人形機(jī)器人Ameca憑借蘇醒后的表情引發(fā)全網(wǎng)震驚,它能夠做出眨眼、目瞪口呆、思考等與人一樣的逼真表情。除此之外,2021年9月,美國(guó)創(chuàng)業(yè)公司Agility Robotics旗下類人機(jī)器人Digit已在倉(cāng)庫(kù)中得到應(yīng)用,2022年Digit已獲得了亞馬遜的投資。而國(guó)內(nèi)的人形機(jī)器人領(lǐng)域已有優(yōu)必選的Walker等出現(xiàn)。

  要說(shuō)在人形機(jī)器人領(lǐng)域關(guān)注度最高的“玩家”還要屬波士頓動(dòng)力公司。公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示,波士頓動(dòng)力公司起源于美國(guó)麻省理工學(xué)院,1992年成立,后于2013年12月被谷歌母公司Alphabet所收購(gòu),隨后波士頓動(dòng)力公司研制出一款電動(dòng)液壓機(jī)器狗Spot。2017年,波士頓動(dòng)力公司被日本軟銀集團(tuán)收入囊中;去年6月,現(xiàn)代汽車集團(tuán)與軟銀集團(tuán)宣布,前者完成了對(duì)波士頓動(dòng)力公司80%股權(quán)的收購(gòu)。人形機(jī)器人Atlas原型機(jī)在2009年就亮相,2013年時(shí)已經(jīng)具備在艱苦條件下行走的能力,2017年經(jīng)歷幾次迭代后,Atlas動(dòng)作更加流暢,并且能夠上臺(tái)階、后空翻等,隨后幾年里,Atlas學(xué)會(huì)了跑步、體操、翻滾、倒立、跳舞等技能。

  總體來(lái)看,無(wú)論是Atlas,還是其他人形機(jī)器人,都還不能算作商業(yè)化的產(chǎn)品,整個(gè)人形機(jī)器人領(lǐng)域仍處于早期階段。沈?yàn)赋?,人形機(jī)器人相對(duì)而言仍面臨很大的挑戰(zhàn),無(wú)論是電池續(xù)航能力、力控能力、多關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)控制能力等各方面能力,都需要長(zhǎng)期的技術(shù)積累過(guò)程,總體技術(shù)難度較大,成本控制方面也需要適應(yīng)市場(chǎng)化需求,所以目前商業(yè)化玩家相對(duì)較少,但相信在某個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn),還是會(huì)有不少頭部玩家入局。

  商業(yè)化仍需較長(zhǎng)周期

  商業(yè)咨詢公司MIR睿工業(yè)發(fā)文指出,特斯拉Optimus要達(dá)到馬斯克所說(shuō)的突破至2萬(wàn)美元左右的成本,難度比較大。目前來(lái)看,特斯拉選擇的技術(shù)路線還是會(huì)沿著傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的路線走,電機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)展的時(shí)間比較長(zhǎng),技術(shù)比較成熟,相較于波士頓動(dòng)力的Atlas人形機(jī)使用的液壓驅(qū)動(dòng)成本更低。據(jù)特斯拉方面公開(kāi)的信息——機(jī)器人身上會(huì)裝有40個(gè)控制不同功能的電機(jī),按照市面上600元/個(gè)(功率較低產(chǎn)品)來(lái)計(jì)算,僅電機(jī)就至少要花費(fèi)2.4萬(wàn)元人民幣以上。

  “實(shí)際上,單價(jià)遠(yuǎn)不止600元,這還沒(méi)有計(jì)算軟件系統(tǒng)和其他各種硬件裝置?!盡IR睿工業(yè)認(rèn)為,細(xì)拆一個(gè)仿人機(jī)器人身上所需要的基本構(gòu)造,除去一些軟件裝置如全自動(dòng)駕駛計(jì)算機(jī)FSD進(jìn)行行為決策與運(yùn)動(dòng)控制,Dojo超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)訓(xùn)練之外,硬件自研創(chuàng)新的空間并不大,預(yù)計(jì)特斯拉會(huì)采取與相關(guān)元器件廠商合作的方式,將之納入自己的供應(yīng)鏈中。

  國(guó)產(chǎn)移動(dòng)機(jī)器人公司優(yōu)艾智合行業(yè)解決方案總監(jiān)張明迪告訴記者,機(jī)器人是一個(gè)集成式的產(chǎn)品,牽涉的產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng),考驗(yàn)的是企業(yè)的技術(shù)把握和整合能力。特斯拉的長(zhǎng)期愿景要將人形機(jī)器人做成家用服務(wù)機(jī)器人,需要解決的問(wèn)題包括行走算法、手眼協(xié)調(diào)、AI芯片、電池、人機(jī)交互等方面。其中,特斯拉稱使用汽車同款FSD芯片,但是家用場(chǎng)景相比工業(yè)制造更復(fù)雜,需要更全面的精準(zhǔn)識(shí)別。

  特斯拉的人形機(jī)器人目前在前期階段,具體的技術(shù)參數(shù)及功能還有待9月底揭曉。就相關(guān)問(wèn)題,記者聯(lián)系采訪特斯拉中國(guó)方面,其回應(yīng)稱暫未有更多信息透露。

  龔斌指出,一般來(lái)說(shuō)人形機(jī)器人具有五個(gè)系統(tǒng):一是傳動(dòng)系統(tǒng),比如諧波和RV減速機(jī);二是伺服系統(tǒng),里面包含伺服電機(jī)、編碼器、控制主回路這些零部件;三是動(dòng)力及熱管理系統(tǒng);四是控制系統(tǒng);五是對(duì)環(huán)境的感知系統(tǒng)及語(yǔ)音/視覺(jué)多模態(tài)交互系統(tǒng)。從技術(shù)角度來(lái)講,單一功能有可能落地并推動(dòng)家用,復(fù)雜場(chǎng)景的功能成熟度有待考驗(yàn),完全從駕駛場(chǎng)景移動(dòng)到家庭環(huán)境場(chǎng)景,從產(chǎn)品分析上有一定難度,從機(jī)械結(jié)構(gòu)上面來(lái)講實(shí)現(xiàn)難度也不低。特斯拉機(jī)器人發(fā)布最主要的意圖可能還是通過(guò)不同應(yīng)用場(chǎng)景的導(dǎo)入,實(shí)現(xiàn)軟件算力的快速迭代,形成數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)。

  安信證券在研報(bào)中表示,特斯拉即將推出的人形機(jī)器人原型機(jī),有望促使全球服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展,帶動(dòng)人機(jī)交互進(jìn)入新時(shí)代,相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)有望受益于產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)的演進(jìn)。




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