央視網消息:黨的二十屆三中全會中明確指出:加強新領域新賽道制度供給,建立未來産業投入增長機制。什麼是“未來産業”呢?它是指由前沿技術驅動,當前處於孕育萌發階段或産業化初期,具有顯著戰略性、引領性、顛覆性和不確定性的前瞻性新興産業。
2024年被稱為人形機器人商業化元年。據首屆中國人形機器人産業大會發佈的報告預測,2024年中國人形機器人市場規模將達到27.6億元,2030年有望成長為千億元市場。在八月底北京舉辦的世界機器人大會上,有27款來自國內外的整機人形機器人亮相。
2024年,人形機器人進化到了什麼程度?人形機器人離真正進入我們的生活還有多遠?
寫毛筆字、打咏春拳、彈揚琴、泡工夫茶,琴棋書畫,十八般武藝,無所不能。上得了廳堂,下得了庫房,搬得了重物,還能走進工廠。機器人有超越人類的大腦,可以秒變行業專家。
它們也可以有和人一樣的皮膚、表情,喜怒哀樂隨時表達。機器人能像人類一樣,行走、奔跑,克服地形障礙,它還可以比人更靈活,360度轉身,翻騰、卷腹站立,扛住擊打。隨著人工智慧算法、核心零部件、智慧製造等技術的不斷發展,人行機器人將逐步走入人們的生活。
全AI驅動 機器人“自學”全地形穩定行走
人形機器人是一個技術高度集成的産業,從各個環節的單點突破到整機的系統化迭代,可以説每一步都充滿挑戰。比如,在不依靠提前建模或編程的情況下,如何讓機器人“自己”學會在各種地形上穩定行走就非常不簡單。
這是首個登上長城的人形機器人,在凹凸不平的城磚上,實現了自主行走。機器人的自主行走並不像看起來那麼輕鬆,尤其是在不同地面,不同的環境中,能夠適應多種地形。
總臺央視記者 張春玲:我身旁的這個多面手機器人名叫小星,它是全球首個實現了AI驅動無編程算法,率先實現可以在各種地面行走的人形機器人。
北京星動紀元科技有限公司創始人 陳建宇:我們目前的小星是用全AI數據驅動的方法,沒有任何的提前的建模或者是編程。我們在倣真裏面模擬出來了,千奇百怪各種各樣的可能複雜的環境和地形,然後讓它訓練在這樣所有的環境裏面,都能夠很穩定地去行走。
在虛擬世界的不斷訓練為小星提供了豐富的行走經驗,但讓它在外力面前保持穩定,還需要算法的提升。團隊設計了全球首個去噪世界模型。讓機器人在倣真訓練基礎上,可以預測並提取環境的關鍵信息,減少真實世界對機器人本體任務的干擾,他們還自主研發了機器人的核心關節和零部件,幫助它更好行走。
陳建宇:我們是完全自主地研發了具備高功率密度的這樣一套關節電機,我們使得它能夠同時具備很高的力量。它能夠支撐起很重的身體,甚至它能夠在負重上100千克,大概200多斤的情況下,也能夠進行深蹲。同時它還能夠具備很高的速度,所以説我們能看到,在遇到一些干擾或者不確定,或者打滑的情況下,它的腿能非常迅速地進行調整和邁步。
靈敏感知+情緒表達 機器人身上的精微創新
人形機器人的迭代涉及許多核心部件的突破,比如一雙能像人類一樣可以感知真實世界的靈巧手,或者一個會做各種表情、可以惟妙惟肖表達各種人類情緒的機器人臉。這裡面每一個環節的創新突破,其實都是複雜而精密的,戳視頻↓我們一起去看一個叫小胡的倣生機器人,它的特點是:不僅有自己的“個性”,表情還特別豐富。
您現在看到的這個機器人,是一款由我國創業團隊自主研發的倣生機器人,它可以實時地通過視覺分析和動作模擬,完成對人類表情的精準復刻。
松研動力(北京)科技有限公司創始人 張世璞:在硬體層面上,我們在它的頭部集成了三十多個機械的自由度,它能夠呈現出來非常豐富的表情,我們在算法上用AI和大模型所融合的一個技術,能夠讓機器人理解人類的語言,它就能夠展現出來自己的人格和性格。
豐富的表情,能夠讓人類看到它細膩的情緒表達。而一雙靈巧的雙手,讓它能更豐富地理解世界。
您現在看到的是一雙國産自主設計的靈巧手,它們像人類的手部肌肉一樣敏感,在極小的面積上集合了數百個觸覺感知單元,可以感知到壓力、物體的摩擦力、溫度、材質等,也能感知到力的方向。現在記者手中按壓的就是一個佈滿傳感器的小巧指尖,經過力學、幾何學等3D觸覺陣列數據的分析,能夠實時靈敏地反饋出操作的力度和按壓面積的大小。
帕西尼感知科技 首席技術官 張恒第:人的手上有一種細胞它是可以感知到200到400赫茲左右的震動,我們的機器人把這樣一個頻率提到1000赫茲左右,説明我們的傳感器實際上它採樣率以及所有的數據量,是可以大於我們人類的一個水平的。
複雜的傳感器設計與人工智慧算法相結合,靈敏的“機器手”可以像一個老裁縫一樣,通過觸摸判斷出不同面料的材質,同時在力控方面,它可以感受到羽毛拂過,又能承受5公斤超高負載,收放自如。觸覺與機器人視覺相融合設計的視觸覺機器人,可以更輕鬆地判斷與執行各類任務。
帕西尼感知科技聯合創始人 聶相如:這是我們一個瓶身的抓取演示,像大家可以看到這只瓶子是空的,另一隻瓶子我們裝了些水,在機器人它擁有過觸覺傳感器之後,它可以對我們的瓶身以及瓶子的重量,各種維度的這些信息賦予它一個感知能力。那它擁有這些感知能力之後,它就可以輕鬆完成對一些目標物的成功夾持。
觸覺,是一種非常難以被量化的感知能力,觸覺傳感器作為機器人産業發展的關鍵零部件,是一個高度集成的“卡脖子”技術。這個以“90後”為主的初創團隊在一個指尖實現了技術突破,目前他們的傳感器已經服務國內30多家智慧製造頭部企業,同時遠銷歐美市場。
聶相如:我們的使命希望是為更多的行業,為尤其是我們現在國家大力發展的人形機器人行業,去提供一個更好的技術賦能。
具身智慧:讓機器人“擁有大腦 心靈手巧”
有專家預測,人工智慧的下一個風口就是“具身智慧”,它是指將人工智慧融入機器人等物理實體,賦予它們感知、學習和與環境動態交互的能力。人形機器人就是這樣一個軟硬體精密結合的載體。我們可以想象一下,如果機器人不依靠事先的編程,而是擁有自主的學習、感知、判斷以及反應能力,未來在我們的生活中會有哪些應用場景呢?
您現在所看到的機器人刮鬍子的視頻,全部是由機器臂自主規劃並完成的。手腳麻利、力度適中,又沒有死角,不僅是刮鬍子,疊衣服、削黃瓜,這些精細活現在全都能靠機器人來實現。這些極為精細和柔性的機器人操作,背後的核心,是具身智慧大模型。
上海交大人工智慧學院教授 盧策吾:語言模型是文本進文本出,我們是機器的操作進去,然後機器的操作出來,或者更直接一點是視覺的進去,然後機器的操作出來,我們需要做到決策層面的,那麼面臨的難度是跟語言模型它面臨的難度是完全不一樣的。
機器人具身智慧,需要大量數據進行訓練。上海交大盧策吾團隊一方面,創新搭建了一個以真實世界物理原理為基礎的世界模型倣真數據庫,讓機器人在虛擬世界與各類場景進行學習和交互;另一方面,他們還通過自主研發的便攜式模倣學習裝備,讓機器人跟隨模倣人類的動作,進行一對一的學習。
上海交通大學計算機科學與工程系博士生 方鴻傑:這套外骨骼是我們創新自研的機械臂數據採集裝置,我們同時會採集圖像、機械臂的軌跡信息,以及力和力矩等多種數據,這些數據將被用於後續“穹徹”具身大腦的力位混合大模型的訓練。
現在,我們只需要給機器人一段文字、語音或者動作等指令,機器人就可以自動化地完成任務。為了更精準執行任務,團隊又構建了全球唯一的具有力反饋的數據採集平臺,創新地設計了力位混合算法,讓機器人在力和位置控制等方面進行精準計算。
您看這個盤子裏均勻晃動的球,就為我們展示出了機器人超強的動作控制能力。如今盧策吾團隊通過成果轉化將具身智慧大腦快速賦能機器人本體,已經應用在了汽車、數碼産品、航空、科研等多個領域。
人形機器人:未來産業十大標誌性産品之一
工信部、科技部等七部門在2024年發佈的未來産業十大標誌性産品中,第一個就是人形機器人。推動人形機器人産業化,國家和地方多個層面都在整合資源和加緊佈局。
粵港澳大灣區是目前世界人形機器人供應鏈的重要集聚區。據統計,全球人形機器人約38%的供應鏈企業在中國,而中國約57%的供應鏈企業就在大灣區。
在北京的亦莊,已有二十多個以機器人和智慧製造為特色的産業園區,同時,目標規模100億元的北京機器人産業發展投資基金已經成立。
此外,目前在北京、上海、廣東、浙江、四川等地都成立了具身智慧機器人創新中心,攻關關鍵核心技術,打造公共服務平臺。