2023年12月29日,香(xiāng)港(gǎng)交易所迎来一位特殊(shū)的敲钟人——人形机器人Walker S。它和主人——深圳市优(yōu)必选科技股份有限公司(sī)(以(yǐ)下简称优必选)董事会(huì)主席周(zhōu)剑一起敲响开市锣。
当天,优必选(xuǎn)在(zài)香港交易所主(zhǔ)板挂牌上(shàng)市(shì),被(bèi)业内称为国内人形(xíng)机器人第一股,股(gǔ)价最(zuì)高超93港元(yuán),收盘时对应市值约380亿(yì)港元。
不(bú)久前,工业和信息化部印(yìn)发的《人形机(jī)器人创新发展指(zhǐ)导(dǎo)意(yì)见》指出,人形机器人集成人工智能(néng)、高端制造、新材料等先(xiān)进技(jì)术(shù),有望成(chéng)为继计算机、智能手机、新能源汽(qì)车(chē)之后的颠(diān)覆性产(chǎn)品。
在刚刚过去的2023年(nián),能站(zhàn)立行(háng)走、能跑能跳的(de)人(rén)形机器人频(pín)频亮相(xiàng),引发各界关(guān)注。人形机器人为(wéi)什么这么(me)火?它跟人的外形必须(xū)一模(mó)一样吗?还有哪些瓶颈有待突破?
人形机(jī)器人Walker S在香港交(jiāo)易(yì)所(suǒ)敲钟。图片来源:香港交易所官(guān)微
人形机器(qì)人可(kě)以干什么?
2021年8月,美国特斯拉公司首(shǒu)席执(zhí)行官埃隆·马斯克(kè)宣布推出人形机器人。该机器人最(zuì)大的特点是身高、体重(chóng)和人差不多,售(shòu)价两万美元,相当于一个工(gōng)人一年的工资,最关键的一(yī)点是“通用”。
2023年12月,马(mǎ)斯克(kè)在社交平台展示了新款人形机(jī)器人Optimus。视频(pín)显示,Optimus可在特斯(sī)拉(lā)工厂(chǎng)内行走移动(dòng),还(hái)能在健身房(fáng)内(nèi)做深(shēn)蹲。此(cǐ)次展示的是第二代(dài)Optimus,相比第一代重(chóng)量减轻了(le)10千克,仿生足部让其步行速度(dù)提高30%,手部关节(jiē)也增加了11个零件,可(kě)以完(wán)成一只手拿取鸡蛋后,再(zài)换至另一只手将鸡蛋放到容器中(zhōng)的动作。未来,Optimus将首先(xiān)应用于特斯拉制造(zào)工(gōng)厂。
“通用,意(yì)味着人形机器人不仅能在工(gōng)厂内搬东西(xī)、装配零件,还能在(zài)农村干农(nóng)活,在家里做家(jiā)务。”中国(guó)科(kē)学院院士乔(qiáo)红在(zài)接受《中国科学(xué)报(bào)》采访(fǎng)时说,“这样一(yī)个通(tōng)用人工(gōng)智能系(xì)统可谓既便宜又好用,但距离问世还有很长(zhǎng)一段路要走。”
“如(rú)果机器人系统和通(tōng)用人工(gōng)智能(néng)系统(tǒng)相结(jié)合,就能在(zài)物理(lǐ)空(kōng)间(jiān)完成很多任务(wù)。”乔红指出(chū),“机器人并(bìng)不能完全替代人,只是将人从(cóng)一些繁杂的(de)工作中解脱出来(lái),有更多(duō)时间做自己(jǐ)喜欢的事情。”
乔红是中国科(kē)学院自(zì)动化研究所多模态(tài)人工(gōng)智能(néng)系(xì)统全国重点实验室主任。她带(dài)领团队(duì)长期从事机器人“手-眼(yǎn)-脑”研究工作(zuò),并开展类(lèi)人人形机器人技术攻(gōng)关(guān)。她曾多次表示:“机器(qì)人未来发展的一(yī)个重要趋势是越来越(yuè)接近生物(wù),不再是冰冷的机器(qì),而(ér)是具有(yǒu)认知(zhī)、情绪(xù)、逻辑(jí)、动作等在内的(de)一系列类人化特征。”
这些年来(lái),乔红在研究中发现,利用国产机(jī)器人进行(háng)高精度装配(pèi)是当前一个较大难点,也是(shì)团队主要(yào)攻关的方向。未来,受人启发研制(zhì)的机(jī)器人与人形机器人系统有望(wàng)成为(wéi)人类工(gōng)作(zuò)和生活的(de)好帮手。
“要实现(xiàn)这个美(měi)好的愿景,就需要机器人向(xiàng)人学习,人在做(zuò)事情的时(shí)候,手、眼(yǎn)、脑是一个完整的回路。”乔红(hóng)称,人看(kàn)东西(xī)其实是(shì)回答两件事(shì)——它是什么?它在哪里?这也是机器人(rén)需要进一步学习的内容(róng)。
人形机器人必须有双腿吗(ma)?
帮工人(rén)递(dì)送工具(jù)后再来一段炫酷的(de)空翻——来自波士顿(dùn)动(dòng)力公司的人形机器人在(zài)车间干活的视(shì)频非(fēi)常抢眼。“其背后是不计成本的投入(rù),以及遥遥无期的量产。”燕缘创投总经理、管理合伙人李军说。
在人(rén)形机器人走红前,市场(chǎng)上不乏一些投入应用场景的(de)机器人,如工业机器人、物(wù)流机器(qì)人、手术(shù)机器人……为(wéi)什么最近(jìn)一两(liǎng)年人形机(jī)器人(rén)尤其(qí)抢眼?
“人(rén)形机器人作(zuò)为(wéi)一个拟(nǐ)人机器人形(xíng)态,是学术界和产业界(jiè)一直希望实现的终极(jí)形态(tài),但(dàn)实现完全拟(nǐ)人太难了。”北(běi)京大学计算机学院助理(lǐ)教授王(wáng)鹤告诉《中国科学报》,“这个终极目(mù)标可以分(fèn)阶(jiē)段实现,比如(rú)先实现(xiàn)相对容(róng)易的半身人形机器人,即上半(bàn)身做(zuò)成(chéng)人形,下(xià)半身(shēn)采用多轮(lún)底盘。”
王鹤(hè)带领团(tuán)队开展(zhǎn)的研究主(zhǔ)要关注机(jī)器人(rén)上半身的(de)手(shǒu)、眼、脑协调。他认为,下半身是轮、上半身是人形的机器人(rén)可(kě)以快速实现(xiàn)落地。尽管(guǎn)形态不是(shì)完(wán)全拟人,但其泛化(huà)的(de)能力已经可以满(mǎn)足很多场景(jǐng)的(de)应用需求。
2023年5月(yuè),北京(jīng)银(yín)河(hé)通用机器人有限公司(以下简称(chēng)银河通用机器(qì)人)成立(lì)。作为公司联合创始人(rén),王鹤透(tòu)露:“一年后,我们研发的双臂(bì)+轮式(shì)的仿人机器人产(chǎn)品将在零售(shòu)场景和(hé)工业场(chǎng)景部署。”
“药店在夜间(jiān)将不再需要店员,从接单到找(zhǎo)药(yào)、拿药、装袋(dài)等(děng)一系(xì)列流程,仿人机器人都(dōu)可以完成。”王鹤告诉《中国科学报》,“2024年,这款(kuǎn)仿人机(jī)器人将在(zài)几(jǐ)家药店进行封闭(bì)测试(shì),计划2025年投入量产。”
近(jìn)日,银河通用机器人完(wán)成亿元级天使+轮融资,由美团战略领投,燕缘创投、清华(huá)SEE Fund、IDG资本跟(gēn)投。本轮所融资金将持续用于公司多模(mó)态通用机器人商(shāng)业场景(jǐng)产品化推进(jìn)。
“我们是一家(jiā)专注(zhù)北京大学早期科技成果转化投(tóu)资的基(jī)金公司,由北京大学(xué)上海临(lín)港国际科(kē)技创新(xīn)中心发起设(shè)立,作为(wéi)耐心资本,力(lì)争做好(hǎo)科学家创业路上(shàng)‘最早一公里’孵化(huà)赋能型(xíng)投资。”李军告诉(sù)《中国科学报》,随着大模型(xíng)的不断进化迭代,在“数(shù)字基座”的基础上将诞生一批具有较(jiào)强场景应用能力的人工智能公司,其(qí)中多模态通(tōng)用机器人是重要(yào)应用领(lǐng)域之一(yī)。
哪些技术难题待解?
尽管全(quán)身人形机器人的落地应(yīng)用还需要(yào)很长一段时间,但王鹤表示,人形肯定是终极(jí)形态,未来将会进入千家万户,现阶段还需要解决软硬件相关的技术难题。
他举例说,目前的人形机器人(rén)上(shàng)半身(shēn)的智能程度(dù)高于下半(bàn)身。下半身在平地模仿(fǎng)人行走的过程还可以,一旦遇到(dào)坑坑洼(wā)洼的地(dì)面就容易摔(shuāi)倒(dǎo),研制成(chéng)本也(yě)较高。对人形机器人来(lái)说,两(liǎng)条腿的作用很(hěn)重要,比如跨(kuà)越障碍物(wù)、与上半身协(xié)同蹲(dūn)下并(bìng)起(qǐ)来,还有一些非必需能力,如跳(tiào)跃、跳舞等,可以在未来用于陪伴人类运动和娱乐。
王鹤说:“今天的扫地(dì)机器人(rén)是最成功(gōng)的家(jiā)用(yòng)机(jī)器(qì)人,不需(xū)要(yào)安装,也不(bú)会(huì)产生危害(hài)。这(zhè)应该(gāi)是人形机器人未来追求的应用(yòng)目标——去除(chú)一切人的参(cān)与,完全自(zì)主(zhǔ)和自动。”
谈及(jí)未来人(rén)形机器人(rén)如何像扫地机器人(rén)一样走进千家万户,王(wáng)鹤从自己研究的具身智(zhì)能领域介绍说,当(dāng)前(qián)互(hù)联网的静(jìng)态大数(shù)据缺乏机器人(rén)如何运动、移动其关节、与(yǔ)世(shì)界物理交互等信(xìn)息。具身智能则(zé)关注从机器人身体(tǐ)出发的感(gǎn)知(zhī)和交互,致力(lì)于从环境(jìng)交互的数(shù)据中学习执行物理任务的能力。
他说(shuō):“具身智(zhì)能(néng)可以让(ràng)人(rén)形机(jī)器人(rén)更加聪明,听懂人话,帮人干活。”
马斯(sī)克也(yě)表示,虽然未来有(yǒu)一(yī)天(tiān)人人都可能拥有一个人形机器人,但是目前展现的Optimus人形(xíng)机器人产(chǎn)品只能执行(háng)重复性的(de)简(jiǎn)单劳(láo)动,还(hái)称不上是个完美的(de)产品。
“具身智能(néng)是(shì)实现通用人工智(zhì)能的关(guān)键。”李军(jun1)告诉《中(zhōng)国科学报(bào)》,“银河(hé)通用机器人在具身智(zhì)能等深度学习算(suàn)法上具(jù)有很强的核心技术壁垒,有(yǒu)望(wàng)解(jiě)决(jué)通用机(jī)器(qì)人‘大(dà)脑’和“小脑”的(de)感知、决策和执行问(wèn)题。”
李军表示(shì),如今国内具有真正核心技术竞(jìng)争力的(de)人形机器人创业公司还不多(duō),但随着中国(guó)相关产业链的日益成熟,硬件(jiàn)部分将会形成较(jiào)为稳定的供应链体系,未来决胜的关键在(zài)于是(shì)否拥有将算法软(ruǎn)件与(yǔ)硬件(jiàn)强耦合(hé)的场景(jǐng)应用(yòng)能力。