機器人何以“成人”? 對話優必選CEO周劍:軟件算法成為人形機器人發展關鍵丨2024年終特刊
21世紀經濟報導記者繳翼飛 北京報導 2024年,人形機器人行業“風起雲湧”。技術飛躍、市場擴展、政策推動……諸多跡象都在預示著這一行業所面臨的變革與機遇。作為“人形機器人第一股”,優必選也是行業最受關注的公司之一。
機器人為什麼要向“人形”發展?人形機器人是否具備可以落地的應用場景?大模型技術的出現是否會加快人形機器人的落地進程?對此,21世紀經濟報導記者專訪了優必選創始人、董事會主席兼CEO周劍。
周劍表示,人形機器人作為人工智能落地物理世界的最佳載體,將受益於人工智能的快速發展,當前限制人形機器人發展的核心因素已經不再是硬件,而是軟件以及軟硬件耦合的能力。未來人形機器人會比智能手機更加智能化、便捷化和人性化,硬件平台上搭載軟件、內容和服務以滿足更多樣化的需要,成為第四次工業革命的標誌性產品。
為什麼是“人形”?
《21世紀》:近兩年,人形機器人概念大火,但為什麼一定要是“人形”?為什麼不集中力量去發展專用機器人或者捨棄掉人形的部分功能(比如雙足)?
周劍:自工業革命以來,每一個時代都有其標誌性產品,第四次工業革命的標誌性產品就是人形機器人。
人形機器人主要有三個核心價值:一是更能適應人類的生活環境,該環境有門檻、斜坡等障礙物,符合人類雙足直立行走的形態,輪式機器人、履帶機器人、爬行機器人可能難以適應,但人形機器人能適應這種環境;二是能更自然地使用人類發明的工具,人形機器人有非常靈巧的雙手和胳膊,可以使用人類的各種工具去完成任務,不需要做特殊的設計;三是類人的形態能讓人機互動更加自然,人形機器人的一顰一笑和肢體語言與人類相似。
人形機器人也是一個多任務、通用型的機器人平台,它有非常多的應用場景。例如工業生產領域,在老齡化社會之下,發展人形機器人可以大大彌補勞動力的不足,這是一個非常具有吸引力的用戶場景。
人形機器人還是很好的社會服務承擔者,因為它具有的擬人特徵更能適應以人為中心建造的辦公、生活環境,更具有親近感,將能應用在辦公輔助、商務服務、家務作業、居家照料老人等領域。一旦人形機器人大範圍應用,勞動力短缺的問題或將得到一勞永逸的解決。
同時,在特種領域,例如救災、救援,相關任務一般具有緊迫性且環境各異,有時特種裝備難以勝任,只能派遣消防員或特種救援隊“上陣”。這時候就可以啟用人形機器人,它們可以直接使用各種特種裝備展開救援任務,大大減少對救援者的安全威脅。
《21世紀》:人形機器人產品目前仍成本較高、銷售價格較高,這會成為其大規模推廣應用過程中所需要解決的難題,今年人形機器人成本是否有明顯變化?是否已經有領域對人形機器人形成了穩定的市場需求?
周劍:在沒有大規模量產、商業化應用的前提下,談成本沒有意義。前沿技術本身就需要企業不斷地投入,這也會導致前面的產品價格較高。今年,隨著技術發展、產業鏈成熟,人形機器人的成本已經大幅下降。未來,人形機器人將走進千家萬戶,提供陪伴和服務,其售價可以參考家用汽車的平均售價——大概2萬美元,甚至會更便宜。一旦商業化量產的臨界點來臨,人形機器人的成本自然會迅速下降,因此不需要對成本和售價的問題太過擔心。
人形機器人的市場需求是始終存在的。以優必選2024年重點攻堅的工業場景為例,教育部、人力資源和社會保障部、工業和信息化部等部門共同編製的《製造業人才發展規劃指南》指出,製造業在2025年的工人缺口就達到3000萬。這就意味著,在人形機器人還未真正進入量產階段時,國內就已經存在龐大的市場需求。
為什麼人形機器人可以解決製造業人力供需問題?首先,儘管工廠智能化趨勢顯著,但依然存在一個明顯的70%與30%的比例。目前,無論是德國的工業製造4.0還是中國的智能製造,工廠中的工作大約有70%已經實現高度自動化和模塊化,這部分工作基本使用機械臂等傳統機器人可以完成,已接近技術發展的天花板,而剩下30%的工作還需要由人類完成。對於目前機械化難以勝任的30%的工作,未來可以進一步細分為兩部分,其中約20%的工作勞動強度大、勞動時間長、可能對人體造成傷害,這部分工作對人類來說過於嚴苛,需要人形機器人來完成。最後剩下10%的工作則依然需要人與機器人協作完成。
《21世紀》:很多企業都在積極拓展人形機器人在醫療、家政等民用領域的應用,目前進展如何? C端市場對於成本、實用性更加敏感,民用機器人未來是否有明確的商業模式?
周劍:優必選主要聚焦於人形機器人的三大應用場景,包括工業製造、商用服務和家庭陪伴。我們認為,智能製造將成為人形機器人首個大規模應用的領域,人形機器人將重新定義AI時代的工人,把人從重複性的勞動中解放出來。今年以來,優必選聚焦汽車、3C等製造業重點領域,提升人形機器人工具操作與任務執行能力,在全球率先與多家企業合作,推動人形機器人在裝配、轉運、檢測、維護等工序的應用和推廣,加強人形機器人與設備、人員、環境協作交互能力,支撐柔性化、定製化生產製造。目前,我們的Walker S是全球進入最多工廠實訓的人形機器人,並獲得了車廠超過500台的意向訂單。
在面向人工智能教育、智慧物流、智慧康養、商業服務等to B端行業,優必選的商業模式是以智能機器人為載體,人工智能技術為核心,推出以“硬件+軟件+服務+運營”為整體的智能服務機器人解決方案。在當前階段,我們以解決行業中的特定問題為目標導向,給客戶交付完整的解決方案。未來在to C端,人形機器人會比智能手機更加智能化、便捷化和人性化,硬件平台上也會搭載豐富的軟件、內容和服務以滿足更多樣化的需要。
絕大部分零件已實現國產化
《21世紀》:人形機器人產業融合軟硬件技術,涉及諸多高精尖關鍵技術。目前我國人形機器人產業發展的比較優勢主要存在於哪些方面?
周劍:在人形機器人的發展上,我國具有非常強大的優勢。
AI技術上,我國的AI研究世界第二,而且有雄厚的工程人才儲備,優必選所在的大灣區是唯一一個同時擁有機電技術和人工智能技術的地區,這為人形機器人產業的發展提供了得天獨厚的條件。
產業鏈上,我國有世界上規模最大、門類最全、配套最完備的產業鏈體系,機器人產業已基本形成了從零部件到整機再到集成應用的全產業鏈體系,這種優勢不僅沒有哪個國家能夠替代,還會伴隨著產業更替日益完善。
應用場景上,作為機器人最大的市場之一,我國機器人應用水平高,連續八年成為全球最大的工業機器人消費國,服務機器人、特種機器人也在倉儲物流、教育娛樂、清潔服務、安防巡檢、醫療康復等領域實現了規模應用。而且新一代年輕人在技術革新中不斷受益,更願意接受和擁抱前沿技術,擁抱新技術的文化氛圍也會無形中減弱人形機器人的商業化阻力,加速人形機器人在中國市場的應用落地。
政策上,我們可以明顯看到,從政府到社會基層,社會各界都在共同努力,從供給和需求兩側“雙向發力”,加速推進人形機器人產業的發展。
《21世紀》:國內的人形機器人產業大概有多少關鍵零部件能夠實現自主供給?
周劍:目前除了高性能芯片、高性能編碼器等極少數零部件仍需進口外,人形機器人絕大部分零部件都已經實現了國產替代。以優必選為例,我們最早靠伺服驅動器起家,因此把應用在人形機器人上的伺服驅動器實現了國產化,如應用在Walker身上的大功率伺服驅動器,涉及的零部件數量大概有50~100種,主要的部件有電機、減速器、編碼器、MCU、力矩傳感器等,國產化率大概是90%;小功率伺服驅動器的零件數量比大功率驅動器的零件數量要少一些,大概有40~80種,國產化率在95%以上。
《21世紀》:按照此前工信部印發的《人形機器人創新發展指導意見》,到2025年,人形機器人創新體系初步建立。您認為目前人形機器人產業的創新生態如何?是否已經形成了穩定的上下遊產業聯繫?
周劍:人形機器人和新能源汽車的上遊產業鏈存在大量重疊和複用。在新能源汽車和自動駕駛不斷髮展的基礎上,人形機器人的產業鏈生態也有了非常全的門類和非常完備的配套,已基本形成了從零部件到整機再到集成應用的全產業鏈體系。當前,人形機器人產業的政策支援和技術進步也為產業創新生態的發展提供了動力。
然而,伴隨著人工智能的快速進展,當前限制人形機器人發展的核心因素已經不再是硬件,而是軟件以及軟硬件耦合的能力,這些問題尚需要行業形成合力,進一步加強技術研發、降低成本、拓展應用場景及跨界協同合作,以實現人形機器人產業的健康發展。
軟件算法進步成關鍵
《21世紀》:人工智能技術在人形機器人產業中至關重要。目前人工智能技術賦能人形機器人產業取得了哪些進展?
周劍:隨著人工智能多項技術的快速發展,人形機器人在具身智能關鍵技術上實現了更多突破,賦予了人形機器人聰明的大腦和敏捷的小腦,加速其產業化進程。以優必選為例,我們構建多模態數據的融合方法用於訓練大模型理解場景,並將大語言模型應用於解決機器人在複雜環境中執行精確運動時的泛化性不足和適配困難問題。這項技術優化了人形機器人決策推理和任務控制的流程,為其泛化性、通用性提供了一條切實可行的路徑。
《21世紀》:人形機器人想要更像人,還有哪些製約?目前多數大模型仍集中在語言類大模型,而機器人大腦需要視覺、三維空間等多種信息處理,如果把現在具身智能的智能水平跟語言類大模型做對比,你覺得現在是相當於GPT幾的階段?
周劍:從人形機器人的靈活性、反應力和泛化性來看,其實技術已經可以實現很多功能,供給端硬件的生產製造及成本早已不再是約束條件,當前,軟件算法進步才是推動人形機器人自主能力提升和應用場景拓展的關鍵。
從底層算法模型來看,機器人的軟件可以分為“大腦”與“小腦”,“大腦”負責感知外界並模擬人類思維決策過程,“小腦”則模仿生物進行複雜的運動控制,即運動控制。伴隨著大模型的進展,人形機器人“大腦”智力快速提升,而“小腦”能實現的靈巧操作能力卻急需加強,主要受製於現實世界的多模態數據的採集能力,以及靈巧操作的軟件泛化能力較弱。
具身智能的發展水平不能橫向地同語言類大模型做對比,因為語言類大模型只需要處理文本或視頻信息,不需要關注物理世界的現實問題。在過去幾十年的人工智能發展過程中,人工智能現實世界的問題幾乎一直是一片空白,這也導致當前缺乏高質量、大規模、信息密度高的具身智能數據集,所以現在具身智能還處於沒有足夠數據讓大模型湧現的階段。
《21世紀》:您預測機器人產業的下一個熱點可能會是什麼?
周劍:短期因素的確定性很低,只有長期因素才是值得關注的。人形機器人是一項需要長期投入的複雜技術,進入這個賽道可能得坐30年的“冷板凳”,甚至等待更長的時間,但其各項複雜核心技術也將帶來超出想像場景的長期商業價值。如果抱著預判熱點、追逐熱點的心態進入這個領域,恐怕會非常難熬。硬科技創業要堅定信心、保持定力,永遠不要以今天技術的局限,阻止對未來的投入,堅持長期技術投入的企業最終將會成為新經濟的中流砥柱。