2023年12月29日,香(xiāng)港(gǎng)交易(yì)所(suǒ)迎(yíng)来一位特殊的敲(qiāo)钟人——人形机(jī)器人(rén)Walker S。它和主人——深圳市优必选科技股份有限公(gōng)司(以(yǐ)下简称优必选(xuǎn))董事会主席周剑一起(qǐ)敲响开市锣。
当天,优必选在香港交易所主板挂(guà)牌上市,被业(yè)内称为国内人形机器(qì)人第一股,股(gǔ)价最高超93港元(yuán),收盘时对应市值约(yuē)380亿港元。
不久前,工业和信息化部印发的《人(rén)形机器人创新发(fā)展指导意见》指(zhǐ)出,人形(xíng)机器(qì)人集成人工智能、高端制造、新材料(liào)等(děng)先进技术,有(yǒu)望(wàng)成为继(jì)计算机、智能手机、新能(néng)源汽车之后的(de)颠覆性产品。
在刚(gāng)刚过(guò)去的2023年,能(néng)站立行走、能跑能跳的人形机器人频频亮(liàng)相,引发各界关注(zhù)。人形机(jī)器人为什么这么火(huǒ)?它跟人的外形必(bì)须一模一样吗?还(hái)有哪些瓶颈有待突破(pò)?
人形(xíng)机器人Walker S在(zài)香港(gǎng)交易所敲钟。图片来源:香港交易所官(guān)微
人形机器人可以干什(shí)么?
2021年8月,美国特斯拉公司首(shǒu)席执行官埃隆·马(mǎ)斯克(kè)宣布推出人形机器(qì)人。该机器人最大的特点是身高、体重和人差不多,售价(jià)两万美(měi)元,相当于一个(gè)工人一年的工资(zī),最关(guān)键的一(yī)点是“通用”。
2023年12月,马斯克在社交平台展(zhǎn)示了新款人形机器人Optimus。视频(pín)显(xiǎn)示,Optimus可在特斯拉工厂内行走(zǒu)移动,还能在健(jiàn)身房内做深(shēn)蹲。此次展示的是第二代(dài)Optimus,相(xiàng)比第一代(dài)重(chóng)量(liàng)减轻(qīng)了10千克,仿生足部让其步行速度(dù)提高(gāo)30%,手部关节也(yě)增加了11个零件,可以完成一只手拿取鸡蛋后(hòu),再换至另一只手(shǒu)将(jiāng)鸡蛋放到容器中的动作。未来,Optimus将首先应(yīng)用于特斯拉制(zhì)造工厂(chǎng)。
“通用,意味(wèi)着(zhe)人形机器人不仅能在工(gōng)厂内搬东西(xī)、装配零件,还(hái)能(néng)在农村干农活,在家里做家务。”中国科学院院士乔红在接受《中国(guó)科学报》采访时说,“这样一个(gè)通用人工智能系统可谓既便宜又好用,但(dàn)距离(lí)问世(shì)还有很长一段路要(yào)走。”
“如果机(jī)器人系统和通用人工(gōng)智(zhì)能系统相结合,就能(néng)在物理空(kōng)间完成(chéng)很多(duō)任务(wù)。”乔红指出,“机器人并不能完全替代人,只(zhī)是将人从(cóng)一些繁(fán)杂的工作中解脱出(chū)来(lái),有更多时(shí)间做(zuò)自己喜欢的(de)事情(qíng)。”
乔红是中国(guó)科(kē)学院自(zì)动化研究所多模态人工智能系统(tǒng)全国重点实验室主任。她带(dài)领团队长期从事机器人“手-眼-脑”研究工作,并开(kāi)展类人人形机器(qì)人技(jì)术攻关。她曾多次(cì)表示:“机器人未来发展的一个重要趋势(shì)是(shì)越来越接近(jìn)生物,不(bú)再是冰(bīng)冷的机器,而是具有认知(zhī)、情(qíng)绪、逻辑、动作等在内的一(yī)系列类人(rén)化特征。”
这些年来,乔红在研究中发现,利(lì)用国产机器人进行高精(jīng)度装配是当前一个较大(dà)难点,也是团队主要攻(gōng)关(guān)的方向。未来,受人启发研制(zhì)的机器(qì)人(rén)与人形机器人系统有望成为人(rén)类工作和生活的好帮(bāng)手(shǒu)。
“要实(shí)现这个美好的愿景,就需要机(jī)器人向人学习(xí),人在做事情的时(shí)候(hòu),手、眼、脑是一个完(wán)整的回路。”乔(qiáo)红称,人(rén)看(kàn)东西其实是(shì)回答两件事(shì)——它是(shì)什么(me)?它(tā)在(zài)哪里?这也是(shì)机器(qì)人需(xū)要进一(yī)步学习(xí)的内容。
人形机器(qì)人必(bì)须有双腿吗?
帮工人(rén)递送工(gōng)具后再来一段炫酷的空翻(fān)——来(lái)自波(bō)士顿(dùn)动力公司的人形机器人在车间(jiān)干活的视频非常抢眼。“其背后是不计成本的投入,以(yǐ)及遥遥无期的(de)量(liàng)产。”燕缘创(chuàng)投(tóu)总(zǒng)经理(lǐ)、管理合伙人李军说。
在人形机器人走红(hóng)前(qián),市场上(shàng)不乏一些投入应用场景的机器人,如工(gōng)业机器人、物流机器人、手术机器人……为什么最(zuì)近一(yī)两年(nián)人(rén)形机器人(rén)尤其(qí)抢眼?
“人(rén)形(xíng)机器人作为一个拟人机器人形态,是学术界和(hé)产业界一直希(xī)望实现的终极(jí)形态,但(dàn)实现完全拟人太难(nán)了(le)。”北京大学计算机学院助理教授王(wáng)鹤(hè)告诉《中(zhōng)国科(kē)学报》,“这个终极目标可以分(fèn)阶段实现(xiàn),比如先实现(xiàn)相对容易(yì)的半身(shēn)人形机器人,即上半身(shēn)做成人形,下半身(shēn)采用多轮底(dǐ)盘。”
王(wáng)鹤带领团队开展(zhǎn)的研究(jiū)主(zhǔ)要关注机器人(rén)上(shàng)半(bàn)身的手、眼、脑协调。他认为,下(xià)半身是(shì)轮、上半身是人形的机器人可以(yǐ)快速实现落地。尽管形态不是完(wán)全拟人,但其(qí)泛化的能力已经可以满足(zú)很多场景的应用需求。
2023年5月,北京银河通用机器人(rén)有限公司(以下简称(chēng)银(yín)河通(tōng)用机器(qì)人)成立。作为公司联合创始人,王鹤透露:“一年后,我们研(yán)发(fā)的双臂(bì)+轮式的仿人机器人产品将在零售(shòu)场(chǎng)景和工业场景部署(shǔ)。”
“药店(diàn)在夜间将不再(zài)需要店员(yuán),从接单到找(zhǎo)药、拿药、装袋等(děng)一系列流程,仿人机器人都(dōu)可以(yǐ)完(wán)成。”王鹤(hè)告诉《中国(guó)科学报》,“2024年,这款仿人(rén)机(jī)器人将在几家药店进行封闭测试(shì),计划2025年投入量产(chǎn)。”
近日,银河(hé)通(tōng)用机器人完成亿元(yuán)级天(tiān)使+轮融资,由美团战略领投,燕(yàn)缘创投、清华SEE Fund、IDG资本跟投。本轮所融资金将持(chí)续用于公司多模态通(tōng)用机器人商业(yè)场景产品化推进。
“我们是一家专注北京(jīng)大学早期科技成果转化(huà)投资(zī)的基金(jīn)公司,由北(běi)京大学上(shàng)海临(lín)港国际科技(jì)创新中心(xīn)发起设立(lì),作为(wéi)耐(nài)心资本(běn),力争(zhēng)做(zuò)好科学家创业路上(shàng)‘最早(zǎo)一公里’孵(fū)化赋能(néng)型投资。”李军告诉《中国科学(xué)报》,随着大模型的不(bú)断(duàn)进化(huà)迭代,在“数字基座”的(de)基础上将诞生一批具有较强场景应用能力的人(rén)工智能公(gōng)司,其中多(duō)模态通用机器人是重要应用领域之一。
哪(nǎ)些技术难题(tí)待解?
尽管全身(shēn)人形机器人的落地应用还需要很长一段时间(jiān),但(dàn)王鹤表(biǎo)示,人(rén)形肯(kěn)定是终极形态,未来将会(huì)进(jìn)入千家万户,现阶(jiē)段(duàn)还需要解(jiě)决软硬(yìng)件相(xiàng)关的技术难题。
他举例说,目前的人形机器(qì)人(rén)上半身的智能程度高于下(xià)半身。下半身在(zài)平地(dì)模仿(fǎng)人行(háng)走的过程还(hái)可以,一(yī)旦遇到坑坑洼洼的地面就(jiù)容易摔(shuāi)倒,研制成(chéng)本也较高。对人形机器(qì)人来说,两条腿的作用很(hěn)重要(yào),比如跨越障碍物、与上半身协同蹲下并起来,还有一些非必需能力(lì),如跳跃(yuè)、跳舞等,可(kě)以在未(wèi)来用于(yú)陪伴(bàn)人类运动和娱(yú)乐。
王(wáng)鹤说:“今天的扫地机(jī)器人是(shì)最成功的家用机器人,不需要安装,也不会产生危害。这(zhè)应该是人形机器(qì)人(rén)未(wèi)来追求的(de)应用目(mù)标——去(qù)除(chú)一切人(rén)的参与,完(wán)全自主和(hé)自动(dòng)。”
谈及未来人形机器人如何像(xiàng)扫地机器人一样走进千家万户,王鹤从自己研究的具身智能(néng)领域介绍说,当前互联网的静态(tài)大数据缺乏机器人如何运动、移动其关节、与世界(jiè)物(wù)理交互等信(xìn)息。具身智能则关注从(cóng)机器人身体出发(fā)的感知和交(jiāo)互,致力于从环(huán)境交互的(de)数据中(zhōng)学习执行(háng)物理任务的能力。
他(tā)说:“具身智(zhì)能可以(yǐ)让人形机器人更加聪明,听懂人话,帮人干活。”
马斯克也表示,虽然(rán)未来有一(yī)天人人都可能拥(yōng)有(yǒu)一个人形机器人,但(dàn)是目前展现的Optimus人形机器人产品只(zhī)能执行重复性的简单劳动,还称不上是个完美(měi)的产(chǎn)品(pǐn)。
“具(jù)身智能是实现通(tōng)用人工智能的关键。”李(lǐ)军告诉《中国科(kē)学报》,“银河(hé)通用(yòng)机器(qì)人在具(jù)身智能等深度学习(xí)算法上具有很(hěn)强的核心技术(shù)壁垒,有(yǒu)望解(jiě)决通用机器(qì)人(rén)‘大脑’和“小脑”的感知、决(jué)策和执行问题。”
李军表示,如今国内具有(yǒu)真(zhēn)正核心技术竞争力的人(rén)形机器(qì)人创业公司还不多(duō),但随着(zhe)中国(guó)相关产业(yè)链的日益(yì)成熟,硬件(jiàn)部分将(jiāng)会形成较为稳定(dìng)的(de)供应链体系,未来(lái)决胜(shèng)的(de)关键在(zài)于是(shì)否拥有将(jiāng)算法软件与(yǔ)硬件强耦合的场景应用能(néng)力(lì)。