北京時間10月1日，特斯拉創(chuàng)始人馬斯克終于帶著人形機器人“擎天柱”原型機，與公眾見面。
▲特斯拉人形機器人“擎天柱”原型機。圖/特斯拉
▲特斯拉人形機器人“擎天柱”原型機。圖/特斯拉
馬斯克表示，有信心以較低的成本實現(xiàn)“擎天柱”的量產(chǎn)，預計3-5年后人們可以訂購，最終產(chǎn)量將達到數(shù)百萬臺，單價預計不到2萬美元。
在現(xiàn)場，“擎天柱”只做了走上舞臺、緩慢揮手以及簡單舞蹈等動作，更復雜的動作如汽車工廠搬運、給植物澆水、移動金屬棒等，則改用視頻演示。“我們只是不想讓它摔跟頭。”馬斯克說。
特斯拉“擎天柱”的蹣跚步伐，讓不少人想到了一個多月前小米發(fā)布的人形機器人“鐵大”。當時的“鐵大”手舉一朵花，大概花了14秒的時間、邁了40步，走向了6米遠外的小米公司創(chuàng)始人雷軍。
▲小米人形機器人“鐵大”與小米創(chuàng)始人雷軍。圖/小米
對于“鐵大”和“擎天柱”，網(wǎng)友議論紛紛。有人覺得“它們開啟一個機器人時代”，甚至暢想人形機器人服務人類的美好未來，但也有人覺得“不過如此”，“就是個大號玩具，還是天價的那種”，“跟我想象的還差得很遠”。
從電腦到智能手機、智能汽車，再到如今，明星科技公司們?yōu)槭裁撮_始熱衷于“造人”了？
藝術(shù)與科技的終極想象
1927年，默片《大都會》問世，影片中金色盔甲外形的女機器人“瑪麗亞”甫一露面，驚艷世界。
▲電影《大都會》中的女機器人“瑪麗亞”。圖/電影劇照
“瑪麗亞”打開了人類對人形機器人的想象大門。此后，諸多影視作品中經(jīng)典的人形機器人形象，寄托著人類對人體和機器智能融合的終極想象。
科技與藝術(shù)總是相生相伴。人們對影視作品中人形機器人的追捧，也激發(fā)著科研人員的研究熱情。
1973年，日本早稻田大學推出了全球首個全尺寸人形機器人WABOT-1，它能夠用手抓取和運輸物體，用日語與人進行初步交流，還可使用下肢行走，只不過每走一步耗時45秒，運動能力極弱。
▲日本早稻田大學于1973年推出的WABOT-1。圖/日本早稻田大學
再后來，人形機器人研發(fā)主體開始從高校主導轉(zhuǎn)向汽車制造和電子技術(shù)廠商主導，并進入電源、傳感器于一體的系統(tǒng)集成發(fā)展階段。期間最具代表性的，是2000年日本本田公司推出的人形機器人“阿西莫”（ASIMO）。
▲2000年，本田公司的人形機器人“阿西莫”。圖/本田
“阿西莫”被視為純電機驅(qū)動的人形機器人“鼻祖”，裝配視覺感應器、超聲波感應器等。伴隨不斷的升級迭代，這款機器人能實現(xiàn)行走、跑步、上下樓梯、舞蹈等復雜運動，只是售價也達到驚人的250萬美元。
波士頓動力是繼本田之后的另一家機器人明星公司。這家由美國軍方支持起來的公司，最“出圈”的產(chǎn)品除了那個怎么都踹不倒的四足機器人“大狗”(BigDog)，就莫過于2013年推出的身高1.5米、體重80kg的人形機器人“阿特拉斯”（Atlas）了。
由于采用液壓驅(qū)動+控制模式，再加上研發(fā)人員的持續(xù)改進，“阿特拉斯”的運動控制能力相當了得，不僅運動速度可達到每小時5.4公里，還可以穩(wěn)定快速地翻越障礙物，實現(xiàn)多種“跑酷”動作，可承擔危險環(huán)境搜救任務，單臺價值也高達200萬美元。
▲波士頓動力公司的人形機器人“阿特拉斯”。圖/波士頓動力
相較于日本和美國，我國人形機器人研發(fā)和產(chǎn)業(yè)起步較晚，如今行業(yè)里一些明星公司如優(yōu)必選、達閥，分別誕生于2012年、2015年，目前這兩家公司也均推出迭代多次的人形機器人，正處于加速商業(yè)化的探索過程中。
此外，前不久北京理工大學也推出了一款高動態(tài)仿人機器人，最大跳躍高度0.5米、跳躍距離1米，最高奔跑速度每小時6公里。
為什么要“造人”？
除了活躍在大銀幕上和實驗室里，近年來，越來越多形態(tài)功能各異、售價相對親民的機器人已經(jīng)進入社會生產(chǎn)和生活，代替人工在不同作業(yè)場景下發(fā)揮作用。
比如，目前商業(yè)落地較快的是美國敏捷機器人公司2020年推出的人形機器人Digit。公開數(shù)據(jù)顯示，Digit適用于物流、倉儲、工業(yè)等多種應用場景，單臺售價25萬美元，2021年出貨量在40-60臺。
來自賽迪工業(yè)和信息化研究院的報告顯示，現(xiàn)階段，全球人形機器人的主要應用領(lǐng)域為物流、商業(yè)、家庭，但其售價明顯高于已在物流、教育、商業(yè)服務等細分領(lǐng)域有成熟應用的非人形機器人產(chǎn)品。
▲數(shù)據(jù)來源：賽迪產(chǎn)業(yè)所整理
為什么機器非要做成人形？科技公司有必要費力去“造人”嗎？動輒上萬元甚至幾十萬上百萬元的產(chǎn)品，能賣得出去嗎？
“人形機器人一定是未來的方向。”中國科學院深圳先進院創(chuàng)新發(fā)展處處長、深圳市機器人協(xié)會秘書長畢亞雷認為，我們目前所處的物理世界，都是按照人的尺寸大小設計，最適合這個社會生態(tài)的，顯然是能真正代替人去做事情的人形機器人。
相比異形機器人，人形機器人的確具有其獨特的優(yōu)勢。
民生證券研究報告認為，人形機器人的應用場景更加通用，因其人形造型更易于接受，有可能打破工廠、商用和家用壁壘，成為一個真正通用的產(chǎn)品；而且，人形機器人可作為天然的商業(yè)入口，被賦予更多商業(yè)價值。
據(jù)市場研究機構(gòu)預測，全球人形機器人市場規(guī)模將從2022年的15億美元提升至2027年的173億美元，千億級藍海市場未來可期。
更為重要的是，人形機器人的出現(xiàn)與發(fā)展，所產(chǎn)生的影響并不局限于其所處細分行業(yè)本身。
畢亞雷認為，人形機器人的出現(xiàn)將大大加快現(xiàn)有機器人技術(shù)迭代的效率。
中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院人工智能與服務機器人控制技術(shù)重點實驗室主任何國田告訴《財經(jīng)國家周刊》記者，人形機器人是軟件技術(shù)與硬件設備的集成品，“無論是最終成品還是中間研發(fā)制作過程，都能帶動相當一批高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”
據(jù)何國田介紹，人形機器人解決方案構(gòu)成復雜，比如減速器、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)解決機器人的“運動”問題；智能感應系統(tǒng)包括毫米波雷達、圖像傳感器、溫度傳感器等多種傳感器，以及FSD芯片（完全自動駕駛芯片）、算力芯片等計算系統(tǒng)，充當機器人的“眼睛”和“大腦”。而目前，全球在這些層面都已有相應的技術(shù)積累。
“目前人形機器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展已經(jīng)具備初始條件。”何國田說。
小米、特斯拉入局
除了科研機構(gòu)或?qū)I(yè)機器人公司從事研發(fā)外，如今小米、特斯拉這樣的明星科技公司，也開始入局人形機器人領(lǐng)域了。
對于為何下場“造人”，兩家公司并未明確解釋，馬斯克僅頗具哲學意味地提到，“這將是文明的根本轉(zhuǎn)變。”雷軍則說這是“小米對未來科技生態(tài)的一次探索”。
在一些行業(yè)人士看來，小米、特斯拉都有無人駕駛技術(shù)研究背景，進入人形機器人領(lǐng)域順理成章。而且，如今也是人形機器人產(chǎn)業(yè)化的風口前夕。
何國田告訴《財經(jīng)國家周刊》記者，人形機器人和無人駕駛具有三大共同關(guān)鍵技術(shù)，分別是環(huán)境感知、規(guī)劃決策、執(zhí)行控制。“兩者在一些關(guān)鍵技術(shù)上高度重疊，所以此類公司憑借掌握的無人駕駛技術(shù)，可以前瞻布局人形機器人行業(yè)未來巨大的市場。”
就當前人形機器人發(fā)展狀況本身而言，記者從賽迪工業(yè)和信息化研究院獲悉，從最初的模仿人類操作，到仿人類功能，再到脫離人類向機器新物種方向發(fā)展，人形機器人的發(fā)展在日本得到立法保護、監(jiān)督，在美國上升成為國家發(fā)展戰(zhàn)略；我國《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等綱領(lǐng)性文件的出臺，也為國內(nèi)人形機器人產(chǎn)業(yè)的跟跑并跑指明了方向。
▲敏捷機器人公司（Agility Robotics）制造的Digit。圖/敏捷機器人公司
不過，人形機器人產(chǎn)業(yè)仍處在早期發(fā)展階段。何國田及賽迪工業(yè)和信息化研究院方面專家均認為，目前國內(nèi)外機器人產(chǎn)業(yè)仍存在不少問題，比如市場混亂，多為娛樂性小產(chǎn)品，沒有拳頭產(chǎn)品；市場定位不準、資金投入不夠；用戶期望值過高，技術(shù)和應用場景未完全成熟，等等。
小米、特斯拉這種明星科技公司的進入，會帶來新變化嗎？
哈爾濱工業(yè)大學機器人研究所所長、機器人技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室副主任趙杰對此持樂觀態(tài)度。他認為，馬斯克將人形機器人商業(yè)化，應用于工廠、家庭服務等場景，這種商業(yè)驅(qū)動將促使人形機器人快速發(fā)展。
“這將激發(fā)更多的人和資金進入人形機器人相關(guān)產(chǎn)業(yè)。”某投資基金人士向《財經(jīng)國家周刊》記者透露，機器人行業(yè)近年來一直在其關(guān)注行列，特斯拉、小米的行為，明顯激發(fā)了不少同行對人形機器人這一細分市場的興趣，“都在努力尋找好標的”。
何國田也認為，“明星公司”會帶來“明星效應”，一方面能讓更多人了解人形機器人產(chǎn)業(yè)擁有廣闊的市場空間，另一方面“炒熱”人形機器人產(chǎn)業(yè)，會推動資本、人才等要素進入，促進技術(shù)快速進步。
“科技企業(yè)爭相入局，產(chǎn)業(yè)加速迭代升級。”何國田說，這已經(jīng)在多個行業(yè)驗證過，人形機器人也不太可能例外。
未來可期
人形機器人能像智能手機一樣普及，進入我們的生產(chǎn)、生活嗎？
何國田及畢亞雷等業(yè)內(nèi)人士認為，未來5-10年，人形機器人有望進入實用階段。但從技術(shù)、資本、研究機構(gòu)及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)透露的信息來看，在實現(xiàn)這樣的目標之前，人形機器人產(chǎn)業(yè)還要解決進化道路上的幾個問題。
首先，需要基于明確的剛需應用場景進行研發(fā)，找到商業(yè)化落地的支撐點。
前述投資基金人士認為，機器人產(chǎn)業(yè)是一個體量龐大的賽道，底層核心技術(shù)有相通之處，資本目前更關(guān)注的是人形機器人在下游有哪些真實的應用場景，“這牽涉到對成本和投資回報率的評估”。
何國田說，日本及美國企業(yè)的探索經(jīng)驗表明，面向市場的研發(fā)才是商業(yè)化的基礎。從產(chǎn)業(yè)本身來看，目前，上游核心部件、中游本體制造已經(jīng)成熟，但下游還沒有成熟的商業(yè)應用，主要原因就在于沒有明確的應用場景。
“有了場景，再進行相應的設計、制造、測試等流程，才能真正打開商業(yè)化局面。”何國田說。
與應用場景緊密相連的，是產(chǎn)品成本與售價。前述投資基金人士說，當前人形機器人產(chǎn)品售價高，主要是造價高。但有了應用場景，然后通過一定規(guī)模的批量生產(chǎn)，就能成功縮減部分成本。
這樣的觀點與國內(nèi)人形機器人企業(yè)優(yōu)必選、達閥此前對外傳達的聲音基本一致。不過，作為直面市場的企業(yè)，這些公司也表示，降成本、提高產(chǎn)品性價比需要一個過程，生產(chǎn)制造成本是一方面，研發(fā)成本則是另外一座需要跨越的大山。
賽迪工業(yè)和信息化研究院研究人員認為，人形機器人應用跨度較大，因此可能面臨非標定制化的高研發(fā)投入，比如，適合人形機器人的高精度電機與機器人常用電機的結(jié)構(gòu)、材料不同，標準部件難以集成到人形機器人上。
▲特斯拉人形機器人“擎天柱”原型機視頻演示給植物澆水。圖/特斯拉
除了加強對伺服電機、減速器、控制系統(tǒng)、各類傳感器等核心零部件研發(fā)，人形機器人產(chǎn)業(yè)突破的另一技術(shù)支柱還在于人工智能。
商湯科技給記者提供了這樣一組數(shù)據(jù)：人類每人每天平均會接觸600多個物體，如果把人換成人工智能模型，則其模型訓練至少需要處理3500萬種可能的場景，而現(xiàn)實是，當前并沒有哪一家企業(yè)或研究機構(gòu)擁有能夠覆蓋如此多場景的人工智能模型。
“人形機器人要盡可能模擬人在各類場景下‘感知-認知-決策-執(zhí)行’的過程，但現(xiàn)階段人形機器人在復雜場景下，機器視覺容易失敗，人工智能還‘不夠智能’。”何國田說，這也是下一步科研機構(gòu)及企業(yè)需要攻關(guān)之處。
放眼全球人形機器人產(chǎn)業(yè)進展，日本在機器人立法、核心零部件方面已具備先發(fā)優(yōu)勢，美國注重新興技術(shù)與機器人技術(shù)的深度結(jié)合，并以包容監(jiān)管的態(tài)度促進機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。
賽迪工業(yè)和信息化研究院的一份報告提到，相比之下，我國人形機器人起步更晚，但發(fā)展快速、后勁十足。比如，我國多項人工智能機器人核心技術(shù)已逐漸達到國際頂尖水平；STEM（科學、技術(shù)、工程和數(shù)學學科）高端人才數(shù)量等于發(fā)達國家總和；我國是全球最大的機器人消費市場，消費潛力巨大。更為重要的是，我國擁有從上游核心零部件到中游本體再到下游系統(tǒng)集成的完整產(chǎn)業(yè)鏈。
“未來充分發(fā)揮這些優(yōu)勢，我國人形機器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)有望實現(xiàn)從跟跑向并跑甚至領(lǐng)跑的跨越。”何國田等業(yè)內(nèi)人士認為。
