——科技越是进化,就越接近生命的形态
2023年,人形仿生机器人迎来了高光时刻,而在这大潮中,汽车制造商是一支不可忽视的力量,先有新能源汽车翘楚特斯拉的马斯克,再有投身汽车的小米雷军,更有造车新势力之一的小鹏。
这些汽车行业的领军人物,之所以会做人形机器人,其实也是看到了人形机器人关键技术进步,诸如算力提升、核心元器件性能提升、人工智能技术进步等与汽车制造、特别是自动驾驶有着千丝万缕的联系。
一、汽车制造,钟爱仿生机器人
人型仿生机器人是技术、制造、服务三个核心能力的交汇点,也是软硬件跟AI技术融合的制高点,是智能制造皇冠上的明珠。人型机器人俨然成为众多科技公司、产业大鳄展现自己综合研发实力最好的产品,汽车制造商就是其中的重要代表。
2022年9月,在股东大会上,特斯拉推出了人形机器人擎天柱(Optimus)首秀,能自由行走、灵活抓取放下物体;在2023年特斯拉股东大会上,擎天柱进化了不少,脚步更加顺畅,动作更加熟练,可以自主地对物体进行分类;马斯克表示,未来擎天柱业务线比汽车更重要、更值钱。
小米是在2018年成立了机器人实验室,并在2021年对外发布了第一代四足机器人CyberDog;而小米全尺寸人形仿生机器人CyberOne,名为“铁大”,抢在马斯克前,于2022年8月正式对外发布。
马斯克与雷军一个是世界新能源汽车翘楚,一个是国内智能手机的领军人物、智能汽车的后来居上者,同时跨界进入了人型仿生机器人领域。
如果说特斯拉与小米,是先行者,那么,造车新势力的小鹏则是跟随者,于今年10月24日,发布了其首款人形机器人,代号为PX5,具有类人般的平衡能力,十分灵活的双臂。
何小鹏希望,在明年的这个时点到来时,双足机器人已经在小鹏自己的体系里使用,但就目前来说,小鹏的人形机器人项目仍处于初级阶段。
小米人形机器人选择了从智能制造领域切入,从零部件到硬件系统、软件系统、运控、感知等各个维度全覆盖,已完成了一代双足机器人的原型机研发以及两代四足机器人的研发。
伴随着智能制造的推进,小米对仿生机器人理解逐步加深,逐步形成了对未来工厂和机器人的认知。小米仿人机器人正扎根小米智能生产线上一个场景,在多个功能上做产品技术的验证,以实现仿人机器人在制造场景当中的数据积累和模型迭代。
在人形机器人研发上,小米坚持开源开放,为超过116家科研院所、高校、机构提供全套的开源平台。
人形仿生机器人,既然强调”人形“,其产品方向就要有类人的人体,能够实现空间的运动可达,既包括上肢操作需要触达的空间,又包括移动所需要的运动空间;进一步需要有类人的感知,能够快速适应各种变化的环境,调动器官做出多维度的环境信息抽取;再进一步,有类人的人脑,通过小脑做出动作,通过大脑进行决策,实现复杂环境当中操作多种机器设备的通用性。
汽车制造流程的总装环节当中,仍然是重人力的环节,95%是人工,现行的机械臂难以完成,需要人形机器人来替代,这也许是汽车制造商嵌入人形机器人开发的另一个原因。
实际情况是,人形机器人作为模仿人类的拟态物,相比机械臂等传统机器人,能无缝在众多场景替代人类工作,特斯拉的超级工厂不下10个,如果能打造一个人形机器人来代替工厂中重复劳动的员工,将显著降低生产成本。
二、技术迁移,拓展产品边界
为什么汽车制造商乐于人形机器人的开发?最直接的回答是自动驾驶技术,可以迁移到仿生机器人的制造上,因为自动驾驶技术与仿人机器人一脉相承。
自动驾驶技术从其汽车转移到人型机器人,并经过调整以适应机器人的身体和不同的工作环境。自动驾驶为机器人搭建技术框架,机器人的反馈机制本质上是与自动驾驶相同的架构,即感知层-决策层-执行层。
比如,特斯拉二代人形机器人擎天柱,亮点是神经网络完全端到端训练:输入视频,输出控制;这类似于特斯拉自动驾驶FSD V12开发中的神经网络训练 —— 处理所有输入信号,输出驾驶决策。
再比如,特拉斯仿人机器人可直接复用其电动车成熟的视觉系统,FSD是特斯拉的自动驾驶解决方案,也是特斯拉人形机器人的“大脑”。
特斯拉研发人形机器人的初衷便是最大程度上利用特斯拉在造车和自动驾驶方面的优势,特别是自动驾驶研发过程中积累的算法经验、数据驱动能力、AI芯片能力、模型训练能力等,而电控系统、控制算法可以借鉴和利用汽车智能技术。
特斯拉已经打通了FSD软件(完全自动驾驶)和机器人的底层模块,在自动驾驶上的积累将使得人形机器人全面受益。特斯拉FSD系统已有海量数据储备,开发人形机器人可节省大量前期费用,比如,特斯拉的人形机器人可以较好地利用起FSD中的Occupancy Network的语义感知能力,从而与周围环境互动。
对于人形机器人,特斯拉采用车域控制器的控制方式并复用自动驾驶系统,通过闭环数据引擎,不断升级的感知、规划控制算法以及高算力、模型训练效率,打通“感知-认知-决策”链路,使人形机器人拥有了智能属性。
智能驾驶是小鹏汽车显著标签,小鹏汽车双足机器人将融合小鹏在智能驾驶和智能座舱上的新技术,何小鹏觉得造人形机器人和做汽车自动驾驶是异曲同工,AI汽车和机器人在非常多的技术能力上是一致的。
小鹏的机器人将集合XNGP、XEEA电子电气架构、XPower、XGPT灵犀大模型、XOS等智能汽车同源技术。
小米的智能电动汽车赛道,与人形机器人技术复用和迁移,小米的仿人机器人CyberOne更多的采用了以高性能、小型化电机为主的干系统,迎合了新能源时代下智能汽车从湿系统逐步替换成干系统的大趋势。
Agility Robotics 与福特汽车公司宣布建立合作伙伴关系,开发结合了福特的自动驾驶汽车技术和Digit机器人的“最后一英里”无人物流解决方案。