“政策技術(shù)”雙加持　人形機(jī)器人走向“大空間”

“雙腳”躍上臺(tái)階，并在草叢、泥濘路面上穩(wěn)定行走；“手指”自如地握住瓶子，抓握投遞籃球，甚至嫻熟地進(jìn)行咖啡拉花；在人工智能大模型加持下，聽到“口渴了”的指令，可以轉(zhuǎn)身走向冰箱取出一罐飲料遞給人類……眼下，“頭腦”聰明、“四肢”靈活的人形機(jī)器人正成為多方競逐未來產(chǎn)業(yè)的新賽道。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，人形機(jī)器人是信息、制造、材料、能源、生命等技術(shù)的集大成者，涉及領(lǐng)域新、技術(shù)含量高，其創(chuàng)新發(fā)展蘊(yùn)含巨大生產(chǎn)力潛能，有望帶動(dòng)新經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)不斷涌現(xiàn)。在政策和技術(shù)的雙加持下，人形機(jī)器人在工業(yè)、醫(yī)療、家庭服務(wù)等領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用空間，預(yù)計(jì)到2030年，中國人形機(jī)器人市場規(guī)模有望達(dá)約8700億元。

在達(dá)闥機(jī)器人股份有限公司的實(shí)驗(yàn)室里，展示著人形機(jī)器人“小姜”的“骨架”，全身頸、肩、肘、腕、手、腰、膝等處遍布著超過40個(gè)柔性關(guān)節(jié)。它們是解決傳統(tǒng)機(jī)器人“剛性有余、柔性不足”的關(guān)鍵。

“和人一樣，決定機(jī)器人靈活度的是關(guān)節(jié)。每一個(gè)關(guān)節(jié)都離不開計(jì)算、通信和傳感。”達(dá)闥公司創(chuàng)始人黃曉慶告訴記者，參照智能手機(jī)的設(shè)計(jì)理念，企業(yè)自主研發(fā)出了智能柔性關(guān)節(jié)，從機(jī)械結(jié)構(gòu)、核心算法等多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破。同時(shí)將原本獨(dú)立的元器件集成在一起，就像將很多芯片集成到一塊電路板上一樣。

不僅關(guān)節(jié)要更靈活，全身運(yùn)動(dòng)控制也至關(guān)重要。在浙江大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室，人形機(jī)器人“悟空-4”可以跳躍0.2米高度臺(tái)階并平穩(wěn)落地，也可上下25度斜坡和10厘米臺(tái)階。

浙江大學(xué)控制學(xué)院副教授朱秋國介紹，“悟空-4”實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的三維環(huán)境地圖構(gòu)建和自主動(dòng)態(tài)導(dǎo)航，使它能適應(yīng)室外路面、草叢、泥濘路面等多種地形。“運(yùn)動(dòng)范圍、力量和速度的提升，意味著機(jī)器人的靈活性更高，像人一樣行走是探索實(shí)際應(yīng)用的重要一步。”他說。

目前一批國內(nèi)外企業(yè)正加速布局人形機(jī)器人。2022年10月，特斯拉推出的機(jī)器人——擎天柱Optimus原型機(jī)正式亮相。在日前召開的2023世界機(jī)器人大會(huì)上，小米、優(yōu)必選、宇樹科技等企業(yè)紛紛展出人形機(jī)器人產(chǎn)品。

據(jù)國際機(jī)器人協(xié)會(huì)預(yù)測，2021年至2030年，全球人形機(jī)器人市場規(guī)模年復(fù)合增長率將高達(dá)71%。中國電子學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，到2030年，中國人形機(jī)器人市場規(guī)模有望達(dá)約8700億元。

但也要看到，目前人形機(jī)器人的技術(shù)水平仍有很大探索空間，光是做到像人一樣走路就是行業(yè)的難題，也尚未形成完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，整個(gè)行業(yè)處于早期的發(fā)展階段。

“機(jī)器人要做成‘人的樣子’并不困難，但要實(shí)現(xiàn)智能卻是一個(gè)極其艱巨的任務(wù)。”黃曉慶認(rèn)為，通用人工智能技術(shù)取得突破性進(jìn)展，為人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展提供了重要的驅(qū)動(dòng)力。大模型具備了充分的基礎(chǔ)知識(shí)、基本可用的連續(xù)對話與持續(xù)交互的能力，接入人形機(jī)器人智能多模態(tài)交互系統(tǒng)后，能明顯提升機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用場景下的自主決策能力。

以人形機(jī)器人“小姜”為例，接入機(jī)器人多模態(tài)大模型RobotGPT后，只需要告訴“小姜”任務(wù)是什么，例如抓取什么顏色的物品、完成什么樣的動(dòng)作，它可以自己拆分任務(wù)動(dòng)作，生成控制指令，甚至對行動(dòng)細(xì)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。

“從研發(fā)角度來說，未來人形機(jī)器人的一個(gè)發(fā)展方向是對智能大模型的研究，同時(shí)結(jié)合需求做小模型落地研究。”朱秋國認(rèn)為，人形機(jī)器人與人工智能大模型的發(fā)展是相向而行的，未來大模型研究分為前端感知模型、決策規(guī)劃模型和強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型三個(gè)模塊，三個(gè)模型緊密相關(guān)，是讓人形機(jī)器人發(fā)展得“更聰明”的關(guān)鍵，讓它能夠感知物理世界、判斷來自人類的指令任務(wù)，理解人們的生活場景，從事生產(chǎn)、看護(hù)、陪伴交流等“工作”。

實(shí)際上，關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，離不開中國對機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的持續(xù)布局?！?ldquo;十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》均對支持機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、促進(jìn)機(jī)器人創(chuàng)新產(chǎn)品應(yīng)用等作出具體部署。來自工信部的信息顯示，中國已創(chuàng)建了機(jī)器人智能傳感器、智能語音等國家制造業(yè)創(chuàng)新中心，組織揭榜掛帥攻關(guān)，推進(jìn)關(guān)鍵軟硬件的適配。

展望未來，記者獲悉，中國將進(jìn)一步加大政策支持力度，夯實(shí)技術(shù)底座，推動(dòng)重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)用落地，助推人形機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

工信部表示，將推動(dòng)出臺(tái)人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見，明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)任務(wù)。以通用人工智能的技術(shù)突破為引擎，用好工業(yè)機(jī)器人零部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，提升關(guān)鍵共性技術(shù)的供給能力。面向安防、制造、公共服務(wù)等場景的需求，推動(dòng)重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)用落地。此外，北京、上海、深圳等地也紛紛出臺(tái)支持舉措，圍繞關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新、行業(yè)示范應(yīng)用等加快布局。

在朱秋國看來，人形機(jī)器人是衡量科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)識(shí)，隨著基礎(chǔ)核心技術(shù)持續(xù)取得突破，人工智能技術(shù)帶來新的機(jī)遇，生產(chǎn)線機(jī)器人、服務(wù)類機(jī)器人甚至是家用陪伴類機(jī)器人等都是人形機(jī)器人具有廣闊前景的應(yīng)用未來。