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本土人形机器人企业如何熬到爆发的那一天?

—— “人形机器人的中国机会以及商业化最先落地场景”圆桌论坛摘编
作者:王莹 时间:2024-05-13 来源:EEPW 收藏

2024 年4 月初,“2024 中国生态大会“在上海举行,主办单位是中国机器人网和上海智能谷。会议期间举办了一场圆桌论坛,来自业内的学者和企业家共同探讨了的动向、定义与应用等热点话题。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202405/458684.htm

圆桌参与者(从左到右)如下。

主持人:科大讯飞首席科学家 季超

嘉宾:哈工大机器人研究所所长 赵杰

宇树科技联合创始合伙人 陈立

帕西尼感知创始人 许晋诚

乐聚机器人创始人 冷晓琨

钱江机器人首席科学家、副总经理 孔民秀

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主持人:

季超(科大讯飞):在最近不到一年的时间里,人形机器人发展火爆,各类样机横空出世,连带各种核心器件的上下游产业链急速升温,整个产业链和资本都沸腾了。

面对人手一台机器人的宏大愿景,让机器人最终走进每个家庭,机会在哪?谁来买单?如何落地?这是今年业界最关注的事,即:如何熬到爆发的那一天?本次圆桌论坛邀请了行业大咖来谈一谈。

1 今年的市场变化

主持人:请各位结合自身的实践,分享一下今年机器人领域的一些市场状况和变化。

陈立(宇树):可以从两方面来探讨。

●   产品层面。人形机器人从以前到现在,产品已经逐步成熟,现在又有大模型的加持,未来能够去做的事情会越来越多。因此可以预期未来的市场足够大,天花板足够高。

人形机器人的市场是动态发展的,从原来的偏研究型,到现在逐步去做一些行业应用。一开始肯定是在工业场景/ 能源行业等相对固定的场景中去做一些应用的落地,未来人们非常向往的是进入千家万户的场景。相信未来将是千亿级甚至万亿级的市场。

●   现在身体跟不上大脑的发展

许晋诚(帕西尼):无论是去年还是今年,我们的身体已经跟不上脑子了。目前做硬件的,或者是我们这种做机器人本体或做核心零部件的企业,需要更加把劲地把集成化做得更好。

因为目前大语言模型的发展速度十分迅猛,可能今年底或明年,GPT 第六代(GPT-6)又该推出了。现在这种模型套用起来,可以很接近具身智能的使用边界了。

因为身体跟不上脑子的发展,所以我们一定要更大力地去发展硬件设备。相信这也是我国政府看到的情况。作为工业强国,先进制造强国的中国,我们一定要把握住这个机会。

●   客户认知的变化:从为什么需要,到怎样应用落地

冷晓琨(乐聚):谈到人形机器产业化或者社会热度这个问题,乐聚团队有一个比较切身的感受。乐聚是2016 年由10 位哈工大师兄弟成立的公司,当时的目标很简单,就是做双足人形机器人。所以当时从30、70cm做起,到2018年做1.6m机器人时,一直坚持做双足人形机器人。但是在2023年之前的6年时间内,人形机器人在社会上是一个极冷门的赛道,产业化融资很少,并且每次向人们讲解人形机器人的时候,需要论证为什么人形机器人可以。而从2022 年10 月到现在火爆之后,乐聚更多的是论证人形机器人接下来怎么做才可以。这个变化就代表了人形机器人在社会上的认知的变化。

并且以前做报告的时候,要不断地向人们科普人形机器人的核心是两条腿走路,抛开这个就不是人形机器人;并且不要总是关注让机器人去跳舞这件事。但现在大家都关注具身智能的产业链,人形机器人的场景布局。从这一系列变化,就能感觉到从2016 年到2023 年这7 年时间,人形机器人产业的一个质的变化。

●   关注智能厨房应用

孔民秀(钱江):钱江刚开始时做工业机器人,后来又往人形机器人方向发展。

因为爱仕达(钱江的母公司)是做餐饮厨具的,未来将向智能厨房方向发展,因此钱江认为人形机器人在此有很大的市场前景。

钱江考虑的人形机器人是结合了工业机器人和半人形机器人的特点,不一定是全人形的,可能是用于厨房里的,像英国做过用双手炒菜、洗碗或进行局部活动的机器人。

2 发展中遇到的问题

主持人:中国发展人形机器人产业有哪些重要的机遇?

● 应多关注上半身的发展

赵杰(哈工大):人形机器人现在很火,社会各阶层期待很高,但是这种技术的突破难度也很大,真正的场景落地还看不见边儿。

建议我们应多关注上半身的发展。

我们过多地关注了机器人“人形“这两个字,即过多关注了腰下面的两条腿了。恰恰相反,我们真正关注的应该是什么?是上半身,包括脑袋、两个臂和手。为什么?有个形象的例子,来看看肢体残疾人,霍金从脖子往下全瘫了,有再好的大脑也没什么用(注:全球可能唯一没有废掉的人就是霍金了);而两条腿走得再好,没有双臂,是不是也残废了?但下肢不能走、上肢健全的,基本可以生活自理,甚至还可以服务社会。这个简单的例子说明了什么?机器人的核心是6 个字:提质、增效、代人,代人是第三位的。如果这个人形机器人走得再好,但做不了一些技能性的工作/ 代替人的工作,是没有市场的。

所以我们要关注上身,下身/ 腿只是运动的一种方式。不同的场合应该有不同的运动方式。我们总认为应该像人一样:人已经进化得很好了,为什么还有自行车、汽车、飞机?用途是不一样的。所以我们更应关注双手。

如何定义“人形机器人”

主持人:机器人标准组最近在定义国标的人形机器人,赵杰老师(哈工大)也参与其中。那么,什么叫真正意义上的人形机器人?这个标准如何跟其他机器人做区分?是否可以理解成把“操作”这种带有人类特殊属性的特点放在里面?

赵杰(哈工大):我也在标准委员会里。你说的我很赞成。但是我有一点自己的看法,不一定对:“人形”这个词起得挺好的,但是如果把“人形”作为一种仿生的概念来看,就像人幻想着要飞起来,从古代就有很多人有这样的想法,但是最后哪个人是带着翅膀飞的?往往是采用固定翼、旋翼方式飞。所以仿生不代表原原本本地去模仿,因为有时它不具有实用性。

所以我向标准委员会的建议是:先不要谈标准是什么,先把人形机器人定义好。不能把人形机器人定得很狭义。狭义了以后,带来整个导向性的事情会把整个产业带偏了。

冷晓琨(乐聚):我很赞同赵老师的意见。因为2023 年年初时,科技部委托机械总院请孙立宁老师(俄罗斯工程院院士)写人形机器人的白皮书,当时白皮书中有一个很争议的点,就是到底叫人形机器人还是仿人机器人。我个人倾向于仿人,因为并不是外观像人就行了,很多行为特征,例如外貌,甚至皮肤、经验、数据等,都要像人。其实人形只是一个外观。但是那时媒体、社会都叫“人形机器人”。如果我们硬叫“仿人机器人”,会产生误解。所以后来定义人形机器人或仿人机器人时,就没法单独从外观上去给它一个定义,要从工作经验、各种行为综合地去讨论。

许晋诚(帕西尼):我是从日本留学回来的,对日文是很熟悉的,日本也是一个用汉字的国家。在上世纪五六十年代,在日本就有“人形机器人”这个词了,所以很有可能后来国内套用这个日本汉字了。因为我国的一些专业人员十分关注日本机器人的研究论、方法论。

●   是颠覆性的技术吗?

赵杰(哈工大):有人称人形机器人是个颠覆性的技术,我并不这样认为。人形机器人可能是整个机器人行业中的一个新增长点,但它绝不是颠覆性的。即人形机器人干得再好,工业机器人还会存在的。因为人形机器人的工作性质已经决定了:对于那种大批量、需要高效生产的作业,还得是工业机器人。这是回避不掉的。

●   本体厂商的突破点

主持人:目前人形机器人在发展过程中有哪些需要突破的?

陈立(宇树):宇树、乐聚等是本体厂商。本体厂商现在也面临了一些问题,例如人形机器人的自由度非常多,整机的可靠性和稳定性是急需解决的第一个问题。

第二个问题是成本。如何把成本降下来?因为人形机器人最终要有手机、白色家电等产品类似的价位,才能进入千家万户,即要买得起。

第三就是智能化。因为人们经常会把机器人公司和人工智能公司两个概念放在一起,但实际是有区别的,是两个完全不同的发展方向:机器人公司更多的还是做本体,即小脑/ 运动控制的相关研究和生产。而人工智能公司主要还是做大脑层面的感知和决策,包括语义、场景的识别和认知,以及难度很大的对于任务的拆解。但今后的突破点是二者的融合,即机器人公司和人工智能公司的技术产品怎么去融合?怎么实际用起来?这是未来最难的一件事情。

●   正在形成国产化产业链

冷晓琨(乐聚):2018 年乐聚第一台谐波的大原型出来后一周多,总理来公司考察,他的一个问题是:这里面哪些是国产化的?我回答说,除了钣金件外,其余全部是进口的,例如来自以色列、德国、日本、美国的。但是到现在,即“夸父”出来之后,去年11 月到现在卖的这几十台,除了主控之外,全部已经实现了国产化,甚至我们自主研发了。

这其中的核心不是某家公司有多强,而是因为中国整个产业链足够成熟。整个社会重视了,就好解决产业链问题了。中国产业链也是人形机器人发展的一个足够优势。

第二,关于数据集,刚才赵杰老师(哈工大)说得很对,最终的核心是两只手介入物理世界去完成任务,而按照现在的这种大模型/ 智能范式,数据驱动各种数据集需要以场景来引导获得这些数据,而中国目前是机器人使用场景最齐全的国家,这对于我国在做人形机器人获取数据方面是最方便的。所以无论是从上游的产业链,还是下游的使用场景的数据获取来看,相信我国做人形有很大的优势。

孔民秀(钱江):我国在做人形机器人、工业机器人的时候经历了几个阶段,从工业机器人、医疗机器人、协作机器人,现在又跳到了人形机器人,这几类产品的背后是有深层次的逻辑关系的。

第一,乐聚、宇树等一直在做人形机器人,钱江原来是做工业机器人的。实际上,在以前是完全不同的技术层面。从发展阶段来看,中间有一个阶段大家没有提到,就是复合机器人,是由机械臂进行局部运动,现在加上轮式或者是腿,可以让机器人从小范围变到较大范围的移动,扩大了机器人的运动范围。

第二,现在业界热衷做人形机器人,可能是源于马斯克提出的人形机器人将来要做到2 万美元以下刺激的。人形机器人有几个特点,第一个特点是源于需求,现在工业机器人和其他移动机器人在几个方面不尽人意:①智能,现在很多产品设备需要智能,但智能不太令人满意。不过,随着ChatGPT或者生成式人工智能的爆发,智能进程大大提前了,是人形机器人发展的基础。②原有机器人的动作/ 操作比较僵化,不够灵活,尤其是现在,例如抛光、打磨、装配等应用,采用机械臂加上复杂的手法现在还不能满足需求,所以人形机器人可能是一种解决方案。马斯克也提到把机器人用在汽车制造方面的构想,而且做的也让人们看到了希望。③应用的场景。从马斯克规划来看,其应用场景是比较完善的,首先,可能为了星际探索/ 往火星上去的时候,用人还是很危险的,就用人形机器人去代替,执行很多动作或任务。其次,源于一些琐碎复杂的工作。所以有些日常生活,人们对人形机器人可能有需求。这几点驱使人们向人形机器人方面去做。

3 哪些场景会率先落地

主持人:我们要让机器人用起来,例如按照1~3 年或更长期的维度来划分,人形机器人有望在国内的哪些场景率先实现商业化落地?

赵杰(哈工大):目前能够看到的,最早能够突破的还是一些工业场景,不会是家庭。别看很多人希望能用于家庭场景,实际上很难。

人形机器人能够率先能在工业场景上用,主要有两点,第一,我们人在工业场景中应用,90% 甚至更多是靠工具,靠人用工具来完成任务。那么在靠工具的时候,我们希望 “快换”。机器人不一定是五指手,就可以通过快换工具胜任很多的作业。但是要在家庭场景或者这种服务场景就麻烦了。例如在家里叠衣服,有专用的工具吗?第二,还是强调这句话:千万不要小看人的双手。如果要做到实用,双手比两条腿难得多。至少目前市场上所做的仿人的灵巧手,成本先不考虑,仅从实用性来看,真正能去做非常灵活精细的工作还很难。第三,越是需要手的时候,越需要智能。技能型作业是需要智能的。人形机器人为什么能在工业场景上快速应用?因为在工业场景,有一些只是场景上的识别,做的还是工业机器人可能做到的事情,因此在工业场景能率先突破。在服务家庭业服务业,可能还有一段路要走。

陈立(宇树):能源行业的巡检操作也是最近几年人形机器人能够落地的一个场景。因为能源行业,例如电厂、变电站,包括煤炭、石油、化工相关的工厂,场景相对比较单一,因此干扰因素较少,任务也相对比较固定,例如查看仪表、按按钮/ 开关等。在这种相对固化的场景中,人形机器人可以在未来几年逐步落地,这里还是强调逐步地去做探索和落地,不是一蹴而就的。家庭场景可能要一分为二地去看。因为家庭涉及的任务实在是太多了,而且尽管是同一个任务,今天叠被子和明天叠被子,可能面临着不同的场景。另外,在不同的床上去叠,或者不同的房间里的衣服以及衣服堆放的方式不同,以及衣服或被子的厚度等不同……它们的环境不确定性是非常之高的,所以难度非常大。当然,预计未来人形机器人会进入千家万户,但是这个过程是非常漫长的。

对于宇树公司,从2016 年宇树成立之后,会有不同的工业场景的需求找过来,每次有场景找过来之后,关于移动,宇树就要问客户:为啥不用轮式的、履带的、四足的狗、无人机?这一系列都不用的时候,才有可能是双足/ 两条腿可能要用到的时候,才是人形机器人在工业场景里需求的落地点。

在手臂方面,在常规的工业场景里,2 个自由度的机械臂就可以抓一瓶水,因为这是往复性工作,没必要上一个30 自由度的,效率、成本全部都会上来。但是我们一直在工业里探讨到底哪些是人形机器人的应用场景,探讨下来还真有不少,包括核电站等特种应用,包括最近在提的汽车组装厂,确实有很多场景目前只能是人形机器人。

关于体量,虽然相对于整个工业,人形机器人的体量还很小,但是对于整个人形机器人市场来说已足够,甚至足够支撑这么多人形机器人公司上市,它的体量还是很大的。所以我们现在也在布局。这也是人形机器人近期来进入产业最快的一个路径。但是从国家战略来看,人形机器人这一波好像不是为了进工业,然后挑了这么大的一个热闹场子来做这件事情。

关于这一波人形机器人的热潮,就回到一个最初的问题:这一波为什么爆发的是人形机器人?

从国家层面来看,引子是马斯克做人形机器人这件事情。为什么之前的Atlas(波士顿动力公司的人形机器人)那时候没火起来?一个核心原因是马斯克讲的故事很诱人:最终人形机器人进入到家庭。如果这个故事一旦成真的话,它就是手机、智能汽车的下一代,代表了下一代的智能产业,

但是关于进入家庭这件事情,虽然现在有了大模型,有了具身智能,让人们看到曙光,觉得这件事情肯定能成,只是时间的问题。但这时间是3 年? 5 年?人们没有一个共识。

宇树现在开始与一些家电公司合作探索进入家庭的产品,但是当前阶段真正让人形机器人能够进入到实际场景中的应该是一些特殊的工业场景。

许晋诚(帕西尼):应用场景方面,主要会在工厂里,因为目前在工厂里,最终还是由人来组装产品。人形机器人要去取代人,就要干跟人很像的工作。在工厂里,人干的事情基本上是按照SOP (standard operation procedure,标准操作规程)。这可以让机器人非常快速地去适应,因为SOP 是按照步骤来进行的。

所以像赵杰老师(哈工大)说的,在工厂里肯定是第一步,而且可以非常快速地去实现。陈立(宇树)提到在家庭里,因为是开环的——所有的环境都是不可预测的,有时你的小狗可能在无意间移动了某些物品,建模的环境就变了,等等,非常具有挑战性,所以并不是在家庭里的任务有多难(注:当然对柔性物体的把持还是很有难度的),而是对于复杂环境而言太难了。工厂里大部分摆放是固定的,在家庭里面就不太一样。

所以总的来讲,还是赞成二位的一个看法,第一步肯定是工业,之后逐步地走到家庭。但是希望陈立(宇树)可以乐观一点,不用三五年,能不能今年或者明年?

4 本土企业的优势?

陈立(宇树):中国企业的优势非常大。从产业链来看,我国把人形机器人的产业都囊括在内了——我们自己可以生产核心零部件,自己做整机。从整体应用来看,我国的应用场景的宽度和纵向深度远远大于海外其他国家和地区的。

5 人形机器人的售价?

主持人:未来人形机器人如果能够进入到工厂/ 能源行业,它的硬件售价大概是多少会比较合适?

陈立(宇树):这是人们比较关心的问题,因为最终决定了能否大批量推广。

可以一分为二地去看。首先,这个机器人产品所对应的场景的解决方案是什么?机器人的市场价应该要跟一名工人1~2 年的工资齐平,即机器人本体的价格要控制在20 万甚至10 万元人民币以内,最好是在10 万元人民币以内。

同时,针对一家工厂,例如电力、石油、煤炭、化工等某个场景,再定制一套相应的解决方案,即增值服务,价格可以控制在小几万~10 万。所以整体打包的方案控制在20~30 万元以内。简单地概括,还是算人工成本,相当于2~3 年一名工人的工资,才可以去覆盖掉人形机器人的采购成本。

许晋诚(帕西尼):假设这种机器人已经大量生产了几千万台,它最终会论斤卖。

冷晓琨(乐聚):人形机器人的定价本质上和新能源车前几年的爆发性质一样,就是让工厂算得过来账。这时就需要一个就跟新能源汽车早期类似的推广模式,新能源汽车早期用户算得过来账的原因并不是车厂把价降下来了,是因为国家补贴引导进去的。可能人形机器人早期如果进工业、进产业的话,依然也是需要国家的政策/ 单台的成本补贴才能起来的。

6 技术突破点

孔民秀(钱江):这一波的人形机器人热潮,更主要的是要解决技术突破的问题。刚才大家都说了,一个是机构要解决,例如手爪怎么灵活,手爪如何用最少的自由度,以及控制精度和材料等,因为不像工业机器人,我们做一个工业机器人提一个6 公斤的东西,本体最轻也要将近100 公斤——这是不能做人形机器人的。但是现在人形机器人的协作臂(有一段时间此话题特别火热)轻,动作太慢太柔,精度又差。所以现在技术的突破还是很重要的。现在技术、材料、机构、驱动,以及整个自由度的配置、整个结构设计机构学方面的技术,还是要去做的。

这波热潮可能主要是要解决这些核心的问题。这只是机构上的。但是,还有一些算法、顶层的控制,以及智能方面也是需要突破的。

前期要突破上述这些。突破了之后,才能谈到走向应用和市场。

后来者怎么做?因为前面的产品就放在那儿,就跟苹果手机已在那似的,你跟苹果对比,你要有竞争力。

7 结束语

主持人:尽管新技术进展相对比较乐观,包括现在国内在面向一些应用场景,但没有一款机器人可以实现真正的量产,包括目前国外最热捧的特斯拉、Figure 01等,还是在探索阶段、实验室阶段,真正走向商用还需要更长的时间,可能还需要国家出台政策支持。

现在的机器人可能还无法具有像人一样的核心能力,例如自主感知、决策行动的能力。

过去机器人其实都是从小脑往下做,但是大模型的突破在某种意义上给机器人装上了一个大脑。所以工信部去年发布的《人形机器人创新发展指导意见》,也是从大脑、小脑、本体这三维度来规划发展国内人形机器人产业方向的。

人形机器人最终还是会用起来。首先,我们要定义好人形机器人的范围,不能过于狭隘。它一定要有应用落地场景。

技术挑战方面,智能化的水平,算法的能力,数据目前还不太够。机构设计需要提升,包括整体的本体、关键器件等。

此外,成本也依然是一个挑战。我也倾向于跟许总(帕西尼许晋诚)一样的观点,可能不用3~5 年,可能今年就可以商业落地。

(本文来源于《EEPW》2024.5)



关键词: 202405 人形机器人

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