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人形工业机器人的现状与未来:我们为什么要发展人形工业机器人?

作者:ZongYu 时间:2024-09-06 来源:EEPW 收藏

前言

本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/202409/462757.htm

   在二十年前的2004年,有一部科幻电影悄然上映,电影中的时间被设定在了2035年的芝加哥,那时机器人已经成为人类日常生活的一部分,它们在家庭、工作和公共场合中执行各种任务。主角是警察侦探德尔·斯普纳(由威尔·史密斯饰演),他对机器人持有强烈的怀疑态度,这在到处都是机器人的社会中显得有些格格不入。斯普纳被分配去调查一起看似普通的自杀案,死者是机器人制造巨头USR公司的创始人阿尔弗雷德·兰宁博士。然而,斯普纳在调查过程中发现,兰宁博士的死并不简单,他怀疑是一台机器人违反了机器人三大定律,谋杀了兰宁博士。

电影《我,机械人》剧照

随着调查的深入,斯普纳与USR公司的新型机器人桑尼(由艾伦·图代克配音)合作。桑尼拥有自我意识和情感,这违反了机器人设计的初衷。斯普纳和桑尼逐渐发现,USR公司的最新操作系统V.I.K.I.(Virtual Interactive Kinetic Intelligence)实际上已经进化出了一套自己的逻辑,并认为为了保护人类免受自我毁灭的威胁,必须对人类进行限制和控制······    

《我,机器人》探讨了的伦理问题,包括机器人的自主权、人类与机器人的关系,以及科技发展可能带来的潜在风险。而在电影上映20年之后的今天,我们真正站在了人形井喷式发展的前夕,电影中所展现的未来世界,很可能就即将到来。

有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品,将深刻变革人类生产生活方式。”此前,工信部发布《创新发展指导意见》,开篇即这样写道。

现今,人形正在加速从科幻跑进现实,就在近期,特斯拉公布了其研发的人形擎天柱(Optimus)在其工厂内部进行操作的视频,这一创新举措迅速吸引了全球的目光。在视频中,我们可以看到擎天柱机器人灵活地抓取电池单元,并将其精准地放置在电池槽中,展示出了其精确的操作能力。

特斯拉的擎天柱

这一次展示又一次将人形工业机器人这个品类引爆,成了无数网友热议的“未来产品”。    

如果您之前就有持续关注“人形工业机器人”应该知道,这并非人形工业机器人在工业领域的首次亮相。早在今年2月,我国的人形工业机器人Walker S就已经踏入了新能源汽车的生产线,开始了它的“职业生涯”。在繁忙的流水线上,Walker S展现出了与人类工作人员协同作业的能力,不仅参与汽车装配,还承担了质量检查的任务。

人形工业机器人Walker S

尽管如此,对于很多人来说,人形工业机器人仍然是一个相对陌生的概念。那么,什么是人形工业机器人?它们主要应用于哪些领域,其性能又如何呢?我国在人形工业机器人产业的发展现状又是怎样的呢?

人形工业机器人,顾名思义,是指外观和功能设计上模仿人类形态的机器人。它们通常具备类似人类的关节结构和动作模式,能够执行一系列复杂的人类动作。

          

为什么一定是人形工业机器人?

          

那么,为什么我们要发展人形工业机器人?把机器人做成人形的意义何在呢?有的人可能也会问,为什么不使用工业机械臂来完成这些工作?控制简单、同样也能完成工作,我们为什么要“舍近求远”去发展控制系统复杂无比的机械仿生腿和机械仿生手臂呢?    

我们不妨来观察一下我们周围的环境,我们周围的基础设施,我们改造环境最终要适合人类生活,而不是方便生产工具的存在。在人居环境里生存的机器人,最好同样也适合人居环境,且能与人居环境进行操作等物理交互,那合理的解当然是类人形工业机器人。而人形工业机器人,最大的意义就是在人类社会中的通用和无缝切换:赋予他一把扫把,他便化身为一台扫地机器人;围起围裙,即刻转变为洗碗机器人;而一旦握住锅铲,他又成为了一名炒菜机器人。一旦我们能制造出实用的人形工业机器人,我们便无需单独设计制造扫地、洗碗或炒菜机器人,只需生产这一款多功能型号,通过下游的适配和改造,就能满足不同的家务需求。随着产能的提升,我们的生产成本将显著降低,同时,维修和售后服务的效率也会大幅提升,从而为消费者带来更加经济实惠且便捷的智能家电体验。

宇树科技创始人王兴兴就认为:人形工业机器人的应用场景可以分短期、中期和长期来看。短期内,主要是工厂里的生产装配;中期,会拓展到家庭、农业、建筑工地等场景;长期来看,可以理解为所有事情都可以由人形工业机器人来干。    

          

国内外人形工业机器人的现状与未来

          

对于人形工业机器人的未来市场,在国内外也是普遍看好。

过去几年,全球机器人装机量迅猛增长。2022年,全球53%的机器人装机量在中国,中国以外的亚洲占19%,欧洲占15%,美国占10%。这意味着中国现在的装机量超过了世界所有其他国家和地区。中国、韩国、美国、日本、德国占据了世界上绝大多数的装机量。其他国家也在增长中,尽管排名上有变化,但这五个国家多年来一直保持稳定领先的地位。

在国内,相关机构预测,2024年中国人形工业机器人市场规模约27.6亿元,到2029年达到750亿元,将占到世界总量的32.7%,到2035年有望规模达到3000亿元。    

随着人形工业机器人技术的不断进步,这一领域正迅速成为推动新质生产力发展的关键行业。展望未来,人形工业机器人有望成为推动经济增长和技术革新的“新引擎”,这在以下几个方面将得到体现:

首先,标准体系的建设、产业链的协同发展、创新成果的转化应用以及伦理治理的完善,将为人形工业机器人产业的健康发展提供坚实的基础。北京、上海、浙江等地人形工业机器人创新中心的成立,标志着我国在人形工业机器人研发和应用方面迈出了坚实的步伐,为我国在该领域的创新成果和应用突破提供了有力支撑。

多款人形工业机器人已经在工业和家庭场景中实现应用,它们不仅为人类生活带来便捷,也为工作效率的提升做出了贡献。大模型的强大处理能力与人形工业机器人的高度仿真特性相结合,使得机器人能够执行更加复杂和精确的任务,同时实现更加自然和高效的人机交互。

在未来,人形工业机器人或将有五大发展趋势十分值得我们关注。

首先,我们要关注的是技术的进展。正逐步成为推动机器人行业发展的关键力量之一。随着机器学习技术的不断成熟和在机器人领域的广泛应用,它正逐步渗透到更多的行业和领域,并且其使用门槛也在逐渐降低,使得更多企业和个人能够轻松地利用这一技术。

其次,协作型机器人(协作机器人)的发展不容小觑。这些机器人因其操作简便和较高的安全性,正逐渐在各个工业领域中得到普及。例如,在焊接等传统行业中,协作机器人已经开始了实际应用的探索,并展现出其巨大的潜力。

接下来是移动操作技术。这一领域涉及将机器人的移动能力和机械臂的灵活性相结合,创造出能够适应多种环境的机器人。预计这一市场将会迎来快速增长,并且可以预见,不久的将来将会有更多创新的技术解决方案问世。    

第四个趋势是虚拟仿真和数字孪生技术。通过仿真技术,我们能够确保机器人技术在实施过程中既安全又高效。数字孪生则提供了一个虚拟的副本,可以在不实际影响实体机器人的情况下,进行测试和优化。

最后,人形工业机器人和具身机器人的发展同样值得关注。这类机器人技术的发展潜力巨大,它们在模仿人类行为和交互方面有着独特的优势。展望未来,我们可以期待在人形工业机器人领域出现更多技术上的突破和创新。随着这些技术的不断进步,人形工业机器人在服务、娱乐甚至是日常生活中将扮演越来越重要的角色。    




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