2023年12月29日,香港(gǎng)交易所迎来一(yī)位特殊(shū)的敲钟(zhōng)人——人(rén)形(xíng)机器人Walker S。它(tā)和主人——深圳市优必选科技股份(fèn)有限公(gōng)司(以下简称优必(bì)选)董事会主(zhǔ)席周剑一起(qǐ)敲(qiāo)响开(kāi)市锣。
当天,优必选(xuǎn)在香港交易所主板挂牌上市,被业内称(chēng)为国内(nèi)人形机(jī)器人第一股,股价最高超93港元,收盘时对应(yīng)市值约(yuē)380亿港(gǎng)元(yuán)。
不久前(qián),工业和(hé)信(xìn)息化部印发(fā)的(de)《人形机器(qì)人创新发展指导意见》指出(chū),人形机器人集成人工(gōng)智能(néng)、高端制(zhì)造(zào)、新(xīn)材料等先进技术,有望成为(wéi)继计算机、智能手机(jī)、新能源汽车之后的颠(diān)覆性产品。
在刚刚(gāng)过去的2023年(nián),能站(zhàn)立行走、能跑能跳的人形机器人(rén)频频亮相,引发各界(jiè)关注。人(rén)形机(jī)器(qì)人为(wéi)什么(me)这么火?它跟(gēn)人的外形必须一模一样吗?还(hái)有哪(nǎ)些(xiē)瓶(píng)颈有待突(tū)破?
人形(xíng)机器人Walker S在香港交易所敲钟。图片来源:香港(gǎng)交易所官微
人形机器人可(kě)以干什么(me)?
2021年(nián)8月,美国(guó)特斯拉公(gōng)司首席执(zhí)行官埃(āi)隆·马斯克宣布推(tuī)出(chū)人形机器人(rén)。该机器人(rén)最(zuì)大的特点是身高、体重和人差不(bú)多,售价两万美元,相当于一个工(gōng)人一年的工资,最关键的(de)一点是“通(tōng)用”。
2023年12月(yuè),马(mǎ)斯克在(zài)社交(jiāo)平台展示了新(xīn)款人形机器(qì)人Optimus。视频显示,Optimus可(kě)在特斯拉(lā)工厂内行走移动,还能(néng)在健身房内做深蹲。此(cǐ)次展(zhǎn)示(shì)的是(shì)第二(èr)代Optimus,相比第一代重量减轻了10千克,仿生足部让(ràng)其(qí)步行速度(dù)提高30%,手部关节也(yě)增加了11个零件,可以完成(chéng)一只手拿取鸡蛋后,再换至另(lìng)一只手将鸡蛋(dàn)放到容器中的(de)动(dòng)作。未(wèi)来,Optimus将首先(xiān)应用于特斯拉制造工厂(chǎng)。
“通用(yòng),意味着人形机器人(rén)不(bú)仅能(néng)在工厂内搬东西、装配零件,还(hái)能在(zài)农村干(gàn)农活(huó),在家里做家务。”中国科(kē)学院(yuàn)院士乔红在接受《中国科学报》采访时说,“这(zhè)样一个通用人(rén)工智能系统可谓既便宜又好用,但距离问世还有(yǒu)很长一段路要走。”
“如果机器人系(xì)统和通(tōng)用人(rén)工智能系统相结合,就能在物理空(kōng)间完成很多任(rèn)务。”乔红指出,“机器人并不能完全替代(dài)人,只是将人从一些繁杂的工作中解脱出来(lái),有更(gèng)多时间做(zuò)自己喜欢的事(shì)情(qíng)。”
乔红是中国科学院自动化研究所多模(mó)态人工智能系统(tǒng)全国重点实验室主任。她带领(lǐng)团队(duì)长期从事机器人“手-眼(yǎn)-脑”研究工作,并开展类(lèi)人人形机器人技(jì)术攻关。她曾多(duō)次表示:“机器(qì)人未来发展的一个重要趋势(shì)是越(yuè)来越接近生物(wù),不(bú)再是冰冷的(de)机(jī)器,而是具(jù)有(yǒu)认知、情(qíng)绪(xù)、逻辑、动作(zuò)等(děng)在(zài)内的一系列(liè)类人化特征。”
这些年来,乔红在研究中发现,利用(yòng)国产机器(qì)人进行高精度装配是当前一(yī)个较大难点,也(yě)是(shì)团队主要攻关的方向。未来,受人启发研制的机器人与人形机器人系统有望成为人类(lèi)工作和生活的好(hǎo)帮(bāng)手。
“要实现这个美好的(de)愿景,就需要机器(qì)人(rén)向人学(xué)习,人(rén)在做(zuò)事情的时候,手(shǒu)、眼(yǎn)、脑(nǎo)是一个(gè)完整的回(huí)路(lù)。”乔红称,人看(kàn)东西其实是回答两(liǎng)件事——它(tā)是什(shí)么(me)?它在哪里?这也是机器人需要进一步学习的内容。
人形机器人必须有双腿吗?
帮工人递送工具后再来一段炫酷的空翻——来自波士顿动力公司的人(rén)形(xíng)机器(qì)人在车间干活(huó)的视频非常抢眼。“其背后是不计成本的投入,以及遥遥无期的(de)量(liàng)产(chǎn)。”燕缘创投(tóu)总经理、管(guǎn)理(lǐ)合(hé)伙(huǒ)人李军(jun1)说。
在人形机器(qì)人(rén)走红前,市(shì)场上(shàng)不乏一些投入应用场景的机器人,如工业(yè)机(jī)器人、物流机器人(rén)、手术(shù)机器人……为什么最(zuì)近一两年人形机器人尤其抢眼?
“人形机器人作为一个拟人机(jī)器人形态,是学术界和(hé)产业界一直希望实现的(de)终极(jí)形态,但实(shí)现完全拟人太(tài)难了。”北京(jīng)大学计算机学院助理教授王鹤告诉(sù)《中国(guó)科学报》,“这(zhè)个终极目标可以(yǐ)分阶段实(shí)现,比如先(xiān)实(shí)现相对容易的半身人(rén)形(xíng)机器人,即上半身(shēn)做成人形,下(xià)半身采用多轮底盘(pán)。”
王鹤带领团队开展(zhǎn)的(de)研(yán)究主要关注机(jī)器人上半身的手、眼、脑协调。他(tā)认为,下半身是轮、上(shàng)半(bàn)身(shēn)是人形的机器人可(kě)以快速实现落(luò)地(dì)。尽(jìn)管形(xíng)态不(bú)是完全(quán)拟人,但其泛化的能力已经可以满足很多场景(jǐng)的(de)应用需(xū)求。
2023年5月,北京银河通用机器人有限公(gōng)司(以下简称银河通用机器(qì)人)成立。作为公司联合创(chuàng)始人,王鹤透露:“一年(nián)后,我们研发的双臂(bì)+轮式的仿人机器人(rén)产品将在零售场(chǎng)景和工业场景部署。”
“药店在夜间将不再需要店员,从(cóng)接(jiē)单到找药(yào)、拿药、装袋(dài)等一系列(liè)流程,仿人机器人都(dōu)可(kě)以完(wán)成。”王鹤(hè)告诉《中国科学报》,“2024年,这(zhè)款仿人机器人将在几家药店进行(háng)封闭测(cè)试(shì),计划2025年投入(rù)量产。”
近日,银河通用机(jī)器人完(wán)成亿元(yuán)级天使+轮融资(zī),由美团战略领投,燕缘(yuán)创投、清华(huá)SEE Fund、IDG资本跟投。本轮所融(róng)资金将持续用于公司多模态通用机器人商业场景产品(pǐn)化推进(jìn)。
“我们是一家(jiā)专注北京大学早期科技成果(guǒ)转化投资的基金公司,由北京大学上海临港国际科(kē)技创新(xīn)中心(xīn)发起设立,作为耐(nài)心资(zī)本(běn),力争做好科学家创业路上‘最早一公里’孵化赋能型投资。”李军告诉《中国科学报》,随着大模型的不(bú)断进化(huà)迭代,在(zài)“数(shù)字(zì)基座(zuò)”的(de)基础上将诞生一批具有较(jiào)强场景应用能(néng)力的人工智能公司,其中(zhōng)多模态(tài)通用机器人是(shì)重要应用领域之一。
哪些(xiē)技术难(nán)题待解?
尽管全身人形机器人的(de)落地应用还需要很长一段时间,但(dàn)王鹤(hè)表(biǎo)示(shì),人形肯定是终极形(xíng)态(tài),未(wèi)来将会进入千(qiān)家万户(hù),现阶段还需(xū)要(yào)解决(jué)软硬件(jiàn)相(xiàng)关(guān)的技术难题。
他举例说,目前的人形机器人(rén)上半身的智能程度(dù)高于下半(bàn)身。下半身在(zài)平(píng)地模仿(fǎng)人行走的过程还(hái)可以(yǐ),一旦(dàn)遇(yù)到坑坑洼洼的地面就容易摔(shuāi)倒(dǎo),研制成(chéng)本也较高(gāo)。对(duì)人形机(jī)器(qì)人来说(shuō),两条腿(tuǐ)的作用很(hěn)重要(yào),比如跨越障碍物(wù)、与上(shàng)半(bàn)身协(xié)同蹲下并起来,还(hái)有(yǒu)一(yī)些非必需能力,如跳跃、跳舞等,可以在(zài)未来(lái)用于陪伴人类运动和娱乐。
王鹤说(shuō):“今天的扫(sǎo)地机器人是最成功的家用机器人,不需(xū)要安(ān)装,也不会产生(shēng)危害。这应该是人形机器人未(wèi)来追求的应用目标(biāo)——去(qù)除一切人的(de)参与,完全自主和自(zì)动。”
谈及未(wèi)来人形机器人如何像(xiàng)扫地机(jī)器人一样(yàng)走进(jìn)千(qiān)家万户(hù),王鹤从自(zì)己(jǐ)研究的具身智能(néng)领域介(jiè)绍说,当前互(hù)联网的静(jìng)态大数据缺乏机器人(rén)如何运动、移动其关(guān)节、与世界物理交互等(děng)信息。具身智(zhì)能则关注从(cóng)机(jī)器人身体出发(fā)的感知和交互,致力于从环境交互的数(shù)据中学习执(zhí)行(háng)物理(lǐ)任(rèn)务的能力。
他说:“具身智能可以让(ràng)人形机器人更加聪(cōng)明,听懂人话(huà),帮人干活。”
马(mǎ)斯克也表示(shì),虽(suī)然未来(lái)有一天人人都可(kě)能拥(yōng)有一个人形机器人,但是目前展现的Optimus人形机器人产(chǎn)品只能(néng)执行重复性(xìng)的简单(dān)劳动,还(hái)称不(bú)上是(shì)个完美的产品。
“具身智能是实(shí)现通(tōng)用人工(gōng)智能的关键。”李军告诉《中国科学报》,“银河(hé)通用机(jī)器人在具身智(zhì)能等深度学习算法上具(jù)有(yǒu)很强(qiáng)的核心技(jì)术壁垒,有望(wàng)解决通(tōng)用(yòng)机器人‘大脑(nǎo)’和(hé)“小脑”的感知、决策和执行问题。”
李军表示(shì),如今国内具有真正核心(xīn)技(jì)术(shù)竞争(zhēng)力的人形机器(qì)人创业(yè)公司还不(bú)多,但随着中国(guó)相关产(chǎn)业链的日益成熟,硬件部分将会形成较为稳定(dìng)的供应链(liàn)体系,未来决胜的(de)关(guān)键在于是否拥有将算(suàn)法软(ruǎn)件(jiàn)与硬件强(qiáng)耦合的(de)场景应用(yòng)能力。