我们究竟需要什么样的机器人?

中国电子报|2021-09-07 10:22:46
作者:宋婧 来源:中国电子报、电子信息产业网

近来,机器人赛道热闹非凡。小鹏的可骑乘智能机器马、百度的Apollo汽车机器人、小米的四足仿生机器人Cyber dog、特斯拉的人形机器人、波士顿动力公司会“跑酷”的Atlas、韩国三星公司的球形智能家居机器人Ballie……这些越来越“像”人、甚至在某些方面比人更厉害的机器人,在全球范围内引发了一场资本追捧的热潮。人们不禁要问,回到研发机器人的初心,我们究竟需要什么样的机器人?

机器人的演进

“机器人是一个跨学科产业,涉及工业设计、计算机、人工智能、大数据等多种技术以及芯片、精密仪器、电子电路、机械与制造材料等,应用十分广泛。”艾媒咨询CEO张毅对《中国电子报》记者介绍。从某种程度上而言,机器人技术的发展应用被认为是衡量一个国家制造业综合实力和工业自动化水平的重要标准。

机器人技术的研究大致可分为三个阶段。从只有“手”,以固定程序工作、不具有外界信息反馈能力的第一阶段,到拥有了力觉、触觉、视觉等,能够对外界信息进行反馈的第二阶段,再到能够自行学习、推理、决策、 规划,具备自主性且能完成智能化决策的第三阶段,机器人逐渐从低级向高级进化,数字化、网络化、智能化程度不断提升,对芯片、软件和算法的需求也愈发强烈。高端智能机器人正在成为赛道玩家们的重点研发和投入方向。

老牌机器人制造商,比如“四大家族”(日本发那科、安川电机、瑞士ABB和德国库卡),皆以技术见长。瑞士ABB机器人公司掌握的核心技术是运动控制系统,直击机器人的制造难点,同时它的机器人算法也是四大家族中最好的。

特斯拉近年来不断输出脑机接口芯片、AI芯片、人形机器人载体等研究成果,在引爆市场的同时也惹来了不小的争议。

一位卡内基梅隆大学的人工智能和机器人学博士表示:“现代的人工智能基于学习算法,但是目前在机器控制领域这些算法的效果还难以令人满意。”同时他还指出,机器人领域的硬件和算法是高度相关的,在关节控制、手部精细操作、视觉信息理解等几乎所有的技术细节上,现在的硬件层面上有太多要攻克的难题。

与此同时,国内企业正在奋力追赶。百度、阿里巴巴、腾讯亲自下场,尝试以自研机器人突围。百度“Apollo汽车机器人”的新鲜出炉引发热烈反响。阿里巴巴“小蛮驴”移动机器人使用L4级自动驾驶技术,目前已经在全国几十个高校和社区常态化运营。腾讯机器人实验室也低调推出了四足移动机器人Jamoca和自平衡轮式移动机器人等产品。

家电企业的跨界创新给机器人应用落地带来了新的可能性。以格力为例,自2013年起宣布正式进军智能装备领域,到2021年高负载机器人GR600亮相,格力在数控机床、机器人、物流仓储、节能环保、工厂自动化五大领域实现了技术升级。“格力不仅要自己完成机器换人,还要帮助别人机器换人,开辟家电制造以外的第二条跑道。”董明珠如是说。

而同样是从家电行业跨界机器人,美的则选择以收购的方式快速提升机器人研发与应用水平。收购库卡被认为是其落下的一枚关键棋子,现已初显成效。根据美的官方披露的2021年上半年经营业绩,机器人及自动化业务已经扭亏为盈,在2021年上半年实现了2.42亿元的利润。

老牌国产机器人公司在积极探索细分领域,寻求新突破口。以无人机闻名的大疆就把目光投向了教育机器人。新松机器人也在新能源汽车、服务器智能制造等领域签下订单。

机器人的进化已经不止是其自身能力和功能的拓展,而是进入了人和机器共同演进的新阶段。一方面,随着更多信息技术的加入,如人工智能、精密计算、机器学习等,机器人产品的形态、功能等正在发生变化,可以协同人类去做更多的事情;另一方面,不同玩家对机器人赛道的探索与创新,促使其商业落地场景不断丰富,也将倒逼机器人产业加速迭代升级。

一场资本的盛宴

作为人工智能技术最成熟的应用之一,机器人受资本青睐程度令人咋舌。相关数据显示,我国机器人产业发展近十年以来,融资事件已经接近3000件,融资总额超千亿元。仅2021年上半年,就有超120家机器人企业拿到融资,累计金额超过100亿元。

其中,由美团领投的盈合机器人公司,仅成立10个月就完成了三笔融资;普渡科技于5月份宣布完成一年内的第三笔亿级融资;同样是美团领投的梅卡曼德机器人也在4月份完成了在过去一年内的第三次大额融资。通用智能机器人公司非夕科技(Flexiv),在去年完成B轮融资后,成为全球通用机器人领域单轮融资总额最高的公司。

从领投企业来看,除了红杉中国、顺为资本、保利资本等专业投资机构,ABB、宝马、亚马逊、字节跳动、碧桂园等多家行业巨头也按捺不住对机器人的热情。字节跳动先后参与投资了云鲸智能、云智软通、崧智智能、零犀、埃睿迪等多家机器人或人工智能相关企业。碧桂园计划五年内在机器人领域投入800亿元。

业内分析人士认为,机器人市场投融资“井喷式爆发”的背后,是国情、政策、社会需求的多重支撑。大量的资金涌入这一赛道势必会加速玩家之间的竞争,有助于去芜存菁,重构行业秩序。

但也有观点认为,机器人市场有必要降温。“想在机器人这个行业脱颖而出需要更多沉淀。”张毅直言,“其实我并不看好互联网巨头在机器人领域的布局。目前来看,巨头的布局大多比较浮躁,也比较短期。”猎豹移动公司CEO傅盛也表示:“真正进入到这个行业,才发现做机器人的难。”

实际上,机器人当前的智能化程度只是起步阶段,“真正智能”的机器人应该具备灵活的双手、敏锐的双眼、以及能够快速学习各种任务的大脑。一位不愿具名的业内人士分析称:“与传统消费品不同,机器人从立项到真正实现商业化,需要极长的时间周期。这其实是一场资本豪赌,赢则在风口上起飞,输则将被湮没在前赴后继的浪潮之中,还是应该持谨慎态度,避免盲目入局。”

市场到底有多大?

据波士顿咨询公司报告评估,2020年全球机器人市场规模大约250亿美元左右,并将在2030年达到1600亿至2600亿美元。而据IDC预测,2020年中国机器人产业规模将占全球机器人产业的30%以上。仅从亚太地区(1330亿美元)来看,中国占据机器人产业的半壁江山。

从1980年发明第一台工业机器人样机到现在,中国机器人产业呈现出蓬勃发展之势。一方面,工业机器人发展势头正盛。根据工业和信息化部发布的《2020年1—12月机器人行业运行情况》,2020年累计生产工业机器人23.7万套,同比增长19.1%,创下中国工业机器人单年产量最高纪录。根据国家统计局发布的消息,2021年1—2月份,全国规模以上的工业机器人产量4.54万套,同比增长117.6%,创下历年同期新高。

另一方面,服务机器人的潜力也不容小觑。赛迪顾问报告显示,2020年中国服务机器人市场需求爆发式增长,市场规模达到283.8亿元,同比增长37.4%。前瞻产业研究院报告指出,专业服务机器人在医疗、金融、仓储/物流、客服/餐饮等各个行业场景中都有广阔的发展前景。现阶段,医疗机器人、物流机器人等是主要应用领域。

中国机器人正在重塑全球机器人格局。梅卡曼德机器人创始人兼CEO邵天兰表示,建立一个机电软应用一体(机械、电子、算法、软件、应用一体)的公司,这个事情现在只有中国能够做到,因为只有中国把各类的人才和应用场景拼在一起。“中国公司未来有望在机器人领域走在全球前列,成长出面向全球市场、商业价值远超过‘四大家族’的公司。”业内专家称。

然而,中国机器人产业的发展弊端也逐渐显露出来。“从我们的研发经验来说,机器人的规模化落地有两个大的前提,一是解决场景挑战,二是解决成本挑战。”达摩院工程师袁婷婷对《中国电子报》记者表示,“不论是场景挑战还是成本挑战,最终还是会回归至技术挑战。”

以物流机器人为例,场景方面,学校、社区、园区等末端物流场景远比人们想象的复杂,属于典型的“非结构化场景”,无人车与道路参与者的交互是非常复杂的博弈问题;成本方面,以规模化应用为目标的科技产品如果不能把成本降低到产业链能够量产、普通用户能够负担的程度,那即便设计得再酷炫,也只是“好看不好用”的“空中楼阁”。

从相关专利申请情况来看,我国机器人企业提交的实用新型和外观设计专利申请较多,技术含量较高的发明专利申请较少,涉及行业核心专利,如RV、谐波减速机等核心零部件相关技术的研发成果不足。张毅坦言:“在关键技术、材料、零部件等方面,我国与国际先进水平相比还是存在一定差距的,目前市面上的机器人普遍存在产品同质化严重、利润空间小、技术成熟度不足等问题。”另外,机器人行业人才供需失衡的矛盾日益凸显。

需要什么样的机器人?

基于技术成熟度和需求分析,波士顿咨询公司认为全球机器人市场将有三种发展可能:其一,市场对机器人的个性化需求将不断增加;其二,部分领域内的机器人将成为标准化自动设备;其三,人工智能、适应性和连接性方面将取得突破,从而出现一系列能够分析复杂和动态场景的智能模块。

我们究竟需要什么样的机器人?回归到研发机器人的初心,科学家其实是想用它来“解放双手”,替代人类去做一些简单的、重复性的劳动,或者执行一些危险工作。也正因如此,机器人的发展是会随着人类不同阶段的需求变化而发生动态变化。

中国科学院院士丁汉指出:“机器人发展是永无止境的。”在他看来,随着人类对机器人的要求不断提升,机器人将会扮演越来越重要的角色。

“面对新发展阶段,要抓紧机遇,从多维度进行融合创新,助推机器人产业加速发展。”哈工大机器人集团股份有限公司执行总裁王洪波表示:“首先是政策创新,要完善产业配套支持,营造良好创新环境。其次是技术创新,工业机器人在人机协同、主动安全控制等方面进行技术革新;多传感器融合、智能仿生等技术发展促进服务机器人适应能力提升。同时,要注重营销创新,建立全生命周期生态链提升用户体验,完善售后体系支撑应用落地。此外,还应加强融合创新。”对于中国机器人产业发展而言,未来还有一场硬仗要打。

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