今年的央視春節聯歡晚會上,一個名為《秧BOT》的歌舞類節目讓廣大觀眾眼前一亮。節目中,一群穿著花棉襖的人形機器人與舞蹈演員同臺獻藝,不僅扭起秧歌,還轉起手絹,流暢協調的動作從一個側面展現出我國在機器人領域的技術進步。
作為新質生產力的重要組成部分,近年來我國機器人產業加速發展,特別是人形機器人作為機器人技術中的尖端領域,逐步從科幻走入現實,眾多初創公司涌現,新技術、新成果不斷。根據工業和信息化部《人形機器人創新發展指導意見》的部署,2025年,我國人形機器人創新體系將初步建立,“大腦、小腦、肢體”等一批關鍵技術取得突破。未來,將有更多的人形機器人出現在我們的生活中。
創新產品頻出,具身智能成為新熱點
近年來,我國人形機器人領域不斷有新成果、新產品涌現。在去年8月舉辦的2024世界機器人大會上,有多款國產人形機器人亮相,其中就包括登上今年春晚的人形機器人Unitree H1以及和它來自同一家公司的新品人形機器人Unitree G1。
Unitree H1的研發企業是成立于2016年的杭州宇樹科技有限公司。這家企業深耕機器人賽道多年,其研發的Unitree H1作為全球首款能完成原地空翻的全尺寸電驅人形機器人,搭載了人工智能驅動全身運動控制等先進技術。同時,通過先進的人工智能算法,Unitree H1還能跟上音樂的節奏,并根據音樂實時調整動作,再加上專門設計的關節、精密的結構以及控制算法,讓它得以完成手絹的旋轉、拋擲和回收等高難度動作。
除了Unitree H1,上個月宇樹科技還發布了最新人形機器人產品Unitree G1行走、奔跑的視頻。在最新技術成果的賦能下,Unitree G1不僅能在平穩的路面穩健行走,還能順利通過草地斜坡、彎道等復雜和崎嶇的路段,甚至能在石塊地面、階梯等場景奔跑。
據了解,Unitree G1擁有廣闊的關節運動空間,全身23至43個關節,最大關節扭矩達到120N·m,可進行動態站起、坐下折疊、舞棍等高難度的動態動作,在柔順行走、仿人奔跑以及復雜地形適應方面表現出色,未來有望在物流配送等領域得到應用。
“外表越來越像人,行動也越來越靈活。”這是不少人形機器人愛好者對新近推出的人形機器人產品的評價。以國家地方共建具身智能機器人創新中心自主研發的最新版“天工”機器人為例,這款機器人不僅身高和體型更接近成年男性,而且運動的控制力、靈活度以及速度比舊版本更高,續航時間也更長,智能交互和任務執行能力更強。依靠更強大的手臂,“天工”可以穩穩地端起一杯水遞給對面的人,不會產生傾灑。此外,“天工”還能實現擬人奔跑,并參加馬拉松賽事,實測平均時速可達每小時10公里。
不過,對于人形機器人來說,僅具有像人類一樣的外表和動作還不夠,更高的發展目標是要成為“具身智能”,兼具聰明的“大腦”和靈活行動的“身體”。今年,多個省區市的政府工作報告首次提到“具身智能”,并對具身智能產業發展作出部署。
人形機器人想要進化升級,變得更智能的秘訣是什么?答案是加入“人工智能大模型”。不久前,四川省成都人形機器人創新中心有限公司發布了國內首臺超輕量級人形機器人——“貢嘎一號”。“貢嘎一號”不僅擁有體量輕、續航時間長等優點,最重要的是它擁有一個“智能大腦”——中國首個機器人多模態模型,這種模型賦予了機器人更強的理解、推理以及自主執行能力,配合雙臂協作系統,機器人能夠更高效流暢地完成一些復雜的日常任務。
事實上,隨著大模型等人工智能技術的發展,人形機器人的感知、推理、理解等能力在技術的賦能下也得到提升。以科大訊飛亮相2024世界機器人大會的人形機器人產品為例,在大模型的支持下,該款人形機器人的復雜任務拆解成功率超過95%。科大訊飛副總裁劉聰在接受媒體采訪時表示,在使用大模型之前,機器人與現實場景交互的能力比較弱。如果給機器人一個指令,讓它把抽屜打開,把里面的薯片拿出來,再把抽屜關上。對于這樣包含復雜動作的指令,放在以前的機器人身上,是沒法理解的。
關鍵技術突破,加速人形機器人發展演進
更智能、更靈活、更強大的國產人形機器人產品不斷涌現,與我國人工智能等技術的快速發展密不可分。從核心零部件制造到整機裝配,從底層算法研發到應用場景拓展,相關領域技術的進步為人形機器人發展注入磅礴動力。
當前,人形機器人技術加速演進,已成為科技競爭的新高地、未來產業的新賽道、經濟發展的新引擎。近年來,我國各地的人形機器人技術研發創新平臺迅速崛起。2023年底,北京具身智能機器人創新中心成立。2024年5月,我國首個國家地方共建人形機器人創新中心在上海浦東揭牌。此外還有成都人形機器人創新中心、浙江人形機器人創新中心等,形成強大技術創新力量。
位于四川省成都市的成都人形機器人創新中心有限公司成立于2024年4月,是中西部首個人形機器人創新中心,主要開展人形機器人本體、控制和決策等技術攻關。成立以來,該創新中心獲得人形機器人相關專利8項,率先完成國內首個基于擴散架構人形機器人任務生成式模型、國內首個多模態人形機器人任務執行系統等30余項人形機器人“大腦”核心技術成果,填補多項國內空白。特別是在超輕量級人形機器人技術方面的突破打破了國外壟斷。
“此前,超輕量級人形機器人技術僅掌握在美國少數頂尖機器人企業機構中。”成都人形機器人創新中心有限公司負責人張睿睿介紹,“而如今我們研發出的‘貢嘎一號’超輕量級人形機器人機身在自重、續航和負重比方面再次突破:超輕量25kg整機,打破了業界普遍存在的60kg至250kg的重量范疇;負重比0.22,高于業界平均水平5倍以上……”
創新不止于此。繼2024年10月發布“貢嘎一號”之后,成都人形機器人創新中心有限公司又于該年12月發布了國內首款帶最強大腦的全尺寸人形機器人——貢嘎二號“鴻鵠”。
相較于“貢嘎一號”,“鴻鵠”植入了中國首個基于擴散架構的人形機器人高速推理模型R-DDIRM,更加靈活智能。傳統機器人訓練通常需要上萬次數據采集,新模型僅需50次。超出上一代模型10倍以上的推理速度,則讓“鴻鵠”具備了更高效、流暢的推理和決策能力。
近年來,在不懈的創新攻關和技術研發下,我國在人形機器人相關領域的技術不斷突破。國產減速器、控制器等關鍵零部件的技術競爭力不斷提升,人工智能大模型領域產品不斷迭代進化。
去年,中國科學院自動化研究所人形機器人攻關團隊自主研發,突破了高爆發一體化關節、AI賦能設計、機器人大模型、類人柔順控制等核心技術,還成功研制出人形機器人硬件設計和軟件開發“大工廠”,通過它可以快速設計構建人形機器人硬件和軟件系統,大幅度縮短現有研發周期,進而向搶占實體通用人工智能系統科技制高點邁出堅實一步。攻關團隊技術骨干李睿表示:“通過軟硬融合的方式研發核心零部件,是攻克人形機器人‘卡脖子’技術、打造實體通用人工智能系統的關鍵。”
產業鏈構建,多地爭相布局機器人未來賽道
中國信通院發布的《人形機器人產業發展研究報告(2024年)》指出,歷經多年發展及技術迭代,在巨大的潛在市場需求牽引以及人工智能技術深度賦能的帶動下,人形機器人產業鏈加速構建和優化,已進入技術集中突破和應用初步試水的關鍵發展時期。
在國內各大城市中,北京市在人形機器人基礎研究和關鍵技術攻關方面優勢明顯,集聚了如中國科學院自動化研究所多模態人工智能系統全國重點實驗室、北京理工大學自主智能無人系統全國重點實驗室等國內頂尖的機器人研究院所、實驗室和創新團隊,此外還有不少高科技企業聚集。依托強大的“智”力支持,北京市、區兩級政府聯動,正致力于打造人工智能創新策源地和應用高地。目前北京經開區、海淀區、石景山區等區域已相繼發布相關行動計劃,對人形機器人產業進行部署。
與北京相比,上海市則更注重產業生態的打造。模速空間、機器人谷等世界級人工智能產業集群已經在上海初具規模,人工智能創新生態加速構建。步科股份、鳴志電器、禾賽科技等零部件企業,傅利葉智能、智元機器人等本體設計與制造企業均在滬“安家”。除布局產業鏈上中游外,上海還在下游應用場景端持續發力。今年1月,上海啟用全國首個異構人形機器人訓練場,首期即部署了超過100臺異構人形機器人,為推動人形機器人技術的實際應用落地注入了強勁動力。
此外,粵港澳大灣區在人形機器人發展賽道上也占據一席之地。廣東省機器人協會專家委員會執行主任閔華清表示,廣東省已經成為國內最大的智能機器人產業集聚區,目前在機器人設計、研發、系統集成、推廣應用等全產業鏈均部署有相關科研機構,機器人整體研發創新水平位居全國前列。以廣東省深圳市為例,僅在深圳市南山區,就已經集聚了超過20家產業鏈上下游企業及機構。今年春節期間,由深圳本地企業研制的人形機器人PM01跟隨民警走上街頭,參與巡邏任務,其輕盈自如的步伐吸引了很多市民的目光。
一些西部地區也積極布局人形機器人賽道。去年11月,《四川省人工智能產業鏈總體工作方案(2024—2027年)》發布,明確未來3年四川人工智能產業發展的主要目標、發展布局和重點任務。而成都市和綿陽市作為兩個主要承載地,目前均已構建起較為成熟的產業基礎,技術研發、零部件生產及應用場景落地加速推進。
政策利好不斷、產業協同加速、技術創新涌現,推動我國人形機器人產業發展駛向快車道,為未來科技和經濟的發展注入新的動力。在不久的將來,人形機器人或將真正進入“尋常百姓家”,為生活的方方面面提供服務。(記者 王雅婧 通訊員 周倜)
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