【芯版图】政策热捧下,机器人关键部件国产、场景应用困局待破

来源:爱集微 #人形机器人#
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人工智能正以迅猛的发展势头在各应用中快速落地,2024年被多家机构评定为AI手机和AI PC的规模出货元年,AI手机、AI PC、ChatGPT、自动驾驶等则组成了人工智能的“不同形态”。

作为人工智能的重要形态之一,人形机器人被誉为通用人工智能技术领域的王冠,即打造出能够像⼈类⼀样在⼯⼚、办公室等场景中运⾏的机器,被认为是继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品。

10月20日,工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》,提出到2025年,人形机器人创新体系初步建立,“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破,确保核心部组件安全有效供给……正式将人形机器人产业建设议题摆放在众人面前,也进一步催生了国内机器人产业的发展热潮。

人形机器人专项政策发布,产业链建设成关键词

根据工业和信息化部于11月3日发布的《人形机器人创新发展指导意见》解读,人形机器人的关键支撑技术在于人工智能、高端制造、新材料,创新体系的建设主要指的则是“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术体系的建设。

具体而言,一是开发基于人工智能大模型的人形机器人“大脑”,增强环境感知、行为控制、人机交互能力,开发控制人形机器人运动的“小脑”,搭建运动控制算法库,建立网络控制系统架构。二是系统部署“机器肢”关键技术群,打造仿人机械臂、灵巧手和腿足,攻关“机器体”关键技术群,突破轻量化骨骼、高强度本体结构、高精度传感等技术。三是构建完善人形机器人制造业技术创新体系,支持龙头企业牵头联合产学研用组成创新联合体,加快人形机器人与元宇宙、脑机接口等前沿技术融合,探索跨学科、跨领域的创新模式。

聚焦到关键零部件及软件产品,包括通用整机平台、专用传感器、由高力矩密度减速器、高功率密度电机、伺服驱动器等组成的执行器、具有高动态运动驱动、高速通信等功能的专用芯片以及高性能运动控制器、液压等动力源、面向各场景的软件等。

以特斯拉Optimus为例来看。根据招商证券发布的报告,2023年7月Optimus亮相世界人工智能大会,其最新一代人形机器人在身体机械部分有28个关节(14个旋转执行器+14个线性执行器),2个灵巧手共有12个关节(6个执行器*2)。其中,旋转关节方案为无框电机+谐波减速器+扭矩传感器+位置传感器+轴承(角接触球轴承+交叉圆柱滚子轴承)+编码器;线性关节方案为无框电机+行星滚柱丝杠+力矩传感器+位置传感器+轴承。

报告指出,特斯拉人形机器人价值量主要集中在FSD系统、AI芯片、执行器、灵巧手肢体骨骼几个部分。

核心部件国产化进程待加速,产品应用还看场景突破

作为人形机器人的关键部件,谐波减速器、无框电机、力矩传感器等零部件产品同样也是目前国内协作机器人、服务机器人、四足机器狗等各形态机器人产品中的关键组件。

有业内人士表示,谐波减速器常年处于进口垄断局面,无框电机则以韩国、美国等公司产品性能表现更优,国内多家机器人公司自研产品性能仍然存在一定差距。而在液压驱动机器人研发上,关键组件液压泵在国内则难寻合适的供应商。

目前,在人形机器人产品领域,小米CyberOne铁大、优必选Walker系列产品、傅利叶GR-1、智元远征A1机器人、宇树Unitree H1等形成了国内主要玩家产品阵营,均为电驱动产品。

在国内人形机器人厂商阵营中,小米是在发布了机器狗“铁蛋”之后,于2022年8月发布了人形机器人CyberOne,优必选原主打送餐等轮式服务机器人市场,“上交大”系傅利叶以康复机器人为主要业务,“浙大”系宇树则一直专注于四足机器狗的开发。

对于各家来自“不同领域”的产品公司转战布局人形机器人领域,一位业内人士告知笔者,不同形态的机器人产品本身在技术上具有一定相关性。预示着后期这一阵营队伍或将扩大。

目前,据公开消息,各家仍然集中在机器人与场景的交互能力上,即机器人在复杂场景中自主完成移动和操作的能力,鲜少谈及应用开发

以宇树Unitree H1为例来看,据宇树官方披露,该机器人为于今年8月发布,单腿5个自由度,单手4个自由度(可拓展),搭载了宇树自研Unitree M107关节电机。其表示,Unitree H1售价在几十万元以内,为全球性价比最高。

走出实验室,降低成本是第一步。马斯克信奉通过自研提升产品性价比,针对人工智能应用,特斯拉相继研发了FSD系统、Dojo芯片等。马斯克曾表示,其目标是尽快制造出有实⽤价值的⼈形机器⼈。

智元机器人创始人“稚晖君”彭志辉此前则披露,智元自研了关节电机PowerFlow、灵巧手SkillHand、反曲膝设计等关键零部件,以此提升具身智能机器人的能力、同时降低成本,此外在软件层面,智元还自研了AgiROS等系统。

但目前,距离商用似乎还为时尚早。另一位机器人产业坚定的“拥护者”告知笔者,在既有的机器人产品中,如四足机器人、协作机器人、服务机器人等,尽管国内产业生态初步形成,并且客户方面对于使用机器人的意愿和接受度很高,但真正意义上的商业化还没有到来,关键还在于场景应用中各种细节问题的解决。其表示“机器人应用涉及的知识太多了”。

沃尔特·艾萨克森在《埃隆·马斯克传》也提到,在机器人走路这件事上,⻢斯克⼀直在⽐较⼈类和机器学习过程的不同。“⼀开始孩⼦是平脚⾛路,⽽后他们开始⽤脚趾⾛路,但他们⾛起来还是像猴⼦。他们需要相当⻓的时间才能学会像成年⼈⼀样⾛路。⼈类的步态是相当复杂的。”

有业内人士向笔者透露,目前人形机器人产品尚未具备实际意义的商用,多是以提供给科研机构研发等使用为主。

责编: 赵碧莹
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