人形机器人最大的成本是时间
人形机器人,成了本次人工智能大会最吸睛的话题之一。
来自国家地方共建人形机器人创新中心、达闼、复旦大学、傅利叶、宇树科技、开普勒、清宝机器人、乐聚等企业和单位的人形机器人,组成了“十八金刚”阵列,展示了如何通过控制实现动态协同并完成统一动作,大量观众驻足观看。
特斯拉的二代人形机器人Optimus也在国内首次亮相,和中国产机器人一起展出。这让不少投资人兴奋地宣称“2024年是人形机器人元年”。
从产品观感上看,今年展出的人形机器人较去年有了大幅进步,并且越来越多中国企业的加入,意味着这些机器人产品将会更快速的迭代和量产。
但是,从实验室到工厂,从To B到To C,从展台到家庭,人形机器人的普及过程还很漫长,这种除了汽车之外最大的智能设备,想要进入到普通人的生活,还是有相当长的时间。
场景
最好的应用场景其实是家庭。
近几年,不少中国创业公司都推出了自己的人形机器人,其应用场景主要聚焦于学校、工业、展厅等,适用于家庭、医疗的则是少数。这主要是因为在工业和商业服务场景下,人形机器人的商业化已经获得了一些验证机会。
此前,特斯拉Optimus已经是人形机器人的业界标杆。借助视觉神经网络和FSD芯片,二代Optimus可以模仿人类操作,进行轻握鸡蛋、搬运重物、电池分拣等动作训练,直立行走速度也提升了30%,近期已经尝试着特斯拉工厂开始“打工”。
特斯拉股价表现(自2024年3月至今)
虽然特斯拉尚未在线下展出过原型机,只在官方视频中披露过二代Optimus的动态效果,但这已经让市场变得躁动——特斯拉股价在上周累计暴涨了27.11%,几乎抹平了上半年的所有跌幅,市场对人形机器人的叙事表达了信心。
马斯克也高调喊话特斯拉空头,称“一旦特斯拉完全解决自动驾驶问题,同时机器人Optimus开始量产,任何仍持有空头头寸的人都会被消灭,即便是盖茨也不例外。”
目前特斯拉计划在2025年底前实现量产上市。届时将有超过1000个二代Optimus投放到特斯拉工厂,帮助员工完成生产工作。更长远的目标则是在未来实现年产10亿台,占据市场10%以上份额,为特斯拉带来25-30万亿美元的营收。
同样要去汽车生产线上“打工”的,还有优必选旗下的人形机器人。本月初一汽大众与优必选达成合作,要将引入工业版人形机器人Walker S开展汽车制造过程中的螺栓拧紧、零件安装、零件转运等工作。
优必选工业版人形机器人Walker S还会进入蔚来第二先进制造基地总装车间、东风柳汽总装车间等多家车厂进行实地“培训”,在这个过程中提升研发能力,丰富工业场景可用的产品类型,并帮助工厂提高智能化和无人化水平。
短期内,各家厂商的应用规划集中在了工业制造、仓储物流、民生服务及特种应用领域。但中长期内来看,人形机器人的目标还是要走进千家万户,为家庭场景提供相关服务。
本次人工智能大会上复旦大学展示的“光华一号”,就是一款养老护理机器人。这款机器人计划在四川、河南、江苏、浙江等地开展测试,提升把老人从床上扶起来、搀扶老人到厕所等动作能力,并于明年尝试开展小量产业化推广。
达闼机器人研制的XR4“小紫”,手部尺寸操作灵活,可以拿起鸡蛋和扑克牌,也可以完成烤面包片和装盘、熨烫衣服等精细活,同时适用于工业制造、家庭养老和商业服务等多个领域。
但是XR4每台39.9万元起的预售价,就决定了这款机器人没那么容易从B端市场走入C端市场。
可以说,最适合人形机器人应用的场景是家庭服务,而眼下最难推广应用的场景也是这个。
智能
AI正在补全人形机器人的最后一块拼图。
在大部分人的期待里,人形机器人应该去承担琐碎、没有酬劳的家务活,而不是去抢夺生产线上有酬劳的那些工种。
但家庭服务其实是比工业应用更复杂、开放的场景,能很好地完成没有价值的家务活的人形机器人,需要的研发投入和资本支持远超一般的工业机器人。如果没有大模型的爆发,家用人形机器人的未来会更加遥远。
大模型通过从大量文本和图像中学习,为机器人提供常识性知识,使其能够处理各种任务,应对复杂场景,从而增强机器人的通用性。虽然围绕着模仿人类还是超越人类存在质疑争论,但大模型的应用确实在推动人形机器人领域的革命。
Figure 01就是一个很好的体现了AI赋能人形机器人的例子。今年3月,在与OpenAI宣布合作13天后,该公司就展示了装有OpenAI提供的视觉语言模型(VLM)的人形机器人Figure 01的演示视频。
在视频中,Figure 01可以主动从杂物堆里翻出唯一可食用的物体交给人类,也可以在不需要具体指令的情况下,识别桌面状态后,判定需要将盘子和杯子放回碗架上,并自动执行其决策。
这意味着Figure 01实现了感知、决策和执行一体化的端到端处理,通过在上层
控制策略采用 OpenAI 多模态模型,显著提升了具身智能的智能化水平。
将视觉、听觉、触觉等多感官融合,生成式地想出解决问题的方法并在物理世界执行,这正是通用人形机器人需要的能力。有了多模态大模型的助力,这一切开始可以成为现实。
OpenAI也在近期重启了四年前解散的机器人项目,以进一步推动人工智能与机器人技术的融合发展,探索新的应用场景和商业模式。这是为了保持公司在行业中的领先地位和竞争优势。
作为AI时代的“军火商”,英伟达也试图通过参与机器人技术的发展,探索出更多AI落地的商业模式和收入来源,如提供机器人软件服务、云平台服务等,好让自己公司的估值故事更有吸引力。
英伟达已发布多项支持机器人的新品,例如可接收语言、手势、文本等多类型指令,并与众多软硬件工具配合的GR00T人形机器人通用基础模型;可支持上千个机器人同步模拟训练的Issac Lab平台;可提供每秒800万亿次8位浮点运算性能的,基于Thor芯片的人形机器人计算平台Jetson Thor。
英伟达股价表现(自2023年1月至今)
与英伟达建立合作的公司,有望受益于AI计算平台、模拟平台等的升级,英伟达同样希望受益于机器人和自主人工智能带来的浪潮。
当然,人形机器人落地之路上的挑战不只是智能化问题,而是包含了动力和能源管理、机械设计和运动控制、感知与感知处理、智能决策与规划、人机交互与安全性、成本和可用性等关键问题。
技术的突破也许只需要一两个天才的灵感,但是成本的控制却需要整个产业链的努力。
降本
产业链掘金的机会。
业内有着2万美元是大规模推广人形机器人的成本门槛的说法,特斯拉CEO马斯克表示Optimus未来售价有望低于2万美元/台。
不过目前该产品的硬件成本约5-6万美元,其零部件价值量排名为无框力矩电机(21%)、减速器(16%)、力传感器(16%)、丝杠(14%)、空心杯电机(4%)、惯导imu(1%)和其他(28%)。
这些关键零部件具有较高的技术壁垒,既是人形机器人降本的主攻环节,也是国产替代的重要方向。
以减速器为例,这是国产替代可能性较高的领域,绿的谐波全球销售额市占率为7%(日本的哈默纳科全球销售额市占率达82%,其余厂商销售额市占率约为11%),在减速比、额定扭矩等方面追赶国际先进水平,打破了国外厂商的技术垄断。
为了给机器人大时代准备产能,绿的谐波20亿元定增项目近期已获批,并且在新一代谐波减速器100万台、机电一体化产品20万台的年产能达产前,就已打起了价格战,对协作机器人客户供应产品的降价幅度达到约20%左右。
这种产能+价格的打法,不仅对绿的谐波公司业绩有影响,对减速器行业的整体生态也构成大范围影响,体现的是消费电子需求不振之下,供应链企业押注人形机器人广阔增量的决心。
丝杠则是国产厂商奋起直追的一个领域,日本的THK、NSK和德国的力士乐、舍弗勒占据了中高端市场的主要份额,五洲新春、贝斯特、北特科技、恒力液压等企业为了迎合人形机器人的技术浪潮,也在陆续布局高精密滚珠/滚柱丝杠市场。
目前人形机器人丝杠的壁垒主要在于内螺纹精加工,若能实现工艺突破和量产,机器人生产商就可以将把重心转向规模化降本。虽然这会对供应链企业的成本控制能力和良品率提出较高要求,但也带来了国产替代的机遇。
核心零部件之外,磨床、车床、绕线机等加工设备,PEEK材料、球墨铸铁工艺、冷锻工艺等与材料降本和轻量化相关的新技术方向,也有望从人形机器人的热潮中分得一杯羹。
中国人形机器人具备硬件生产优势
虽然中国企业暂时还要围绕特斯拉进行核心布局,但在技术上的追赶早已开始,目前中国人形机器人技术专利累计申请总量超6000件,超过日本、韩国、美国等国家,排名全球第一,在有效发明专利上,也以近1700件位居全球第二。
比起技术突破,量产和商业化可能才是更不容易解决的问题,成本和定价问题只是前者的显性表达。所以现在厂家们也不是追求量产,而是逐步推进智能化提升和应用场景落地,在迭代中迎来行业大爆款产品的问世,从而开启真正的商业化。
可以说,对于人形机器人公司而言,最大的成本其实是时间。(小卢鱼)