优必选人形机器人的工业进行时
人工智能的技术突破，正在加速人形机器人进工厂。
栏目| 机器人新纪元
2024年世界机器人大会上，优必选首次展示了“人形机器人工业场景解决方案”。这是优必选研发人形机器人第12个年头。
这一年，人形机器人火爆全球，作为人形机器人第一股，优必选也动作颇多。
2024年4月27日，优必选作为三大持股企业之一的北京具身智能机器人创新中心，发布了全球首个纯电驱拟人奔跑的全尺寸人形机器人“天工”，能以6公里/小时的速度稳定奔跑。
紧接着，优必选在北京经开区成立了人形机器人总部。
这一年，人形机器人进工厂成为主流趋势，优必选与东风柳汽、吉利汽车、一汽红旗、一汽-大众青岛分公司、奥迪一汽等多家车厂达成合作。面向工业场景的Walker S系列人形机器人开始进入到汽车工厂实训，执行分拣、搬运、质检等任务。
据优必选科技副总裁、研究院执行院长焦继超透露，“优必选人形机器人现在已经在多个汽车工厂进入到了实训验证阶段，其中，Walker S Lite已经在极氪5G智慧工厂连续21天协同员工执行搬运任务。”
2024年，在全球供应链面临再整合趋势下，人形机器人进工厂实训成了中国高端制造业的长期主义。
过去一年是优必选最忙碌的一年，也是优必选工业人形机器人最为忙碌的一年。
2023年11月2日，工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》，意见中指出：
“要聚焦3C、汽车等制造业重点领域，提升人形机器人工具操作与任务执行能力，打造人形机器人示范产线和工厂，在典型制造场景实现深度应用。
面向结构化制造业环节，推动人形机器人在装配、转运、检测、维护等工序的应用和推广，面向非结构化生产制造环节，加强人形机器人与设备、人员、环境写作交互能力，支持柔性化、定制化生产制造。”
这样的指导意见，为人形机器人产业落地指明了方向。
实际上，在此之前，在人形机器人领域已经深耕十多年的优必选，面对这波全球人形机器人热潮，已经悄悄展开产业调研，在200多天调研了20多家新能源汽车、3C电子等智能制造企业后，他们看到了人形机器人在汽车工厂落地的确定性机会。
据焦继超介绍，汽车制造业是自动化程度最高的产业，但即便是这样一个产业，仍然需要大量的人力。
汽车工厂分为四大工艺流程，分别是冲压、焊装、涂装、总装，在前三个流程中，工业机械臂、AGV等工业机器人已经能够从事大量重复性工作，但在汽车总装线上，依然存在一些诸如物料分拣、线速组装、气体检测等工作，或是高温环境、或存在有害气体，对人类存在一定的危害性。
一方面，汽车总装工厂中存在亟需机器人的工作岗位，另一方面，汽车产业每年都面临着大量用工缺口。
据人社部、工信部、教育部联合发布的《制造业人工发展规划指南》中给出的预测数据显示，到2025年，中国制造业工业缺口将接近3000万人，其中新能源汽车产业人才缺口将达到103万人。
实际上，随着国内新能源汽车产业逐渐成熟、产能持续攀升，不少新能源汽车企已经开始面临缺工少工问题，由于工作环境恶劣，不少汽车工厂工人流失率高，长期处于不满工状态。
这些原本由工人操作的非结构化环境中的工作，又很难通过传统工业机器人来满足需求。
于是，汽车产业也成了最有动力接触人形机器人的产业。
据焦继超透露，早在2023年，就陆续有车企带着真实需求找到优必选，希望优必选能为他们提供人形机器人解决方案。
实际上，优必选工业版人形机器人Walker S也是在2023年开始陆续进入汽车产业，与车企进行联合实训验证。
通过在真实的工厂环境中进行实训，人形机器人可以在实际任务环节收集数据，了解企业的生产需求，完成自我迭代升级，为正式的工业应用做准备。
同时，实训允许人形机器人面对实际生产中可能遇到的各种非标准情况，从而提高其适应性和泛化能力。在实训过程中遇到的挑战，可以激发高动态运动控制技术、紧凑化一体化关节设计、智能化与自主化的场景感知与任务规划等关键技术的突破。
例如针对工厂的分拣、零件安装等任务，优必选迭代了多模态大模型的模型架构，实现更强的多模态感知与认知能力，让人形机器人可以识别场景与地图并选择导航的最优路径。
此外，通过深入整合运动控制技术，人形机器人可以更加准确的执行抓取动作。
随着汽车产业智能化、电动化转型的加速，消费端对于汽车产品的个性化、定制化需求越来越高，行业竞争的不断加剧，迫使整车功能越来越复杂，产品更新换代越来越快，生命周期越来越短，而产品开发及生命周期的缩短，也要求更加快速敏捷的交付。
在汽车制造过程中应用人形机器人，不仅可以替代人机工程差的作业，将工人从危险、重复、价值低的工作中解放出来，也能降低因为人工装配对产品设计的限制，提高设计自由度，满足市场端更加定制化、个性化的需求。
在真实造车环境中部署应用人形机器人，能够不断积累全要素生产数据，利用AI技术感知、学习、迭代，实现智能化管理闭环，基于人形机器人具身智能的自主学习能力，可以快速适应新任务要求，在制造场景中提供敏捷部署，助力实现整车产品的高质量、敏捷交付。
不过，优必选科技首席品牌官谭旻解释称，“目前的人形机器人发展依然处于早期阶段，尤其是在面对工业场景落地时，工厂中的实训验证往往需要12-24个月。”
为此，将工业作为人形机器人三大应用场景之一的优必选，针对人形机器人在工业场景中的应用制定了三个阶段发展战略：
第一阶段（2023年-2024年），以新能源汽车制造场景作为人形机器人在工业场景的切入点，实现人形机器人在搬运、物料分拣等工业场景中的测试，不断完善硬件的稳定性和可靠性；
第二阶段（2025年-2027年），优必选人形机器人将逐步拓展至中等难度任务，重点打造3-5个专用场景下的应用，随着大规模的落地应用，不断提升产品的性能，逐渐实现规模商业化，不断降低人形机器人的成本，并横向拓展至消费电子制造业等其它行业及应用场景；
第三阶段（2028年-2033年），优必选人形机器人将进一步拓展到较为复杂的任务场景，具备超过10+种技能，成为多任务通用型工业人形机器人。
在这个发展过程中，人工智能技术的发展和突破，同样对优必选人形机器人升级迭代起着关键作用。
10倍速培养工业人形机器人
在ChatGPT面世之前，优必选曾有过这样一个判断：
人工智能技术的突破，对于人形机器人发展将会带来10倍速的提速。
谭旻解释称，“原本在我们规划中10年才能完成的事情，因为人工智能技术的突破，可能一年就完成了。”
当以ChatGPT为代表的新一代人工智能技术爆发后，具身智能热潮随之而来，优必选在2023年也快速对具身智能技术体系框架进行了论证，并将具身智能拆分为大脑、小脑、肢体几个维度。
焦继超告诉我们，在这套技术框架中：
“大脑主要完成完成动态感知和任务规划，小脑主要完成包括步态、灵巧操作在内的运动控制，更重要的是，优必选早在2021年就打造了用于训练人形机器人的仿真系统，很早就实现了Real2Sim和Sim2Real的闭环。”
就大脑而言，工业场景中很少用到语音交互，大部分工业中的交互已经被写入了流程自动化中，人形机器人进入工厂时，反而对机器人的决策能力有较高的需求。
现在的工业场景如果某个流程中间有一个环节缺失或中断，基于传统自动化的工厂解决方案中，后续流程就无法再向下进行。
基于多模态大模型的人形机器人，由于具备了一些基础常识，在某个环节缺失或中断后，人形机器人可以自主决策进入到上一个流程。
因而，在工业场景中，更需要的往往不是语言大模型，而是操作大模型。
正是基于这样的思考，焦继超告诉我们，“优必选基于以往积累的大量数据，通过组合微调形成的小模型，已经能够在边缘侧为人形机器人提供一定的决策能力。”
针对不同工业场景任务需求，优必选又融合了强化学习、模仿学习，开发训练了具身小脑，通过学习型运动控制技术提高人形机器人控制的鲁棒性。
此外，优必选还自研了3D语义地图，用以提升机器人的自主导航和场景理解能力。
据焦继超透露，人形机器人在工业场景目前的典型操作任务分为六类：智能搬运、智能质检、过程材料操作、螺丝拧紧、零件安装、SPS分拣。
在WRC 2024现场，优必选也首次展出了他们的人形机器人工业场景解决方案——通过现场布设了一条工厂流水线模拟环境，演示了优必选Walker S系列工业人形机器人在智能搬运、智能分拣、智能质检等任务实操能力。
据现场工作人员介绍，Walker S在执行搬运任务时，会先构建周围环境的3D语义地图，以复杂环境中的精准导航与避障，通过视觉识别和模仿学习，机器人能识别并处理多种箱子，并通过变导纳控制技术确保夹抱力稳定精细。
在搬运过程中，Walker S能够将零部件箱从仓库地板搬运至传送带，并实时记录数据，与智慧工厂仓库系统无缝对接，提升任务执行透明度与效率。
优必选没有价格焦虑
随着人形机器人、具身智能概念火爆全球，国内涌现出了诸多人形机器人团队，仅仅是在WRC 2024上，就有27款人形机器人亮相。
也正是在越来越多人形机器人团队涌入这一赛道时，人形机器人开始卷向价格。
当被问及如何看待当下人形机器人价格内卷时，谭旻告诉我们：
“从全球人形机器人行业来看，在发展的初期阶段，成本一定不是科技公司的核心竞争力，人形机器人作为继计算机、智能手机、新能源汽车后，又一个万亿级规模产业，在还没有实现全球规模性商业化之前，要比拼的一定不是价格。
真正能在工业场景中应用、能在工业场景中产生价值才是机器人公司的核心竞争力，这也是这么多车企会选择与优必选合作的原因。”
焦继超说，“车厂有自己对硬件行业客观规律的清醒认识，所以我们去聊合作的时候，他们不会要求一定要很低的价格才能买，因为既能满足他的要求又价格很低，是无法实现的。”
据优必选官方透露，优必选已经在与包括东风柳汽、吉利汽车、一汽红旗、一汽-大众青岛分公司、奥迪一汽等多家车企合作，优必选的工业版人形机器人也正在陆续进入车企工厂，开始验证物料分拣、货物搬运、质量检测任务的执行能力。
谭旻认为，这些车企之所以会选择和优必选合作，是因为优必选深耕人形机器人12年，不仅是全球人形机器人专利拥有数量最多的企业，而且优必选的人形机器人已经在多个场景中应用落地并持续提供服务。
“车企很重视机器人的稳定性和可靠性。我们的人形机器人曾经在迪拜世博会中国馆连续稳定工作过6个月，在中国科技馆也已经连续稳定服务了有两年之久，在这个过程中，优必选人形机器人完成了从实验室到商业化场景0到0.1阶段，这在全球也是屈指可数的。
下一站是工业场景的商业化，要完成从0.1到1的部分。目前优必选工业版人形机器人已经获得车企超过500台的意向订单。”
实际上，当下全球供应链正在经历着又一次整合和重塑，在这次全球供应链整合中，中国如何发展好高端制造业、在全球供应链中继续发挥重要作用就成了。
焦继超说，“现在人形机器人还处于早期发展阶段，真正令我们感到焦虑的是，技术需要快速迭代，以满足工业场景的真实需求。”
不过，在和诸多车企展开深入合作后，焦继超发现，优必选和很多车企有了一个共识——人形机器人虽然不是现在工业场景唯一的选择，但最终的形态将会是人形机器人。