蒋耀:找到“发力点”,把握人形机器人的百万亿级赛道
■ 人形机器人将是人类史上最大的产业,而To C端的家用服务机器人必定是主流应用场景。
■ 人形机器人是智能化的集大成者,肯定走软件定义产品的路线,随着类脑功能的升级迭代,将越来越接近人类的行为能力,替代人类完成大多数工作任务。
■ 人形机器人未来可能是百万亿级别的产业,选择创业、就业可以关注相关产业,但必须是“长坡厚雪”,且必须构筑足够的“护城河”。
过往30多年的工作历练,从远洋轮的船长、航运企业的高管、地方政府的主官到大型国企的负责人,在积累丰富工作经验的同时,更塑造了其强烈的方向感、信念和毅力。
8年过去了,围绕实时侠智能控制技术有限公司全球首创的单芯片多核异构驱控一体运动控制技术,连续创业打造横跨工业、服务、特殊机器人的产业体系,SCIMC生态已初具雏形。
在日前于复旦管院举行的“复旦科创先锋论坛——人形机器人 未来已来”上,蒋耀校友在主旨演讲中分享他的最新思考,并与复旦管院企业管理系系主任李绪红教授展开对话,探讨人形机器人赛道的创新与未来发展。
就在此次论坛举办的同时,上海经信委发布了一篇题为《【一图读懂】〈上海市促进智能机器人产业高质量创新发展行动方案(2023-2025)〉》的文章,文章指出“智能机器人将成为全方位赋能百业,助力生产生活和社会治理等各领域提质增效的重要驱动力”。工业和信息化部11月2日发布《人形机器人创新发展指导意见》也指出:人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术,有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品,发展潜力大、应用前景广,是未来产业的新赛道。
主题演讲
人形机器人产业展望
当机器人越来越趋向“人形”
1950年,图灵在《计算机器与智能》一文中,对机器人的未来做了非常精彩的展望,今后的机器人会像人类一样,拥有感知、决策和执行能力。
虽然70多年后的今天,机器人在感知、决策能力方面还很弱,但执行层面的能力已经基本进化成熟。再过几年,我们就会看到人形机器人进入我们的生产、生活,甚至家庭。
究竟“机器人是人工智能”还是“人工智能是机器人”?这两者相互渗透,其实很难区分,争议很大。若一定要分,我比较接受旷视联合创始人、CEO印奇关于人工智能两个方向的划分,即“AI in Digital”和“AI in Physical”。前者是纯粹的数字化人工智能,以ChatGPT为代表的技术;后者则具有物理实体,将AI技术引擎与硬件载体结合,产生自动驾驶、机器人等不同类型的智能机器。
机器人一直在演变,而如今,它越来越趋向“人形”。
世界上第一台可编程工业机器人出现于上个世纪50年代末期的美国,它就是如今在工业、物流场景中随处可见的机械手。机械手没有自主意识,所有执行的动作都需要通过人类设计规划。
接着,出现了移动机器人。移动机器人是足式人形机器人的早期雏形,开始时利用磁条、二维码、RFID等技术导航,称为AGV,后来导入了基于激光雷达或视觉传感器的SLAM地图重建和导航,就有了人工智能的概念,被定义为AMR,即自主移动机器人。目前广泛应用于物流和商业场景,任务和调度仍依靠云端的操作系统。
后来,在移动机器人的基础上,上装了协作机器人,具备了“手脚”功能。复合机器人的诞生使得我们向人形机器人迈进了一大步。
再后来,我们看到了波士顿动力的“ATLAS”、本田公司的“ASIMO”、孙正义先生的“Pepper”、具有语言人工智能的“苏菲”,大家从人工智能或运动控制二个维度将人形机器人不断向前推进。
这些公司都为人形机器人的发展做出了巨大的贡献,但限于人工智能发展的滞后和局限性,或者是构型选择的不经济性,难以在商业化运作上取得成功,这是我特别希望同学们引起高度关注的!即使波士顿动力的电液控制做到了“登峰造极”,但昂贵的成本注定是无法逾越的绊脚石,换句话说,“没有商业价值的技术突破对科创企业来说毫无意义”。
智能革命时代的百万亿级赛道
如今,人类已经跨越了三次工业革命。在第三次工业革命中智能手机诞生了,也由此催生出了像苹果公司这样的万亿美元市值企业。如果没有下一个能造就数十万亿产值的行业,就无法支撑经济再次跨越式发展。我们看到,第四次工业革命——“智能革命”已经到来,它的两大主角是人工智能和人形机器人。人形机器人不只是一个科技概念上很吸引人的产品,它更要具备真正的商业价值,要为“你我他皆可用”,要能真正解决我们的实际问题。
放眼全球,特斯拉有望成为第一个将人形机器人实现商业化的企业。它推出的机器人Tesla Bot已经做到在端到端的响应速度和准确性方面与人类不相上下。原本需要通过输入各种编程指令才能执行任务的“闭环”模式,在安装了大模型训练的手眼一体模型后,机器人的效率大大提高,身体平衡问题也明显改善,现在甚至可以完成瑜伽动作。
如何在人形机器人这个百万亿级赛道上胜出呢?必须生产出具备真正商业价值的代表性产品。它将在未来的工业领域、商业领域或者家庭场景中,实现多场景适应。
这样的产品需要不断地“进化”,而当前它面临最大的考验是如何在安全的前提下提高柔性。因为人是柔性的,机器并不柔性,人形机器人只有与人类真正相近,能承担人类绝大部分的工作,这样才会催生出万亿级、十万亿级、百万亿级的巨大市场。
由于历史的原因,我们已经错失了一、二、三次工业革命中成为链主、龙头的机会。中华民族要立于世界民族之林,就必须把握住第四次工业革命的机遇,在智能革命的大潮中扮演重要链主、龙头的角色!人工智能大模型、人形机器人的赛道既要举国之力、顶层设计、全面推进,又要科创企业各显神通、百舸争流、勇立潮头!
人形机器人的未来演进预想
人形机器人将是人类史上最大的产业,而To C端的家用服务机器人必定是主流应用场景。在未来,每个家庭可能配置2-3个人形机器人来承担不同的家庭工作。
所以讨论人形机器人的演进可能性,主要就是讨论家用服务机器人的演进问题。我本人提出四个阶段论的大胆猜想——
■ 它的1.0版本可实现中产家庭的基本养老陪护:功能上可执行家庭基本清洁任务,支持人类日常生活中的简单活动;智能上可实现家庭地图构建、日常物品识别以及与人类的基本对话;交互上可实现语音控制、触屏控制。
■ 人形机器人的2.0版本可实现大部分养老及儿童监护需求:功能上可实现照顾老人的吃穿洗漱、看护儿童助力家庭教育;智能上可实现与人更好地互动,通过数据共享自主学习复杂任务;交互上可实现手势控制、可穿戴式设备远程操控服务等。
■ 人形机器人的3.0版本可实现各类家政服务:具备安全灵活的近距离肢体接触陪护能力;能够理解人类的情感及生理需求;完成共享经验式互动,更接近真人;交互上采用高带宽的可穿戴式接口。
■ 人形机器人的4.0版本将成为人类的家庭成员:自主完成人类需要的各项工作,与人类交流情感,理解并参与一些创造性工作;可通过眼神交互、脑机接口完成交互。
核心部件亟待技术突破
万亿蓝海,国运所系!京、沪、粤均纷纷出台产业规划,将人形机器人列为最重要的未来产业。走整机优先还是核心部件优先的发展路线是当下值得关注的战略选择。
本人认为,整零协同是正确的选择,把满足整机发展的核心零部件研制好总规是必由之路,也有利于支持和保障整机产业的发展。而且核心部件也决定了未来整机的基础成本,大规模制造的产品必须是性能、性价比双优才有长期的竞争力。
核心部件就是两块芯片(含算法)和一堆关节。
■ 一是类脑智能芯片,它赋能了人形机器人的特点,包括具身智能、多模态融合、泛化应用场景。这让人形机器人拥有感知、认知、决策、行动等具身智能,实现眼、耳、手、脚、脑、云一体,提升人形机器人的类人特征并能够在各种复杂场景下执行任务。
■ 二是运动智能芯片,即感驱控一体运动控制器,主要有基于总线、多芯片驱动一体、单芯片驱控一体等三种架构。我们团队历经八年时间,已经研发出拥有全球专利、基于单芯片的感驱控一体运动控制器,技术优势非常明显。它在各维度都远超基于总线的运动控制器,结构更高集成、同步性与实时性也更佳,主要解决高性能、高集成度、高灵活性、高安全性等问题,达到人形机器人在运动能力上所需要的最基本性能。
■ 三是智能一体化关节(执行器),它需要具备高功率密度、高可靠性、智能化驱动、紧凑型设计等能力,并且需要极高的性价比。目前主要三种关节类型,第一种是一体化旋转关节,采用无框力矩电机、谐波减速机、力传感器和双编码器等组成,可以实现高精度和高刚度的旋转运动,适用于上肢和躯干等部位;第二种是一体化直线关节,采用无框力矩电机、行星滚柱丝杠、力传感器和编码器等组成,可以实现高效率和高负载的直线运动,适用于下肢和腰部等部位;第三种是手,每只手都由6个空心杯的关节形成,空心杯关节采用空心杯电机、多级行星减速机、驱动器和编码器等组成,可以实现高速低扭矩的特性,在较小空间内提供较大的抓握力,适用于手腕和手指等部位。
对 话
赛道选择一定要有洞察力
李绪红
蒋 耀
李绪红:今天很高兴有这样的机会与蒋董就机器人科创行业的发展进行对谈。讲到科创,大家对蒋董的创业经历非常感兴趣,尤其是“52岁跨行业零基础创业”,勇闯机器人相关领域,8年来已经拥有了自己领先的技术优势,您是怎么做出来的呢?
蒋耀:我一直觉得人生应该丰富一些,更重要的是在52岁的时候,我看到了未来的趋势。
2015年是中国劳动力的“刘易斯拐点”,我们很清晰地看到中国未来要继续发展、要在全世界范围内有更强的竞争力,就必须在制造领域取得进步。一方面要解决产品升级问题,另一方面要解决劳动力短缺、劳动力成本上升的问题。所以我想投身制造业、投身装备工业、投身科创事业。在思考的过程中,我发现装备工业里重要的是机器人,在2017年科技部发布的“卡脖子技术”中,机器人核心算法就是其中一项。
用整整8年时间打造了基础技术和产业化的团队,构筑起初步的产业生态。我们在许多方面都开展了积极尝试,其中核心技术的研发主要依托实时侠公司,研究单芯片多核异构驱控一体运动控制器。这是一项很大的突破,成功后在工业机器人、服务机器人、特种机器人等领域做产业化的孵化培育。现在有的产品已经量产,有的产品在demo阶段,有的还在工程原形阶段,以后也有可能向人形机器人领域靠拢。
基于我们现有的用于工业机器人的运动控制器,如果将来要升级成人形机器人的控制核心,只需要解决软件问题。现成的架构可以任意进行运动轴组的配置。只要将人形机器人运动控制的模型纳入并开展训练,调试出准确的动力学模型,就可能让人形机器人实现各种动作,比如瑜伽动作、“金鸡独立”等。若没有我们自己的运动控制器,就只能延续使用被国际巨头垄断的基于总线的运动控制架构,“脖子”就会一直被国外卡住。
李绪红:我在研究科创企业管理问题的过程中发现,科创企业家的领导力与传统企业的领导力有着一些共同的基础,但也有着自身鲜明的独特性。科创企业要在充满不确定性的、需要复杂技能整合的环境中找到行业方向和演化的路径。作为全球技术浪潮的下一个发展方向,人工智能得到了各国政府和各大企业的普遍关注和重资投入。当下相比国际领先企业在这个行业做出的阶段性突破成果,已走在前列,您认为我们中国企业是否还有窗口期,要如何抓住发展的窗口期进行技术创新和赛道选择呢?
蒋耀:窗口期当然存在!目前还处于产业的初创期,并没形成不可逾越的技术或产业链鸿沟。人形机器人行业一定要有顶层设计。当我们去勾勒这样巨大的未来产业,需要先有一个“发力点”。就像华为在刚发展起来时,做了一个程控交换机,那就是他们的“点”。在人形机器人赛道,目前这个“点”并不十分清晰,希望政府和社会各界携手来谋划。对我们单个企业來说,先找个核心部件作为起步。
明年我们公司要发布的智能一体化旋转关节就是针对国际、国内人形机器人主流厂商的需求研发的。目前国内人形机器人厂商的构型基本都采用全旋转关节的技术方案,从产业链配套角度出发,我们考虑智能一体化关节的研发计划先完成四个型号规格的旋转关节来保障和支持整机产业的发展。后续再规划三个型号规格的直线关节的研发以适应全球化供应链配套的需要。
这是我自己选择的打法:先往前跑,配套目标不确定,但只要看到大赛道是对的,核心部件是对的,将技术掌握在手里,就可以打造智能一体化关节的生态,而不是成为生态中的螺丝钉,我们在人形机器人行业的未来发展中也会更有话语权。
在发展类脑芯片和大模型方面,我呼吁政府去推动人工智能独角兽们、大型芯片设计公司来发力,比如华为的海思芯片。这个是头部企业的使命,只有这样才能和世界先进水平尽可能同步。
赛道选择非常重要,大有大的选择、小有小的选择,最重要的是做出“对的选择”。这个赛道一定要“长坡厚雪”,未来空间要大,产业生命周期的持续性要长,要有“护城河”。投身科创事业,无论创业也好、从业也好,都要做出面向未来的选择,“机会主义”短期行为要不得。