发布时间:2024-09-27
作为AGI的一项重要支线,具身智能也成了一大讨论焦点。具身智能是依靠物理实体通过与环境交互来实现智能增长的智能系统,具身智能从字面可理解为“具身化的人工智能”,“具身”是前提,“智能”是核心。
(具身智能的形态可以是通用智能机器人,大型的工业设备加上AI系统,自动驾驶等。图源:AI生成)
一、具身智能产业链
产业链条的完整性和各环节之间的协同效率,影响具身智能产业的持续发展。
上游:硬件迭代周期与成本跟不上软件或算法模型的迭代速度。在具身智能本体技术的关键领域和价值链条中,核心技术壁垒主要围绕三大核心组件展开:减速器、伺服系统以及控制器,在机器人整体成本结构中占比六到七成。三大核心组件行业面临精度、稳定性、计算能力等挑战,影响上层软件的运动控制指令以及对更多精准大规模数据的收集能力。
(减速器,图源:高工产业研究院)
(伟景自主研发的以高精度立体视觉为核心的手眼伺服系统)
(控制器)
中游:挑战在于如何开发出高效、可靠的软件系统,以及如何实现软硬件的深度集成。比如,开发能够适应复杂环境和任务的控制算法是一个技术难点同时需要大数据、大模型和大算力的加持,且三个“大”互相关联,缺一不可,还需要不断更新,适应新的任务与环境。
下游:跨界融合成为应用新挑战。随着具身智能在家庭服务、教育培训、休闲娱乐、医疗保健、生物制造、物流运输、制造业、低空经济、航空航天等行业的广泛应用,个性化定制将成为机器人生成的新模式,跨界融合突破单一领域的应用将成为新的趋势。需要垂直场景探索与通用泛化兼顾。
(来源:中国信息通信研究院和北京人形机器人创新中心有限公司)
二、具身智能各领域应用前景
(一)工业制造
1. 阿里巴巴千问大模型接入工业机器人
“我渴了,找点东西喝吧。”工程师通过钉钉对话框向机器人发出指令后,千问大模型立即理解了指令内容并回答,“好的,我找找有什么喝的。”
随后,千问大模型在后台自动编写了一组代码发给机器人,机器人开始识别周边环境,从附近的桌上找到一瓶水,并自动完成移动、抓取、配送等一系列动作,顺利递送给工程师。科幻电影中机器人和人交互的画面正在变成现实。
(来源:微信公众号@阿里云AIoT)
2.西安中科光电智能焊接机器人
地轨倒装式焊接机器人具备智能识别、智能规划、自主纠偏、自适应工艺参数、七轴联动(可拓展为八轴联动)、兼具作业范围和灵活性、标准单机工作站、设备拓展性强、性价比高,高度可灵活设置等特点,应用于建筑钢构、桥梁钢构、人防工程、重汽/专用车等细长工件的场景。
(来源:西安中科光电精密工程有限公司官网)
(二)自动驾驶
特斯拉的自动辅助驾驶系统Autopilot 通过车载传感器和摄像头收集数据,实现自适应巡航控制、车道保持辅助和自动变道等功能。另外,其最高级别自动驾驶功能FSD,全称Full Self-Driving(完全自动驾驶),今年推出的FSD Beta V12版本首次用上了马斯克所说的“端到端神经网络”,即将车辆控制交给神经网络处理,包括转向、加速和制动等操作,而不像过去那样大部分的车辆反应都是针对特定场景预先编码的。
注:2024年3月16日FSD Beta V12.3版本测试
(三)物流运输
当前物流领域包括拣选机器人、叉取机器人、搬运机器人、料箱机器人等。人形机器人企业Agility Robotics部署在GXO Spanx仓库的人形机器人Digit,已经完成了10000个物流订单的履约。Digit 从 AMR 上卸下货箱,并将其装入传送带系统,传送带系统将它们送到下游订单的包装/运输地点,并且这个过程完全不需要人为遥控操作。
(图源:Agility Robotics官网)
(四)家庭服务
1. EVE、NEO
1X公司开发了一款具身智能类人机器人EVE,可以实现对人类日常工作环境的认知理解,在与环境交互的过程中学习、纠正、收集数据,完成自主居家、办公帮手任务。本月初,1X 正式推出了专为家庭使用而设计的双足人形机器人 NEO Beta。
2.Mobile ALOHA 2
2024年初,谷歌和斯坦福联合推出家务服务机器人Mobile ALOHA 2,同时能够模拟人类双手进行备菜、翻炒、出锅,洗衣、逗猫、浇花等。
3.Astribot S1
星尘智能推出的Astribot S1 家务服务机器人能够执行叠衣服、物品分类、烹饪、吸尘清洁以及叠杯子等家务活动。
4.X-Trainer
越疆科技X-Trainer能自主完成刷盘子任务,利用视觉语言大模型从带有红色食物残留物的盘子、放在黄色盘子上的海绵,以及后面挂着碟子的金属架等复杂任务描述中,推理出清洗盘子并收纳到金属架的任务。机器人刷完盘子准备放进盘架时,突然被人为干预再次弄脏盘子,但机器人迅速捕捉到这一变化,并立即做出反应。
5.家庭陪伴机器人LOVOT
由日本机器人公司GROOVE X开发,主打情感陪伴功能,每台全新的LOVOT会呈现不同的性格特点,有的热情和主人聊天,有的害羞不敢说话,甚至会根据与人们相处的时间、互动的过程展现不同的情感状态。
(五)医疗康养
1. Paro
Paro 是 AIST 公司开发的海豹外形的护理机器人,外观可爱,表情丰富,能够模拟真实动物的动作和声音。它配备了多种传感器和人工智能系统,可以感知用户的触摸和声音,并作出相应的反应,如摇头晃尾、发出声音等,对阿尔茨海默病有安抚作用。
2.ROSA® Shoulder系统
由美国公司ZIMMER BIOMET推出,ROSA Shoulder 是世界上第一个用于肩部置换的机器人手术系统,ROSA®机器人产品组合还包括用于全膝关节置换术的 ROSA® Knee 系统和用于全髋关节置换术的 ROSA® Hip 系统。ROSA Shoulder 旨在让外科医生能够灵活地使用解剖或反向技术进行全肩关节置换术,并实现精确放置以改善手术结果。
(图源:ZIMMER BIOMET官网)
3.Hyodol
一家韩国公司打造的专为老年人服务的AI伴侣娃娃,为老年人提供陪伴,以缓解他们的孤独感,甚至有助于预防阿尔茨海默病,它被定位为一个高度可定制化的AI护工角色。
4.导盲机器人 Glide
美国Glidance 开发的导盲机器人 Glide,采用完全人性化的设计,它不会主动拉动用户,而是根据用户的动作做出响应,确保用户在导航过程中保持控制和主动性。
(图源:Glidance官网)
(六)其他领域
1. 绝影X30四足机器人智慧电力解决方案
云深处科技绝影X30四足机器人能够24小时不间断巡检,实时监控电网的多维数据对电网的环境、设备、声音、气体、温度等多维度数据实时感知监控,可替代专业巡检人员进行作业,每个变电站配备绝影X30四足机器人后,可大幅提高巡检效率和管理效率,有效避免因故障未及时发现而造成的安全隐患和经济损失。
(绝影X30 将机器人作业温度拓展至-20℃至55℃)
(绝影X30机器人能在没有光源的极端环境下作业)
(绝影X30全新的自主充电方案更加高效)
三、具身智能的发展趋势
1950年,图灵在其经典论文《Computing Machinery andIntelligence》1中探讨“机器是否能思考”这一根本问题,认为人工智能的终极形态是像人一样能与环境交互感知,自主规划、决策:行动和执行的机器人/仿真人(在虚拟环境中)。而有望实现的两条路径,一是聚焦抽象计算(比如下棋)所需的智能,二是为机器配备最好的传感器,使其可以与人类交流,像婴儿一样进行学习。后续,这两条路径逐渐演变成了离身智能(Disembodied ArtificialIntelligence2)和具身智能(Embodied Artificial Intelligence,简称EAI)。
1. https://phil415.pbworks.com/f/TuringComputing.pdf
2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10020609/pdf/frai-06-1148227.pdf
(来源:中国信息通信研究院和北京人形机器人创新中心有限公司)
在2024年的云栖大会上,宇树科技、星动纪元、银河通用和逐迹动力四家当前炙手可热的人形机器人厂商创始人对机器人关键问题展开了讨论,大家对于机器人赛道的判断基本一致,认为:
本次机器人走向台前不是靠自我革命,而是靠大模型能力助推,具身智能将会是多模态大模型的killer APP;
通用机器人本质解决两件事:移动、操作;此次机器人行业变革两个关键词:泛化、从专用到通用;
机器人领域发展历程:从规则驱动、到算法驱动、再到数据驱动
对机器人落地的判断:5年,在某些特定场景(工业/零售等)会有大规模落地;10年,能进家庭;15年,产生大千万级别市场;
商业化落地的路径是:先从单一场景+多任务+可移动做起;再做多场景+多任务,最后普及到全场景+全任务。
(来源:36氪Pro)
附:行业相关政策
内容详情:我国及部分省市人形机器人行业相关政策:到2025年整机产品达到国际先进水平
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