發布時間:2024-09-27
作為AGI的一項重要支線,具身智能也成了一大討論焦點。具身智能是依靠物理實體通過與環境交互來實現智能增長的智能系統,具身智能從字面可理解為“具身化的人工智能”,“具身”是前提,“智能”是核心。
(具身智能的形態可以是通用智能機器人,大型的工業設備加上AI系統,自動駕駛等。圖源:AI生成)
一、具身智能產業鏈
產業鏈條的完整性和各環節之間的協同效率,影響具身智能產業的持續發展。
上游:硬件迭代周期與成本跟不上軟件或算法模型的迭代速度。在具身智能本體技術的關鍵領域和價值鏈條中,核心技術壁壘主要圍繞三大核心組件展開:減速器、伺服系統以及控制器,在機器人整體成本結構中占比六到七成。三大核心組件行業面臨精度、穩定性、計算能力等挑戰,影響上層軟件的運動控制指令以及對更多精準大規模數據的收集能力。
(減速器,圖源:高工產業研究院)
(偉景自主研發的以高精度立體視覺為核心的手眼伺服系統)
(控制器)
中游:挑戰在于如何開發出高效、可靠的軟件系統,以及如何實現軟硬件的深度集成。比如,開發能夠適應復雜環境和任務的控制算法是一個技術難點同時需要大數據、大模型和大算力的加持,且三個“大”互相關聯,缺一不可,還需要不斷更新,適應新的任務與環境。
下游:跨界融合成為應用新挑戰。隨著具身智能在家庭服務、教育培訓、休閑娛樂、醫療保健、生物制造、物流運輸、制造業、低空經濟、航空航天等行業的廣泛應用,個性化定制將成為機器人生成的新模式,跨界融合突破單一領域的應用將成為新的趨勢。需要垂直場景探索與通用泛化兼顧。
(來源:中國信息通信研究院和北京人形機器人創新中心有限公司)
二、具身智能各領域應用前景
(一)工業制造
1. 阿里巴巴千問大模型接入工業機器人
“我渴了,找點東西喝吧。”工程師通過釘釘對話框向機器人發出指令后,千問大模型立即理解了指令內容并回答,“好的,我找找有什么喝的。”
隨后,千問大模型在后臺自動編寫了一組代碼發給機器人,機器人開始識別周邊環境,從附近的桌上找到一瓶水,并自動完成移動、抓取、配送等一系列動作,順利遞送給工程師。科幻電影中機器人和人交互的畫面正在變成現實。
(來源:微信公眾號@阿里云AIoT)
2.西安中科光電智能焊接機器人
地軌倒裝式焊接機器人具備智能識別、智能規劃、自主糾偏、自適應工藝參數、七軸聯動(可拓展為八軸聯動)、兼具作業范圍和靈活性、標準單機工作站、設備拓展性強、性價比高,高度可靈活設置等特點,應用于建筑鋼構、橋梁鋼構、人防工程、重汽/專用車等細長工件的場景。
(來源:西安中科光電精密工程有限公司官網)
(二)自動駕駛
特斯拉的自動輔助駕駛系統Autopilot 通過車載傳感器和攝像頭收集數據,實現自適應巡航控制、車道保持輔助和自動變道等功能。另外,其最高級別自動駕駛功能FSD,全稱Full Self-Driving(完全自動駕駛),今年推出的FSD Beta V12版本首次用上了馬斯克所說的“端到端神經網絡”,即將車輛控制交給神經網絡處理,包括轉向、加速和制動等操作,而不像過去那樣大部分的車輛反應都是針對特定場景預先編碼的。
注:2024年3月16日FSD Beta V12.3版本測試
(三)物流運輸
當前物流領域包括揀選機器人、叉取機器人、搬運機器人、料箱機器人等。人形機器人企業Agility Robotics部署在GXO Spanx倉庫的人形機器人Digit,已經完成了10000個物流訂單的履約。Digit 從 AMR 上卸下貨箱,并將其裝入傳送帶系統,傳送帶系統將它們送到下游訂單的包裝/運輸地點,并且這個過程完全不需要人為遙控操作。
(圖源:Agility Robotics官網)
(四)家庭服務
1. EVE、NEO
1X公司開發了一款具身智能類人機器人EVE,可以實現對人類日常工作環境的認知理解,在與環境交互的過程中學習、糾正、收集數據,完成自主居家、辦公幫手任務。本月初,1X 正式推出了專為家庭使用而設計的雙足人形機器人 NEO Beta。
2.Mobile ALOHA 2
2024年初,谷歌和斯坦福聯合推出家務服務機器人Mobile ALOHA 2,同時能夠模擬人類雙手進行備菜、翻炒、出鍋,洗衣、逗貓、澆花等。
3.Astribot S1
星塵智能推出的Astribot S1 家務服務機器人能夠執行疊衣服、物品分類、烹飪、吸塵清潔以及疊杯子等家務活動。
4.X-Trainer
越疆科技X-Trainer能自主完成刷盤子任務,利用視覺語言大模型從帶有紅色食物殘留物的盤子、放在黃色盤子上的海綿,以及后面掛著碟子的金屬架等復雜任務描述中,推理出清洗盤子并收納到金屬架的任務。機器人刷完盤子準備放進盤架時,突然被人為干預再次弄臟盤子,但機器人迅速捕捉到這一變化,并立即做出反應。
5.家庭陪伴機器人LOVOT
由日本機器人公司GROOVE X開發,主打情感陪伴功能,每臺全新的LOVOT會呈現不同的性格特點,有的熱情和主人聊天,有的害羞不敢說話,甚至會根據與人們相處的時間、互動的過程展現不同的情感狀態。
(五)醫療康養
1. Paro
Paro 是 AIST 公司開發的海豹外形的護理機器人,外觀可愛,表情豐富,能夠模擬真實動物的動作和聲音。它配備了多種傳感器和人工智能系統,可以感知用戶的觸摸和聲音,并作出相應的反應,如搖頭晃尾、發出聲音等,對阿爾茨海默病有安撫作用。
2.ROSA? Shoulder系統
由美國公司ZIMMER BIOMET推出,ROSA Shoulder 是世界上第一個用于肩部置換的機器人手術系統,ROSA?機器人產品組合還包括用于全膝關節置換術的 ROSA? Knee 系統和用于全髖關節置換術的 ROSA? Hip 系統。ROSA Shoulder 旨在讓外科醫生能夠靈活地使用解剖或反向技術進行全肩關節置換術,并實現精確放置以改善手術結果。
(圖源:ZIMMER BIOMET官網)
3.Hyodol
一家韓國公司打造的專為老年人服務的AI伴侶娃娃,為老年人提供陪伴,以緩解他們的孤獨感,甚至有助于預防阿爾茨海默病,它被定位為一個高度可定制化的AI護工角色。
4.導盲機器人 Glide
美國Glidance 開發的導盲機器人 Glide,采用完全人性化的設計,它不會主動拉動用戶,而是根據用戶的動作做出響應,確保用戶在導航過程中保持控制和主動性。
(圖源:Glidance官網)
(六)其他領域
1. 絕影X30四足機器人智慧電力解決方案
云深處科技絕影X30四足機器人能夠24小時不間斷巡檢,實時監控電網的多維數據對電網的環境、設備、聲音、氣體、溫度等多維度數據實時感知監控,可替代專業巡檢人員進行作業,每個變電站配備絕影X30四足機器人后,可大幅提高巡檢效率和管理效率,有效避免因故障未及時發現而造成的安全隱患和經濟損失。
(絕影X30 將機器人作業溫度拓展至-20℃至55℃)
(絕影X30機器人能在沒有光源的極端環境下作業)
(絕影X30全新的自主充電方案更加高效)
三、具身智能的發展趨勢
1950年,圖靈在其經典論文《Computing Machinery andIntelligence》1中探討“機器是否能思考”這一根本問題,認為人工智能的終極形態是像人一樣能與環境交互感知,自主規劃、決策:行動和執行的機器人/仿真人(在虛擬環境中)。而有望實現的兩條路徑,一是聚焦抽象計算(比如下棋)所需的智能,二是為機器配備最好的傳感器,使其可以與人類交流,像嬰兒一樣進行學習。后續,這兩條路徑逐漸演變成了離身智能(Disembodied ArtificialIntelligence2)和具身智能(Embodied Artificial Intelligence,簡稱EAI)。
1. https://phil415.pbworks.com/f/TuringComputing.pdf
2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10020609/pdf/frai-06-1148227.pdf
(來源:中國信息通信研究院和北京人形機器人創新中心有限公司)
在2024年的云棲大會上,宇樹科技、星動紀元、銀河通用和逐跡動力四家當前炙手可熱的人形機器人廠商創始人對機器人關鍵問題展開了討論,大家對于機器人賽道的判斷基本一致,認為:
本次機器人走向臺前不是靠自我革命,而是靠大模型能力助推,具身智能將會是多模態大模型的killer APP;
通用機器人本質解決兩件事:移動、操作;此次機器人行業變革兩個關鍵詞:泛化、從專用到通用;
機器人領域發展歷程:從規則驅動、到算法驅動、再到數據驅動
對機器人落地的判斷:5年,在某些特定場景(工業/零售等)會有大規模落地;10年,能進家庭;15年,產生大千萬級別市場;
商業化落地的路徑是:先從單一場景+多任務+可移動做起;再做多場景+多任務,最后普及到全場景+全任務。
(來源:36氪Pro)
附:行業相關政策
內容詳情:我國及部分省市人形機器人行業相關政策:到2025年整機產品達到國際先進水平
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