Tesla版“擎天柱”呼之慾出 人形機器人距離現實有多遠?

2022年07月16日05:18

  本報記者 曲忠芳 李正豪 北京報導

  繼去年8月宣佈進軍機器人領域後,Tesla(NASDAQ:TSLA)的首個人形機器人Tesla Bot原型機終於有了亮相的時間表。前不久,Tesla官方在社交媒體中發佈了一條“造人計劃”視頻,作為公司CEO的埃隆·馬斯克表示,將在今年9月30日的TeslaAI Day(即人工智能活動日)推出Tesla Bot原型機,以此證明“Tesla不僅僅是一家汽車公司,而且是一家領先的人工智能公司”。

  根據Tesla方面及馬斯克的介紹,Tesla人形機器人被命名為Optimus,與荷李活電影《變形金剛》中的汽車人領袖(中文名為“擎天柱”)同名。Optimus高1.72米,重量為56.6千克,身體由特殊材料製成,頭部為可顯示信息的屏幕,四肢共由40個電機控制實現平衡和敏捷動作,內置了TeslaFSD(完全自動駕駛)芯片,並共用AI系統。根據Tesla的計劃,Optimus最早將於2023年開始生產。

  《中國經營報》記者注意到,相比虛擬的聊天機器人、單一功能的送餐送物機器人以及各種機械臂,人形機器人似乎在大眾認知中具有更高的關注度與期待值,而眾多影視作品描摹的、具有高度智能水平的機器人角色也往往呈現出類人的形態。因此,當Tesla入局人形機器人領域,再加上馬斯克向來擁躉眾多,在全球範圍內引發了廣泛的關注,甚至帶動A股多家機器人公司股價上漲,業界寄望Tesla開啟人機交互的新時代。當然,也有不少人士對馬斯克的言論持懷疑態度,認為人形機器人需要集成的技術眾多,AI成熟度尚不足,距離真正落地商用還有較長距離。

  Tesla入局的商業邏輯

  作為一家新能源汽車公司,Tesla為什麼要做人形機器人?針對這一問題,馬斯克在接受採訪時解釋,自己花了不少時間才意識到,為瞭解決自動駕駛問題,需要解決現實中的人工智能問題。解決FSD的唯一方法是解決現實世界的人工智能和複雜的視覺問題。“如果你為汽車解決了AI問題,那汽車就是一個四輪機器人,你可以把它泛化應用到雙足機器人上。”

  在馬斯克看來,從傳感器和執行器的角度來看,製造一個人形機器人是有可能的,目前所缺少的要素有兩點——足夠的智能和擴大的生產規模,而“這是Tesla非常擅長的兩件事”,因此Tesla只需要設計人形機器人所需要的專用驅動器和傳感器就可以了。

  按照Tesla的規劃,今年推出Optimus原型機,明年生產一批有用的成品,第一批產品主要用來填補勞動力缺口,執行那些危險、無聊、重複和人們不願意做的工作。馬斯克認為,兩年後人形機器人的實用性將逐年快速增長,同時成本降低、生產規模擴大,“這將是一盤比汽車更大的棋”。

  上海人工智能研究院技術總監沈灝向本報記者指出,人形機器人是大勢所趨,在眾多應用場景中,人們對機器人以類人形態來替代人抱有非常大的期望,因為人形機器人的類人操作可以解決很多複雜場景下的實際問題。而Tesla可能正是看到了這樣的趨勢,選擇了當下作為入局的合適窗口期。

  根據中國電子學會測算,2021年世界服務機器人銷售額將達146億美元,年增長率達到32.2%,而中國是全球最大的供應國。目前世界範圍廣泛運用的機器人包括服務機器人和工業機器人,而人形機器人是服務機器人的技術升級。另據中國國際發展知識中心發佈的《全球發展報告》,預計2020年至2025年間,全球範圍內將有8500萬個工作崗位將被機器替代。

  謙詢智能創始合夥人龔斌指出,從應用領域來看,人形機器人只要達到一定的技術參數,落地的空間是非常大的,人形機器人將會形成剛需。社會老齡化、勞動力短缺等問題作用下,機器人補充勞動力的趨勢日益明顯,從遠期來看,機器人的市場規模將會數十倍於智能汽車,比新能源汽車的想像空間更大。

  TeslaOptimus能做什麼?

  對於TeslaOptimus的應用前景,馬斯克提到首先是從事生產製造,生產的第一批機器人是為那些危險、無聊、重複的和人們不願意做的工作而設計的。而隨著人形機器人未來實用性不斷增加,最終的願景在於讓人們在家裡使用機器人。

  龔斌指出,工業領域的應用不難理解,特別是汽車產業鏈,並逐步延伸至整個工業的勞動替代或補充,其間會涉及二次開發、二次編程等商業模式。同時可以暢想下其在人們日常生活中的應用,比如現在家庭生活已有洗碗機、掃地機、炒菜機等所謂的“機器人”,但中間仍存在許多人力成本,而且不夠智能,優勢不明顯。預計未來一兩年內,人形機器人在算法層面可以實現掃地、做飯、洗衣服,以及養貓、遛狗、按摩等,如果再經過3~5年的訓練時間,人形機器人或許可以照顧老人小孩包括喂奶粉、做護理等行為。

  關於TeslaOptimus的價格問題,馬斯克透露,初期肯定會很貴,畢竟它是一項新技術、產量有限,但汽車的複雜度和成本要比人形機器人高,那麼預計其成本將低於汽車,或者說至少與廉價汽車相當。“即使以5萬美元起步,幾年內也會降到2萬美元或者更低的價格。”

  本報記者瞭解到,世界上第一台人形機器人WABOT-1最早出現於1973年的日本早稻田大學,也就是說,人們對人形機器人的探索開發已經將近50年。2000年10月,由日本本田研製的仿人機器人ASIMO問世,直到2022年3月底ASIMO才正式退役,其間幾經迭代升級。而最近幾年里,更是湧現出了一些典型的人形機器人代表,比如2016年亮相的、由漢森機器人技術公司開發的類人機器人“索菲亞”,次年被沙特阿拉伯授予公民身份,成為歷史上首個獲得公民身份的機器人;2021年底,由英國科技公司Engineered Arts研發的人形機器人Ameca憑藉甦醒後的表情引發全網震驚,它能夠做出眨眼、目瞪口呆、思考等與人一樣的逼真表情。除此之外,2021年9月,美國創業公司Agility Robotics旗下類人機器人Digit已在倉庫中得到應用,2022年Digit已獲得了亞馬遜的投資。而國內的人形機器人領域已有優必選的Walker等出現。

  要說在人形機器人領域關注度最高的“玩家”還要屬波士頓動力公司。公開數據顯示,波士頓動力公司起源於美國麻省理工學院,1992年成立,後於2013年12月被Google母公司Alphabet所收購,隨後波士頓動力公司研製出一款電動液壓機器狗Spot。2017年,波士頓動力公司被日本軟銀集團收入囊中;去年6月,現代汽車集團與軟銀集團宣佈,前者完成了對波士頓動力公司80%股權的收購。人形機器人Atlas原型機在2009年就亮相,2013年時已經具備在艱苦條件下行走的能力,2017年經曆幾次迭代後,Atlas動作更加流暢,並且能夠上台階、後空翻等,隨後幾年里,Atlas學會了跑步、體操、翻滾、倒立、跳舞等技能。

  總體來看,無論是Atlas,還是其他人形機器人,都還不能算作商業化的產品,整個人形機器人領域仍處於早期階段。沈灝指出,人形機器人相對而言仍面臨很大的挑戰,無論是電池續航能力、力控能力、多關節協調控制能力等各方面能力,都需要長期的技術積累過程,總體技術難度較大,成本控制方面也需要適應市場化需求,所以目前商業化玩家相對較少,但相信在某個時間節點,還是會有不少頭部玩家入局。

  商業化仍需較長週期

  商業諮詢公司MIR睿工業發文指出,TeslaOptimus要達到馬斯克所說的突破至2萬美元左右的成本,難度比較大。目前來看,Tesla選擇的技術路線還是會沿著傳統電機驅動的路線走,電機驅動發展的時間比較長,技術比較成熟,相較於波士頓動力的Atlas人形機使用的液壓驅動成本更低。據Tesla方面公開的信息——機器人身上會裝有40個控制不同功能的電機,按照市面上600元/個(功率較低產品)來計算,僅電機就至少要花費2.4萬元人民幣以上。

  “實際上,單價遠不止600元,這還沒有計算軟件系統和其他各種硬件裝置。”MIR睿工業認為,細拆一個仿人機器人身上所需要的基本構造,除去一些軟件裝置如全自動駕駛計算機FSD進行行為決策與運動控制,Dojo超級計算機進行神經網絡自動訓練之外,硬件自研創新的空間並不大,預計Tesla會採取與相關元器件廠商合作的方式,將之納入自己的供應鏈中。

  國產移動機器人公司優艾智合行業解決方案總監張明迪告訴記者,機器人是一個集成式的產品,牽涉的產業鏈較長,考驗的是企業的技術把握和整合能力。Tesla的長期願景要將人形機器人做成家用服務機器人,需要解決的問題包括行走算法、手眼協調、AI芯片、電池、人機交互等方面。其中,Tesla稱使用汽車同款FSD芯片,但是家用場景相比工業製造更複雜,需要更全面的精準識別。

  Tesla的人形機器人目前在前期階段,具體的技術參數及功能還有待9月底揭曉。就相關問題,記者聯繫採訪Tesla中國方面,其回應稱暫未有更多信息透露。

  龔斌指出,一般來說人形機器人具有五個系統:一是傳動系統,比如諧波和RV減速機;二是伺服系統,裡面包含伺服電機、編碼器、控制主回路這些零部件;三是動力及熱管理系統;四是控制系統;五是對環境的感知系統及語音/視覺多模態交互系統。從技術角度來講,單一功能有可能落地並推動家用,複雜場景的功能成熟度有待考驗,完全從駕駛場景移動到家庭環境場景,從產品分析上有一定難度,從機械結構上面來講實現難度也不低。Tesla機器人發佈最主要的意圖可能還是通過不同應用場景的導入,實現軟件算力的快速迭代,形成數據的網絡效應。

  安信證券在研報中表示,Tesla即將推出的人形機器人原型機,有望促使全球服務機器人產業加速發展,帶動人機交互進入新時代,相關產業鏈的企業有望受益於產業趨勢的演進。

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