人形机器人,觉醒?

最前沿的赛道,终于起风了。

人形机器人,觉醒?插图

编者按:本文来自微信公众号 科技新知(ID:kejixinzhi),作者:王思原,编辑:伊页,微新创想经授权转载,头图来源摄图网

人形机器人发展得有多快?

去年8月,小米率先发布人形机器人“铁大”,但“蹒跚”、“摔跤”、“比雷总年纪都大”成了标签,网友造梗的同时也显现出产品的窘境;2个月后,特斯拉Optimus亮相,但也没能少得了被嘲笑,称其是只能靠人工抬上台去展示的铁架子。

当时的人形机器人,还被当作是各大科技企业“博眼球”的营销噱头。但如今不到一年时间,整个行业便发生了翻天覆地的变化。

前不久的2023年特斯拉股东大会上,从Optimus最新的演示视频中可以看到其有了非常巨大的迭代,走路更加自然和灵活,可以更好执行各种复杂且精细的机械操作任务,比如收拾杯盘。并且近期特斯拉也表示,7月正式投产的Dojo超级计算机,也将为Optimus提供服务。

此外,华为注册成立东莞极目机器有限公司的消息,更使业内浮想翩翩。据悉,该公司注册资本8.7亿元,经营范围包括电子元器件制造、工程和技术研究和试验发展等。

当然,最引爆国内市场情绪的还属深圳、上海、北京三地先后发布政策加持,尤其北京方面提出要培育百种高技术高附加值机器人产品,和具有全国推广价值的应用场景,并且到2025年,全市机器人核心产业收入将达到300亿元以上。

无论是产品端还是政策端,人形机器人的风似乎已经完全吹起,但不免也引出一些问题,为什么人形机器人在当下节点集中爆发?人形机器人iPhone时刻还远未到来,是卡在了哪些领域?以优必选为代表的国内人形机器人企业能否熬到黎明?

电动车与大模型的组合

一个新技术大周期的开启,往往具备三大基础要素:一是具备广阔市场前景且有政策背书,二是存在大量旧技术周期遗留下来的闲置资本,三是促发更大规模的产业革命。

以上三点在人形机器人赛道都已初见端倪,这也是此次市场被引爆的关键所在。

近期,包括国海证券在内的多家知名券商机构,发布有关人形机器人的研报,统一认为今年的投资虽然仍是0-1阶段,但长期来看空间不是问题。

如果与新能源车对比来看,人形机器人市场空间更大。人形机器人是对劳动力的替代,电动车是对燃油车的替代。而全球劳动力人口在35亿左右(总人口在80亿),全球汽车保有量在15亿,按照人形机器人单价10万元、汽车单价15万元估算,人形机器人、汽车天花板存量市场空间分别为350、225万亿元。

马斯克也乐观预计,未来人形机器人的需求,可能会远远超过汽车的需求。未来十年特斯拉人形机规划500万台产能。按量产后的2.5万美元单价计算,未来3-5年市场空间超百亿美元,十年后将超千亿美元。

「科技新知」认为,AI快速发展和人口老龄化带来的劳动力危机下,人工替代的产业大趋势已经十分明确。

今年1月,工信部等十七部门联合印发《“机器人+”应用行动实施方案》,聚焦制造业、农业、建筑、能源、商贸物流、医疗健康、养老服务、教育、商业社区服务、安全应急和极限环境应用等10大应用重点领域,提出明确指引方向。这样的政策驱动利好,事实上已经奠定了机器人市场的应用基础。

当然,技术的实现,更是人形机器人落地的基础。

事实上,人形机器人与智能电动车的供应链重合度不低,一些重要技术甚至可以直接迁移。例如一些视觉感知算法可以在机器人上复用,并以智驾领域积累的Know-How进行赋能,未来特斯拉的FSD V12、Dojo超算落地后,更是能够大幅提升AI训练速度。

马斯克此前也表示,特斯拉的领先之处是已经打通了FSD和机器人的底层模块,实现了一定程度的算法复用。并且,通用型AI算法支持的机器人,才是特斯拉未来长期价值所在。

此外,在机器人产品中,减速器、伺服系统和控制器三大核心零部件的成本占比达到70%,而基于成熟的电动汽车产业链,传感器、电机、减速器等配件,也都能够实现产品复用,基于经验积淀以及规模化降本能力,还更有助于人形机器人加速产业化。

对于智能化问题,AI大模型等技术的爆火,以及硬件技术方案的迭代,加速了人形机器人产品功能升级和智能化提升。AI是大脑,运动控制器是小脑,机器人就是躯干,三者在一起才组成完整的产品系统。

多模态大模型技术的兴起,模型参数高达万亿级别,ChatGPT能够通过自然语言交互和自动化决策提升机器人的理解能力,以及连续对话与持续交互能力;PaLM-E模型则可从计算机视觉和自然语言两方面,助力机器人掌握更多样本的学习能力,并且将获取到的决策进行执行。

而有这些技术的赋能,便能使机器人达到任务级的编程和交互。只需要告诉机器人它要做的任务是什么,机器人就会理解需要做的事情,拆分任务动作,生成应用层控制指令,并根据任务过程反馈修正动作,最终完成人类交给的任务,基本能够实现全自主化运行。

理论上几乎完美,可冰冷的现实是,虽然人形机器人的市场空间格局已经打开,技术也日渐成熟,但从价值释放角度来看,还有待突破。

“iPhone时刻”还未到来

从广义范畴来看,人形机器人本质上并没有脱离机器的束缚,即便拥有了人体的形状,但仍然是机器人的一种。只是在装备了感知、驱动、末端执行、能源供应,运算及软件这五大系统之后,较之逻辑简单的工业机器人,智能方面有了长足的进步。

传统工业机器人更像一台机器而并非“人”。由于其所运行的轨迹都是被事先编程好,只可以在固定区域,特定场所,做规定而重复的动作,不具备独立处置突发(非程序内)问题的能力,只能被归类为非智能机器人。

这种机器人无法与环境发生交互,而人形机器人拥有更高程度的自主运行完成任务的能力,用更为规范的学术语言描述,这种人工智能就叫做具身智能。

英特尔CEO黄仁勋在ITF 2023上也谈到此概念,“人工智能和加速计算正在共同改变技术行业。下一波人工智能浪潮将是一种被称为具身AI的新型人工智能,即能够理解、推理并与物理世界互动的智能系统,即具身智能。”

具身智能是能够提升当前“弱人工智能”认知能力的重要方式,亦是产生超级人工智能的一条可能路径。但显然,当下的人形机器人距离这一状态还有非常巨大的差距。

更为具象的期望是:先听懂人类语言,然后分解任务,规划子任务,在运动中识别物体,与环境交互,最后完成相应任务。但是,还没有哪一种类人机器人能自己决定自己想要做什么。

另外,传感器精度和可靠性的不断提高,是当前亟待解决的难题之一。

举例来说,在进水、进到粉尘或者颠簸之后,相机的校准就容易失效,长期使用之后像素点就容易坏死等硬件问题,都会直接导致机器识别率在准确性上的丢失。能否准确拿起鸡蛋等易碎物,考验的也是精细度以及可靠度是否有所突破。

与普通的轮式机器人相比,双足步行更加困难,这需要更高的软件和硬件性能,特别是控制算法。因此,如果机器人能够在不依赖人类帮助的情况下,对周围的情况进行判断,并做出相应的行动,那么机器人的灵活性和综合性就会得到进一步提升。而目前能够实现完全自动化或者半自动化的人形机器人,却寥寥无几。

当然,制造成本的居高不下,也是人形机器人难以走出实验室完成商业化的一大因素。

人形机器人相较工业机器人结构更为复杂,这也导致其售价不菲。本田ASIMO的单台成本为200万美元,波士顿动力Atlas的单台成本为250万美元,即便是特斯拉的Optimus,成本也约在10万美元左右。

有从业人员告诉「科技新知」,“传统人形机器人的三大件为减速器、控制器与伺服电机,这些零部件由少数制造巨头把持,十分考验行业的议价能力,如果行业需求不多,便无法低价采购,则难以降低成本起量,而不起量又难以低价采购。”

曲高和寡确实是行业降本的“拦路虎”,不过国产供应链在电机、减速器、滚柱丝杠、传感器等环节,均积累了丰富的生产经验,引进国产供应链有望进一步降低核心零部件的价格。

用金钱换空间,对于财大气粗的特斯拉、小米等企业来讲没有问题,它们也有资本去接受行业商业化落地的缓慢,但对于优必选等专注人形机器人的初创企业来说,又能否撑到黎明的到来?

艰难的0到1

一般来说,行业环境不成熟、商业化不明朗的初期,往往是最“烧钱”的时候。而如何解决资金问题,几乎困扰着所有人形机器人企业。

拿优必选举例,第三方平台信息显示,其已经拿到D轮融资。据公开资料显示,D轮融资共持续了两年,增资总数达6次。但优必选的营收情况却一直不容乐观。

根据优必选提交的招股说明书,在2020年至2022年9月的报告期内,公司营收分别为7.4亿元、8.17亿元、5.29亿元,净亏损则达到7.07亿元、9.18亿元、7.78亿元,同期收到的政府补贴为6620万元、5950万元、2150万元。

营收略有增长,利润却在下滑。好在一个新兴的科技产品市场,前期的经营性亏损是可以被投资人接受的。但值得关注的是,其亏损规模有进一步拉大的趋势,影响利润的因素之一,就是对存货的计提减值。

优必选在招股书中表示,截至去年三季度末,公司有6120万元的存货,进行计提减值4540万元。这批存货为40000台人形机器人AIpha Mini悟空,原因是产品生命周期较短,不适应客户偏好变化以及技术变化。

也就是说,人形机器人市场目前并非标准化套制市场,还是需要根据客户需求进行定做,而无法批量生产则意味着毛利率无法提高。反应到数据上,优必选的毛利率2020年为44.7%,2021年下降到了31.3%, 去年前三季度为30.7%。其中,行业定制的智能机器人业务毛利率为41.3%,但消费级机器人业务毛利率仅为4%。

优必选资金不继、撑不下去的状况由来已久。Alpha第一台样机和jimu早期样机出来之后,就曾面临生存困境。创始人周剑和CTO熊友军去各地路演,找基金管理人拉投资。

在一个投资者论坛上,周剑认识了比亚迪的联合创始人夏佐全。后者个人拿出400万元跟投,让优必选活了下来。此前也有前员工透露,听说2018年要不是腾讯领投C轮融资,“公司就要烧钱玩完了”。

作为行业内估值300亿的独角兽,财务状况都不容乐观,其他人形机器人初创企业大概率也凶多吉少。

事实上,人形机器人从0到1的落地,本质不是一个市场问题,而是一个技术问题。

无论是优必选旗下的真人尺寸机器人“Walker”,还是马斯克的“Optimus”,又或者小米的CyberOne,要真正面向大众市场,在产品上还很不完善,技术还处于前期的研发阶段。

首先算法上,虽然有很多底层代码已经开源,但差距在于迭代的质量,比如在不同场景下的适应能力,波士顿动力的机器人产品属于业内领先,而优必选等国内企业依旧需要迭代追赶。

其次是硬件成本问题。除了三大件外,人形机器人还需要更多的摄像头、激光雷达等传感器以及芯片、云计算平台等全方位的支持。这注定了未来产品之间的竞争,归根到底是一场供应链的较量。

机器人制造和AI研发,算得上是最难熬的两个赛道,大笔投入却难见效果,这对优必选等还未上市且背后没有“金主”支撑的企业来说是一种考验。比如,2021年优必选的产品用的还是2017年采购的芯片和板卡,而随着时间流逝,部件存货要么自然损坏,要么淘汰落伍。

不过创业者们也摸索出一条清晰生存路径。在十有九亏的AI赛道中,要活下来必须获得投资机构的青睐,然后运作上市,补血续命。

优必选所有的故事,都是奔着投资机构有的放矢。但其不得不面对的现实是,当下资本市场环境与此前不同,一家企业如果没有成熟的商业化做支撑,即便上市成功,也要疲于应对二级市场的预期倒逼。

“目前来看,CyberOne、Optimus这些有背景的人形机器人大概率会生存下来,并且活得很好,而以优必选为代表的那些囊中略显羞涩的企业,想要分一杯羹,目前来看,还很艰难。”一位机器人供应链相关人士,向「科技新知」坦言。

写在最后

阿西莫夫的《钢穴》提出这样一个问题:假设你在管理一座农场,你有两个选择。一是在拖拉机、收割机、翻土机、汽车、挤奶器这些机械上都装上一部“电子脑”,让它们成为智能机械。二是让收割机、翻土机、汽车、挤奶器都维持原样,但使用一个拥有“电子脑”的机器人去操作它们。你会选择哪一种?

书中的农民选择使用了机器人,这也证明了人形机器人的意义和优势:机器人可以像人类一样使用机器,并且迄今为止一切人类发明的工具,人型机器人直接就能使用,但机器始终只能做循环运动。

这是基于应用上的,更是基于经济上的。

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