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        顧強:機器人智能化變革的思考
        來源:互聯網   發布日期:2023-10-23 14:24:24   瀏覽:4609次  

        導讀:圖片來源@視覺中國 文 | 鈦資本研究院 在眼下大火的機器人概念中,人形機器人無疑是關注度更高、布局企業更多的熱門賽道。除了機器人賽道內的玩家樂此不疲地追逐在這個風口,還有越來越多的跨界選手想要加入。不可否認的是,隨著AI大模型和機器人的深度融合...

        顧強:機器人智能化變革的思考

        圖片來源@視覺中國

        文 | 鈦資本研究院

        在眼下大火的機器人概念中,人形機器人無疑是關注度更高、布局企業更多的熱門賽道。除了機器人賽道內的玩家“樂此不疲”地追逐在這個風口,還有越來越多的“跨界選手”想要加入。不可否認的是,隨著AI大模型和機器人的深度融合,更智能、更聰明的機器人勢必將成為下一個創新風口。

        未來機器人智能化可能帶來哪些技術發展和社會變革?有哪些投資方向?近期,鈦資本邀請到精鋒微控創始人顧強進行分享,主題是“機器人智能化變革的思考”。他長期致力于新一代片上系統和軟件技術在機器人驅動、感知、控制方向的研發和產業化工作,旗下“古月居”是中文地區知名的機器人開發者社區平臺,擁有超過100萬用戶提供軟硬件控制平臺、個性化應用和一站式服務。獲華中科技大學工學博士學位,高級工程師,曾參與國家科技重大專項,曾供職Synopsys獲SG工程獎,多次獲得全國機器人相關競賽獎項。本次分享主持人是鈦資本黃文婷,以下為分享實錄:

        機器

        人核心零部件及系統解決方案

        我司主要專注于機器人的核心零部件和系統解決方案,團隊致力于搭建開放式機器人生態系統,包括硬件、軟件應用以及技術社區。能夠提供平臺個性化應用解決方案,以應對智能化時代的全新挑戰。簡言之,我們的主要工作是機器人電氣化系統和軟件創新,以幫助機器人整機公司實現快速的產品落地和快速接入應用生態。我們在中國地區擁有一定影響力的知名機器人開發者社區,大部分成員都專注于智能機器人開發,很多同行都會使用到我們提供的相關服務或產品。在國際影響力方面,目前月活躍用戶已超過25萬人,在智能機器人領域,也有非常精準的用戶,擁有11萬篇博客和1000小時的視頻資源。

        顧強:機器人智能化變革的思考

        從用戶數據上來看,我們擁有大量的專業開發者和用戶群體,包括25歲以下的高素質年輕開發者、35歲以上的人工智能技術和產品經理等。我們的人員分布也符合整個中國機器人產業的分布,尤其是智能機器人產業,其中廣東是排名第一的地區。

        其次,行業工程師的用戶來源與機器人產業的地域分布高度重合。用戶對新事物的學習意愿也很高,我們的社區是一個相對嚴肅的知識型社區,大部分社區成員對智能系統和智能軟硬件具有極強的消費和傳播能力。

        顧強:機器人智能化變革的思考

        智能機器人,下一代智能終端

        智能機器人是什么?以及如何定義智能機器人?我們將其分為三類,首先是傳統工業機器人,這個領域大多數是外國公司。他們為整個行業注入了大量高質量的技術資產,在推動整個行業發展方面起到了非常積極的作用。傳統工業機器人的歷史非常悠久,已經有幾十年的時間。起初在汽車行業應用廣泛,然后逐漸拓展到各行各業。

        其次是協作機器人,它的重點是實現人機協作。協作機器人出現時,主要以機械臂或能夠與人類互動的移動底盤為主,協作集成是其特點。與傳統工業機器人的位置控制不同,這類機器人具備力控制能力,它解決的問題是人與機器的共存共融。

        再次是智能機器人,隨著智能機器人的發展,很多跨行業的技術涌入機器人領域,如傳感檢測、運動規劃等。旨在解決傳統機器人難以完成的任務,如環境感知和復雜裝配等。

        舉幾個例子,比如特斯拉,已經進軍到智能機器人領域,比如Optimus人形機器人。再如谷歌和英偉達,谷歌投資了大量機器人公司,自身也開展了機器人研究,包括大模型的機器人應用。英偉達則提供了智能芯片等產品,是機器人計算領域的代表性公司。

        顧強:機器人智能化變革的思考

        1、機器人與智能機器人

        關于機器人和智能機器人的分類,首先機器人是指具有兩個或兩個以上軸編程的機械裝置,具有一定程度的自主性,能夠在其所處的環境中運動,并執行有用任務?梢愿鶕妙I域將其分為工業自動化和非工業自動化,分別用于生產和非生產場合。這種分類又可以加上智能和非智能的區分,智能工業機器人具有高度自主性,可以通過人工智能和先進的機器人技術在工業環境中使用。智能服務機器人也具有高度自主性,可以在復雜的服務環境中執行有用任務。

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        2、智能機器人的核心能力

        智能機器人的核心能力可以通過多個方面進行界定,例如通信、端云一體、多機協作等,至少要滿足其中的一個。另外,人、機器人和環境之間需要進行交互,近期比較火的具身智能需要實現人、機器和環境的實時互動。還有運動規劃和電機控制,由于現在智能機器人在某些場景下需要新的運動規劃和電機控制零部件,因此這個領域也成為了一個熱門的投資方向。

        比如GPT在機器人領域的應用,盡管這方面工作還很新穎沒有產品化,但它引起了廣泛的關注,需要解決的基本問題是如何分解和綜合任務信息。這項工作涉及到視覺、語音信息的識別、分析和理解。當然人類感知本身非常復雜,視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺,目前尚未有成熟的五種感知的整體解決方案。

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        3、類人機器人

        類人機器人是目前非常熱門的機器人類型。人形機器人發展到現在已經展示出一些類人的功能,特斯拉的人形機器人定義了現代類人機器人的形態,展現了一個非常大的愿景,即人形機器人可以完成類人的任務。高盛做了一個分析,將類人機器人與智能汽車、智能手機進行類比。他們探討了類人機器人的發展方向,并預測到2035年,整個類人機器人市場可能達到1520億美元,相當于再造一個電動汽車市常

        此外,類人機器人要解決的核心問題是效率和普適性。類人機器人在工作時,效率可能不是最高的。然而,類人機器人要解決的是終極的普適性問題,是能否替代人直接執行一些工作。因此,類人機器人是一個全新的產品品類,需要對整機和零部件進行全面創新,才能助推類人機器人成為高效的生產工具并進行應用。同時,類人機器人的應用還存在不少尚未深入探討的問題。例如,機器人與人共同存在時,如何解決安全和倫理方面的問題。

        顧強:機器人智能化變革的思考

        有關智能機器人的開放性思考

        我提出了幾個問題。第一,智能機器人是否一定要具備人形?我認為不一定,因為當我們需要乘飛機時,不會將其直接設計成鳥的樣子,而是設計成噴氣式飛機。真正的效率體現在噴氣式飛機時代。智能機器人不是人,但它需要具備人類智能的能力。

        第二,掃地機器人還是機器人掃地?我們需要的是專用設備還是通用產品,它只能用于掃地還是可以使用掃地工具開展任務。在短時間內,顯然掃地機器人的效率、成本和能力等方面都優于人類掃地,能更快地實現落地。從長遠來看,智能機器人在軟硬件能力上實現了掃地等多種任務時,機器人掃地才可能實現。未來智能機器人的應用場景在哪里?這是一個非常尖銳的問題。但無論如何發展,智能機器人的應用場景肯定不僅限于工業。

        智能機器人的趨勢

        目前來看,智能機器人可能會優先應用于工業,但絕不僅限于工業。我們看到智能機器人的趨勢是能夠在多個場景廣泛應用。過去的應用領域主要集中在工業,有一定的服務業也會應用,但與工業相比,覆蓋率較低。機器人的安裝和使用比較復雜,包括功能硬件和功能軟件。在工業機器人領域,我們需要工程師安裝、調試、維護,從裝上產線開始,直到整個機器人報廢。

        未來的機器人將涉及生活生產的各個方面,包括家庭、商業和工業。但目前我認為還有很多挑戰,需要如何克服這些挑戰呢?第一是持續降低硬件成本,F在機械臂的價格對家庭用途來說無法承受,但將來很有可能降低到家用級別。第二是操作系統和軟件接口的標準化。只有標準化,才有可能讓大量開發者接入并使用機器人,這也是我們一直努力的方向。第三是數據編程向物理編程的轉變,這是一個非常復雜且具有重要意義的轉變。機器人具有多維的、空間性的特征。編程也需要考慮機械運動,需要與環境進行互動。

        另外,外部設備也是一個重要考慮因素,F在的機器人還無法適配各種外設,這也非常復雜的問題。未來,機器人可能會裝備專門的工具,這些工具只需裝上就能夠使用。然后,系統將實現自動化到智能化,比如GPT這樣的智能能力。由于機器人受限于數據問題,實現這樣的智能化還需很長的發展路程。

        最后是應用軟件和服務價值的提升。機器人需要擁有自己的應用商店,整個機器人將如同科幻電影中所展現的,比如,我們需要機器人陪同打乒乓球,可以會從云端下載乒乓球技能應用到機器人。這些應用軟件需要一個分發渠道,我們在探索是否有機會創造這樣的應用分發渠道。

        顧強:機器人智能化變革的思考

        1、開放式軟件將定義智能機器人

        類比電腦、手機,未來智能機器人軟件將包含大量的開放式軟件,我們預測它將重新定義智能機器人;仡欕娔X,有x86架構芯片,有Windows、Linux以及Red Hat等。手機,有ARM架構芯片,有iOS、安卓。軟件公司提供了操作系統,而這些操作系統相當部分又基于開放式軟件,如BSD和Linux。

        如果機器人要發展成智能機器人,它一定需要軟件定義。很難想象,未來智能機器人從生產到報廢只有一類應用。因此,它需要建立一個生態系統,這是實現智能機器人軟件發展的關鍵要素之一。

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        2、從“硬件定義”到“軟件定義”

        從硬件定義到軟件定義,手機行業也經歷了一個功能機到智能機的轉變,中間多了一層SDK。從最初只能打電話的傳統手機操作系統,到智能化的操作系統,最終實現了平臺化。以前制作一個手機應用,尤其在功能機時代,需要適配很多種機型,很多不同大小的手機屏幕,使用不同的語言進行編寫,F在,應用適配的工作量大幅度降低,生產力工具讓開發效率大幅度提升。智能機器人目前還處在功能機階段,未來智能機器人也會有SDK,一定會有軟件平臺出現。

        顧強:機器人智能化變革的思考

        智能機器人全棧

        中國企業在這方面做了很多有意義的工作,但智能機器人全棧還有很長的路要走。首先,硬件涵蓋傳感器、組件和本體,其中包括不同類型的傳感器、網絡和存儲組件。本體中還有電機、電池、設備接口。此外,非板載軟件和數據,比如集成開發工具、可視化工具、仿真工具和下載工具,以及數據處理、記錄、回放、標注和分析工具。這些都與基礎技能和數據驅動的軟件有關。

        再談一下方法論,主要涉及安全、設計與測試,在汽車和機械電子中已經形成相對成熟的方法,但在智能機器人領域方法論還處于設計階段,沒有形成相應的標準。板載軟件,即邊緣端的軟件,包括感知、理解、定位、決策、運動控制、內核、環境中間件、診斷、任務管理、驅動等。最上層是應用,包括系統集成、發布、索引、更新等。參考電腦、手機和汽車行業,這不是一家公司能夠完成的,需要整個產業鏈共同努力。

        顧強:機器人智能化變革的思考

        構建智能機器人系統的可持續成長飛輪

        如果我們相信智能機器人是下一代的智能終端,智能機器人的未來也將沿著電腦、手機和汽車的發展路徑前進,將智能添加到機器人前面,然后成為智能機器人,它也將會有自己的發展路徑。智能機器人的殺手級應用何時才會出現?我認為不會太遠。最初可能是清潔領域的應用占據主要部分,未來會涌現出其他領域的應用。

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        對于整個行業來說,關鍵是根據需求提供軟硬件系統的應用增加,提升用戶體驗,降低成本,并增加機器人的部署數量,形成一個閉環。這將使機器人的裝機量持續增長,應用數量不斷增加,機器人的硬件成本也會持續降低。在未來,將有更多場景可以應用機器人。這需要整個生態系統的建設。我們也正在致力于開發社區、軟件服務的閉環,希望能與產業鏈的合作伙伴共同為終端用戶提供更優質的體驗。

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        問答

        Q:飛機一定要模仿鳥的形狀嗎?在這方面,我覺得人形機器人可能有特定的應用場景。

        A:這種機器人從效率角度來看比較低,技術難度也非常大。特別是考慮到當前零部件的能力。有許多困難需要克服,包括人類有腳和足弓。這些使得人可以行走和奔跑。然而,目前的人形機器人在這方面還沒有完全突破,因此它進入應用場景時會面臨更大的挑戰。

        與掃地機器人等專用設備不同,人形機器人的優點在于能夠直接替代人進行某些操作。比如人形機器人可以使用刀具、鉗子等人類能使用的工具。隨著時間的推移,人型機器人的應用范圍將更加廣泛、普適性更強,F在世界的基礎設施和服務絕大多數是以人作為服務對象進行設計的。人形機器人可以使用這些基礎設施和服務,解決更多普適性的問題。

        Q2:人形機器人涉及硬件和軟件,特別是智能化方面,可能軟件這方面更為重要。但事實上,在投資方面,我們可能更關注一些硬件方面的東西,比如傳感器,還有一些上游的零部件。在軟件方面,有哪些應該關注或者未來應該突破的點嗎?

        A:我覺得軟件可以分成很多種類型,如基礎軟件、板載軟件、數據軟件。這些會隨著整個產業鏈的不斷進步而逐漸產生價值。比如說,在基礎軟件方面,現在一家做客戶交付的ToB機器人公司,可能需要10-20個人才能完成一個相對較大的項目。以手機為例,大約需要3-4個人就能完成一個應用的交付。手機基礎軟件成熟的平臺能夠支持高效的應用開發。未來機器人基礎軟件的平臺也能夠來帶更好的生產力。在板載軟件方面,大量的板載軟件會以硬件的形式呈現給用戶。我們在向客戶交付時也是通過軟硬件一體化的形式?紤]技術和商業模式方面的因素,目前在機器人行業還較少以純軟件形式交付。未來隨著智能機器人產業鏈日趨成熟,軟件開發者會在機器人應用領域大量涌現,也會建立更有效的軟件商業模式。

        在數據軟件方面,未來這種軟件會呈現為一種基于云的服務,比如訂閱服務。這種服務可以幫助開發者快速部署應用或者機器人制造商迅速制造出機器人。最后,我們可以類比電腦、智能手機和智能汽車。這些領域都有很多面向企業客戶的科技公司,利潤也都非?捎^。他們在軟件方面形成了很高的壁壘。我認為智能機器人零部件和軟件的發展,將參考電腦、手機和汽車的智能化發展。但是因為外部環境不同,智能機器人會走出一條自己的路。。

        Q3:操作系統和軟件接口標準化對于機器人行業,特別是機器人智能化方面,您認為它有怎樣的作用?目前在這方面,您覺得存在哪些困難?

        A:從下面幾個角度談談我的理解。第一,電腦和手機行業的操作系統發展了很多年,具有豐富的基礎技術。但是對于機器人來說,它是可編程的物理實體,以前的編程方式主要是0101的數字編程,而機器人軟件的編程還是太復雜,普及速度太慢。這需要整個行業共同努力,由一個標準化的組織來制定相關的標準。目前全球還沒有形成有效的標準,這是一個非常好的機會。

        第二,機器人開發者相對較少。目前大多數開發者來自IT行業和手機行業。汽車行業有比較完備的軟件標準。這些標準由汽車行業公司和聯合體主導制定和開發,形成了比較完善的技術推廣和人才培養體系。

        第三,標準化核心,涉及到上層連接的中間件、固件,和下層的硬件之間互聯使用。這些部分需要供應鏈上的廠家,比如控制器和傳感器的廠家,達成共識,然后在同一接口下進行工作。一旦接口做好,對于機器人制造來說,組裝機器人就像在家里組裝電腦一樣方便,即插即用。

        Q4:未來智能機器人行業發展的基點或拐點可能在何時出現?即出貨量出現大幅躍升的情況,怎樣的明顯改善會使得奇點到來?

        A:我認為一方面是硬件方面的發展。首先是成本問題。硬件成本需要降到一個位置,才會有相應的應用出現,F在整個行業主要還處于早期階段,要大幅躍升出貨量,極大概率是在非工業領域的應用突破。另外一個方面是應用場景的擴展。比如說,每個人、家庭、公司都購買一種機器人,這種機器人的單價將能保持在一個較低的范圍。這兩個方面的發展是相輔相成的。

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