也许你或多或少在视频网站上看到过,一个身形矫健的机器人后空翻、倒立、跳舞的画面,这就是人形机器人领域当之无愧的“顶流”,波士顿动力旗下的液压驱动双足人形机器人阿特拉斯(Atlas)。但今年4月后,视频画面中的阿特拉斯机器人将不再出现在人们的视野里,取而代之的是新版的电动机器人,虽然名称未有变化,但显然,过于昂贵的成本已经让人形机器人难以在液压驱动的路线上走得更远。


当前,人形机器人行业发展步入快车道。首届中国人形机器人产业大会暨具身智能峰会上发布的《人形机器人产业研究报告》预测,2024年中国人形机器人市场规模将达约27.6亿元,到2029年达到750亿元,将占世界总量的32.7%,比例位居世界第一,到2035年有望达到3000亿元规模。


浙商证券研究所联席所长邱世梁认为,在人形机器人前期技术解决阶段,以特斯拉为首的欧美厂商可能会保持领先,但一旦开始大规模商业化,中国厂商将有望实现后来者居上。未来全球人形机器人的大规模发展中,大部分的供应将来自中国厂商。


从“360度转体”到“360度转头” 昂贵液压系统被便宜电动系统取代


在宣布转向全电动之前,老版本的阿特拉斯机器人是人形机器人行业公认的翘楚,其搭载专用电池,采用液压系统,有28个液压关节,由液压机构驱动。由于扭矩密度大,液压方式可以让机器人非常有力,而且基于液压驱动的设计,液体压力可以通过管道,轻松地传导到多个远端。这使得相比大多数其他机器人只能慢吞吞一点点往前“踱步”,老版阿特拉斯的移动速度能达到每秒2.5米,跳跃、攀爬、360度转体等舞蹈动作也手到擒来。


一位长期研究机器人行业的技术人员告诉新京报贝壳财经记者,液压阿特拉斯之所以难以被其他机器人赶超,主要在于其液压元件对精度质量要求极高,在零件制造上就存在高门槛,此外其运动规划、姿态检测、复杂环境动态规划、自我平衡技术等也有大量专利支持。


然而,液压系统也存在零件数量多、制造过程复杂、响应速度相对慢等缺点。在告别视频中,波士顿动力展示了一些难得的“失败集锦”,包括阿特拉斯前空翻时摔倒在地,爆缸漏油的视频。最重要的是,液压版阿特拉斯的制造成本高昂,预计一台机器人光成本就超过了20万美元。相比之下,马斯克推出的电动特斯拉人形机器人擎天柱(Optimus)按照计划的最终售价可能低于2万美元。


因此,波士顿动力从液压转向全电动也不难理解。不过,相比老版本表现出的运动能力,本次波士顿动力发布的电动版阿特拉斯演示视频却着实有些“惊悚”:该机器人以“趴”在地上的姿势出现,随后双腿以不符合人类习惯的姿势扭曲,不需要手部支撑便完成了站立的动作,起身后头部还来了一个360度旋转并缓缓朝镜头走来。对于此视频,马斯克甚至发了一个“贞子”的图片来调侃新版本的阿特拉斯。


波士顿动力首席执行官罗伯特· 普莱特(Robert Playter)表示,研发团队为新版阿特拉斯在大多数关节处设计了一套定制的、高功率且极其灵活的执行器,“这是一个巨大的运动范围。这确实将如顶尖运动员般的力量集成在这个小型设备中,我们在整个机器人的设计中应用了这种技术。”


全面转向电动或许意味着波士顿动力在考虑成本并进行商业化上更近了一步,该公司表示,新款阿特拉斯将最早于明年进入现代汽车集团的工厂进行技术测试证明,未来将持续解决各行业最严峻的挑战。


事实上,更低成本也是人形机器人发展的必经之路。英伟达CEO黄仁勋日前就表示,人工智能将在数据中心、机器人/自动驾驶、生命科学这三个领域带来革命性影响,“在不久的将来,人形机器人有望成为大众化设备,制造成本有望大大低于人们的预期,售价可能不会超过1万至2万美元。”


具身智能AI载物 中国人形机器人发展正盛


另一方面,随着AI大语言模型的发展,越来越多的声音认为,人形机器人将成为AI的载体,机器人公司也在逐步向更高阶的具身智能公司跨越。《失控》作者凯文凯利就曾在接受贝壳财经记者采访时表示,实现通用人工智能的一个关键步骤是具身智能,即让AI“先拥有一个身体”。而在这一过程中,液压驱动的老版阿特拉斯机器人动作为预先编程,显然搭载AI还是全电动机器人更适合。


目前,国内也有多个团队正在研发人形机器人。如北京理工大学孵化的理工华汇在人形机器人领域已有约20年研发经验,该团队工作人员向贝壳财经记者介绍,其机器人采用大力矩轻质精密关节,技术完全自主可控,打破了垄断,其高效动力可以应用于机械狗、人形机器人、机械臂等场景,“在社会上,许多场景是为人类设计的,四足机器人并不方便参与,比如按电梯、拿快递等,而人形机器人就可以做到。”


贝壳财经记者发现,目前国内的机器人多为电驱类型。在物理领域,宇树科技最新展出的人形机器人H1移动速度可达3.3米每秒,打破了全尺寸电驱动人形机器人的世界纪录。而在“智慧”领域,小米曾在发布人形机器人“铁大”时表示,该机器人以人工智能为内核,搭载其小米自研深度视觉模组,结合AI算法,使其拥有完整的三维空间感知能力,能够实现人物身份识别、手势识别、表情识别功能。


政策方面,目前北京市已经制订了机器人产业创新发展行动方案,来自国内机器人产学研界的头部力量去年开始在北京亦庄集结,成立了国内首家瞄准人形机器人核心技术、产品研发和应用生态建设的创新中心,肩负起攻克五大共性难题的任务。如今,人形机器人通用本体原型机自主研发已初具成果。北京创新中心成立后,优必选、小米、京城机电等优势企业和实验室、区域创新中心等各种资源已经聚集在一起。


浙商证券预计,2024年人形机器人行业或将进入小批量量产元年,产业化落地进度有望超预期。作为全球AI浪潮中,中国厂商能够深度参与的领域,国产厂商发展机遇大。预计2030年中美制造业、家政业的人形机器人需求合计约203万台,市场空间约3185亿元。


“人类研发人形机器人已经几十年,过去有高潮也有低谷,循环了很多个周期,就像差不多10年以前AI也是个冷门行业。但现在AI迭代的速度越来越快,大家已经看到了一个强人工智能的感觉。我个人早几年不看好人形机器人,因为我一直觉得目前人类的控制技术完全没办法驾驭这么复杂的机器人形态,但目前整个AI技术的发展已经远超机器人需要的技术了,通用人形机器人目前在技术层面已经迈过了鸿沟,如果人类社会在未来几年把很多工程上的事追上去,人形机器人就可以发挥很大的生产价值,而且会是颠覆性的。”宇树科技创始人兼首席执行官王兴兴说。


新京报贝壳财经记者 罗亦丹

编辑 黄鑫宇

校对 卢茜