政策热捧下,机器人关键部件国产、场景应用困局待破
热搜大全 2023-11-19

集微网消息,人工智能正以迅猛的发展势头在各应用中快速落地,2024 年被多家机构评定为 AI 手机和 AI PC 的规模出货元年,AI 手机、AI PC、ChatGPT、自动驾驶等则组成了人工智能的 " 不同形态 "。
作为人工智能的重要形态之一,人形机器人被誉为通用人工智能技术领域的王冠,即打造出能够像⼈类⼀样在⼯⼚、办公室等场景中运⾏的机器,被认为是继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品。
10 月 20 日,工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》,提出到 2025 年,人形机器人创新体系初步建立," 大脑、小脑、肢体 " 等一批关键技术取得突破,确保核心部组件安全有效供给 …… 正式将人形机器人产业建设议题摆放在众人面前,也进一步催生了国内机器人产业的发展热潮。
人形机器人专项政策发布,产业链建设成关键词
根据工业和信息化部于 11 月 3 日发布的《人形机器人创新发展指导意见》解读,人形机器人的关键支撑技术在于人工智能、高端制造、新材料,创新体系的建设主要指的则是 " 大脑、小脑、肢体 " 等一批关键技术体系的建设。
具体而言,一是开发基于人工智能大模型的人形机器人 " 大脑 ",增强环境感知、行为控制、人机交互能力,开发控制人形机器人运动的 " 小脑 ",搭建运动控制算法库,建立网络控制系统架构。二是系统部署 " 机器肢 " 关键技术群,打造仿人机械臂、灵巧手和腿足,攻关 " 机器体 " 关键技术群,突破轻量化骨骼、高强度本体结构、高精度传感等技术。三是构建完善人形机器人制造业技术创新体系,支持龙头企业牵头联合产学研用组成创新联合体,加快人形机器人与元宇宙、脑机接口等前沿技术融合,探索跨学科、跨领域的创新模式。
聚焦到关键零部件及软件产品,包括通用整机平台、专用传感器、由高力矩密度减速器、高功率密度电机、伺服驱动器等组成的执行器、具有高动态运动驱动、高速通信等功能的专用芯片以及高性能运动控制器、液压等动力源、面向各场景的软件等。
以特斯拉 Optimus 为例来看。根据招商证券发布的报告,2023 年 7 月 Optimus 亮相世界人工智能大会,其最新一代人形机器人在身体机械部分有 28 个关节 ( 14 个旋转执行器 14 个线性执行器 ) ,2 个灵巧手共有 12 个关节 ( 6 个执行器 *2 ) 。其中,旋转关节方案为无框电机 谐波减速器 扭矩传感器 位置传感器 轴承 ( 角接触球轴承 交叉圆柱滚子轴承 ) 编码器;线性关节方案为无框电机 行星滚柱丝杠 力矩传感器 位置传感器 轴承。
报告指出,特斯拉人形机器人价值量主要集中在 FSD 系统、AI 芯片、执行器、灵巧手肢体骨骼几个部分。
核心部件国产化进程待加速,产品应用还看场景突破
作为人形机器人的关键部件,谐波减速器、无框电机、力矩传感器等零部件产品同样也是目前国内协作机器人、服务机器人、四足机器狗等各形态机器人产品中的关键组件。
有业内人士表示,谐波减速器常年处于进口垄断局面,无框电机则以韩国、美国等公司产品性能表现更优,国内多家机器人公司自研产品性能仍然存在一定差距。而在液压驱动机器人研发上,关键组件液压泵在国内则难寻合适的供应商。
目前,在人形机器人产品领域,小米 CyberOne 铁大、优必选 Walker 系列产品、傅利叶 GR-1、智元远征 A1 机器人、宇树 Unitree H1 等形成了国内主要玩家产品阵营,均为电驱动产品。
在国内人形机器人厂商阵营中,小米是在发布了机器狗 " 铁蛋 " 之后,于 2022 年 8 月发布了人形机器人 CyberOne,优必选原主打送餐等轮式服务机器人市场," 上交大 " 系傅利叶以康复机器人为主要业务," 浙大 " 系宇树则一直专注于四足机器狗的开发。
对于各家来自 " 不同领域 " 的产品公司转战布局人形机器人领域,一位业内人士告知笔者,不同形态的机器人产品本身在技术上具有一定相关性。预示着后期这一阵营队伍或将扩大。


目前,据公开消息,各家仍然集中在机器人与场景的交互能力上,即机器人在复杂场景中自主完成移动和操作的能力,鲜少谈及应用开发。
以宇树 Unitree H1 为例来看,据宇树官方披露,该机器人为于今年 8 月发布,单腿 5 个自由度,单手 4 个自由度(可拓展),搭载了宇树自研 Unitree M107 关节电机。其表示,Unitree H1 售价在几十万元以内,为全球性价比最高。
走出实验室,降低成本是第一步。马斯克信奉通过自研提升产品性价比,针对人工智能应用,特斯拉相继研发了 FSD 系统、Dojo 芯片等。马斯克曾表示,其目标是尽快制造出有实⽤价值的⼈形机器⼈。
智元机器人创始人 " 稚晖君 " 彭志辉此前则披露,智元自研了关节电机 PowerFlow、灵巧手 SkillHand、反曲膝设计等关键零部件,以此提升具身智能机器人的能力、同时降低成本,此外在软件层面,智元还自研了 AgiROS 等系统。
但目前,距离商用似乎还为时尚早。另一位机器人产业坚定的 " 拥护者 " 告知笔者,在既有的机器人产品中,如四足机器人、协作机器人、服务机器人等,尽管国内产业生态初步形成,并且客户方面对于使用机器人的意愿和接受度很高,但真正意义上的商业化还没有到来,关键还在于场景应用中各种细节问题的解决。其表示 " 机器人应用涉及的知识太多了 "。
沃尔特 · 艾萨克森在《埃隆 · 马斯克传》也提到,在机器人走路这件事上,⻢斯克⼀直在⽐较⼈类和机器学习过程的不同。" ⼀开始孩⼦是平脚⾛路,⽽后他们开始⽤脚趾⾛路,但他们⾛起来还是像猴⼦。他们需要相当⻓的时间才能学会像成年⼈⼀样⾛路。⼈类的步态是相当复杂的。"
有业内人士向笔者透露,目前人形机器人产品尚未具备实际意义的商用,多是以提供给科研机构研发等使用为主。