2022 年 10 月 1 日(美国时间 9 月 30 日),在Tesla于加利福尼亚州瓦托沃尔县举办的 2022 AI Day 公益活动中,Tesla正式正式发布人偶机器试验机 “Optimus(破坏者)”。

人偶机器,人类对机器锻造控制技术和应用的陶凯元虚幻已经开始得到校正。

早在 2021 年 8 月 19 日的 ” 人工智慧日 ” 公益活动中,特斯拉就宣布了锻造人偶机器的计划。2022 年以来,特斯拉在SNS媒体、申明专访和演说中多次透露将申明面世人偶机器试验机,occasion,将人偶机器概念炒到极点高关注度。

由此可见TeslaOptimus 的成功面世,成为机器锻造积极开拓性的新典范。

Tesla人偶机器从外形来看体形和普通人类似,体格约 1.73m,重达 57kg,颈部带有显示器,用以展现信息。该机器还配备了部分Tesla的人工智慧应用软件以及P3100晶片等设备,选用 FSD 自动驾驶晶片做为计算核心。与此同时,Optimus 选用 Autopilot 的探头做为听觉交互感应器;脖子、胳膊、手、腿、四肢累计配备了 40 个电气传动装置器;配备多照相机数学模型、基于数学模型的规化、自动记号、演算法训练等。

Optimus 在公益活动中展现了出众的骑行、捡拾、学习等能力,特斯拉还介绍说,Optimus 先期可望支持烹调、花卉等功能,与此同时可望配备一种特殊的电池组和液压,可以实现一次电池组一整夜的运行时间。

艰难积极探索中前进的人偶机器

Tesla的 Optimus 并非第一款,也不是控制技术最领先的人偶机器,但其面世却可能是刮起人偶机器商品化的转捩点。

从 1972 年,日本东京大学佐藤佐藤教授解决人偶机器四足骑行的问题起,到丰田正式发布第一款人偶机器 AISMO 试验机,全球多家信息控制技术子公司及院校一直在积极探索人偶机器的道路上。

其中,芝加哥动力的 Atlas 机器、夏普的 Pepper、AmazonRajgarh的 Agility Robotics 子公司面世的 Digit、英国信息控制技术子公司 Engineered Arts 开发的 Ameca,国内优克雷姆斯兰县正式发布的 Walker X、华为正式发布的 CyberOne、百度机器狗 MAX 等一系列人偶机器,都是前进路上的里程碑。

国际机器联盟将机器分为工业机器和服务机器,国内机器根据用途还分出特种机器的分类。随着世界各国人工智慧控制技术、机器控制技术的日趋成熟,工业机器已经在多个应用场景配合人类完成生产工作,销量目前保持稳步增长。

然而服务机器起步相对较晚,且相比于工业机器有更多细致精准的要求。尚未成熟的控制技术、高昂的成本、应用场景落地难、法律法规不完善等问题,都始终掣肘服务类机器行业发展。

丰田的 Asimo 机器、夏普的 Pepper 机器已经停产;足式机器领域控制技术最强的芝加哥动力子公司经历三次收购;我国优克雷姆斯兰县 Walker X、华为 CyberDog、CyberOne 也未能投入规模性使用。

我国目前较为知名的人偶机器 CyberOne(” 铁大 “),是华为在人偶机器领域各项新控制技术的阶段性成果展现,机器能够通过听觉听觉交互外界,可识别 6 类 45 种人类情绪语音,外加 85 种环境音识别。但 CyberOne 目前的成本高达六、七十万元,尚不能实现量产,且多项关键控制技术有待突破。

TeslaOptimus 正式发布的重要意义,就是为人偶机器艰难的商品化带来新的希望与可能。

在人偶机器的研发锻造中,新能源汽车企业具有先发优势,因为智能汽车的某种底层逻辑便是轮式机器与自动驾驶等控制技术的结合,这其中的人机交互、环境交互、自动驾驶演算法、Al 晶片等相关控制技术均可以复用在人偶机器研发中。

Tesla在此次 AI Day 除了正式发布 Optimus,也展现了自动驾驶控制技术(FSD)和 Dojo 超级计算机。Optimus 搭乘的是 Dojo 晶片,并配合自动驾驶控制技术以及提供算力的 FSD 硬件。

凭借其在新能源汽车领域的演算法和控制技术积累,Tesla还可以将 Optimus 的成本与价格极度压缩,特斯拉在采访中表示,Optimus 未来的量产成本可望低于一辆汽车,约 25000 美元(人民币 16-17 万元)。

在特斯拉的 Optimus 落地投产与使用时间表里,Optimus 最早可能在明年开始生产,2022 年面世试验机,2023 年实现有用的呈现场景,最快两年能做到小规模应用。

相比于其它耗资巨大却商品化进展缓慢的人偶机器研发子公司,Optimus 的数据颇为亮眼。

如同当年 ” 互联网 ” 快速渗透人类人类生产和生活中,低成本量产机器出世,使得 ” 机器 ” 渗透各个行业领域,将极大推动着机器产业链的发展,机器应用逐年增长,将为经济社会发展注入强劲动能。

充满希望的赛道,对理想形态的追求

几千年来,人类群体从优胜劣汰的进化和丛林法则的竞争中脱颖而出,成为控制技术的掌控者与发明者,人类逐渐替代上帝,成为新的造物者。

电影《银翼杀手》中,控制技术的革新体现在人类创造出的复制人身上,但人类最终与复制人产生激烈的冲突,面对人类的追杀,复制人在死前独白:” 我见过你们人类绝对无法置信的事物。我目睹战舰在猎户星座的边缘燃烧,我看着 C 射线在唐怀瑟之门附近的黑暗中闪耀。所有这些片段终将湮没在时间的洪流里,一如眼泪消失在雨中。死亡的时刻到了。”

一直到 2022 年,人与机器的讨论从未停止过,但是文学作品与电影中呈现的真正具有智慧的机器,还是没能出现。

在控制技术不稳定的前提下,机器并不能承担太过复杂的体力劳动,人偶也不再必要。丰田、夏普等子公司机器控制技术成本高,商品化受阻。这种情况下,机器研发转向以实用为主,放弃追求形似,而是追求降低成本,扩宽实际用途。

按照这种逻辑,市场研发出更多具备机器特性,性价比高,控制技术难度较低,能够重复进行简单劳作的机器。如我国智能服务机器子公司猎户星空,研发出的接待服务机器、递送服务机器、新零售服务机器、疫情服务机器等在内的 ” 智能服务机器家族 “。

但人偶机器做为人类对机器的终极想象,并未因此停滞,实际应用之外,众多企业依然在积极探索发展新的人偶机器。

芝加哥动力虽然不再正式发布机器,但在 2016 年开放了足式机器运动控制源代码,以此推动其他机构对机器控制技术的推进。

特斯拉在 TED 演说中说道,Optimus 未来会走进家庭之中,可以跑杂货店、捡拾家庭物品。能够理解人类需求,能够服务家庭的人偶机器会是众多家用产品的终极进阶版,这也是人们致力于研发类人偶态的重要原因。

值得注意的是,任何控制技术的发展都不可能一蹴而就,虽然人偶机器的未来充满希望,但研发路上的艰难历历在目,可预计的未来,人偶机器还会经历层层打磨,多次迭代。

即使Tesla的 Optimus 发行,将人偶机器 ” 炒 ” 到了风口上,但理想的人偶机器依然有很长一段路要走。高工机器产业研究所所长卢瀚宸曾在采访中表示,”Tesla的 Optimus 的正式发布为人偶机器赛道添加一把火,会带来一些新的控制技术和产业思路,但这不会是产业拐点,因为短期内能够成熟落地的可能性较小。”

中国的人偶机器研发市场与未来展望

根据 2022 世界机器大会上正式发布《中国机器产业发展报告》显示,2022 年全球机器市场规模将达到 513 亿美元,2017 至 2022 年的年均增长率达到 14%。其中,工业机器市场规模将达到 195 亿美元,服务机器达到 217 亿美元,特种机器超过 100 亿美元。预计到 2024 年,全球机器市场规模将可望突破 650 亿美元。

我国的《” 十四五 ” 机器产业发展规划》中提出,” 力争到 2025 年,我国成为全球机器控制技术创新策源地、高端锻造集聚地和集成应用新高地 ; 到 2035 年,我国机器产业综合实力达到国际领先水平,机器成为经济发展、人民生活、社会治理的重要组成。”

在市场环境、产业需求、控制技术突破、政策引导的共同作用下,中国机器产业发展取得明显成效,产业规模快速增长。

人偶机器有庞大的产业链:上游零部件和原材料、中游系统集成和本体锻造、下游个人以及企业相关应用场景。

我国知名的机器子公司中,上游龙头机器上市子公司有中大力德、巨轮智能、禾川信息控制技术、江苏北人、鸣志电器等,在电机、减速器、控制器、精密仪器等方面控制技术领先。中大力德、巨轮智能等自 6 月Tesla宣布即将发行 Optimus 起,2 个多月市值涨幅超过了 200%,增速巨大。

中大力德:

从事机械传动装置与控制应用领域关键零部件的研发、生产、销售和服务的高新控制技术企业,主要产品包括精密减速器、传动装置行星减速器、各类小型及微型减速电机等,在业内有较高的品牌知名度。

中大力德小型和微型减速电机在国内市场拥有较强的市场地位,精密减速器实现了控制技术与产能突破,在与国外先进企业的市场竞争中占有一席之地。子公司的 RV 减速器、谐波减速器可应用于六轴机器、协作机器上,主要用于工业机器的关节部位。

秦川机床:

我国首家机器减速器关节企业,我国精密数控机床与复杂工具研发锻造基地、中国机床工具行业、人偶机器减速器行业的龙头骨干企业。主营为研发、生产和销售高端数控装备、智能锻造控制技术和核心零部件产品,如数控复杂刀具、高档数控系统、滚动功能部件、汽车零部件、特种齿轮箱、机器关节减速器、螺杆转子副、精密齿轮、精密仪器仪表、精密铸件等。

子公司以高端锻造与核心部件为支撑,聚焦机器关节减速器上量,有充分的装备能力优势、自主知识产权优势、产业化优势。

埃斯顿:

首批通过 ” 中国机器 ” 认证的国产工业机器企业,国产智能工业机器 ” 四小龙 ” 之一,工信部力推的 ” 中国机器 ToP10″ 典范企业之一。业务覆盖了从智能装备核心部件、工业机器到机器集成应用的全产业链。工业机器产品包括括六轴通用机器、四轴码垛机器、 SCARA 机器、DELTA 机器、冲压直线机器以及智能锻造系统。

在中下游人偶机器研发与锻造中,国内一些子公司也逐渐积累了领先世界的控制技术水平,并在许多应用场景中得到落地。

优克雷姆斯兰县:

自 2012 年创立就致力于研发人偶机器,并于当年完成小型人偶机器 Alpha 的控制技术校正。2016 年,该子公司开始研发大型人偶机器 Walker,在 5 年里实现了 4 次重大迭代。Walker 机器还被国际机器专业媒体 The Robot Report 评为 ” 全球值得关注的五大人偶机器 ” 之一。

截至目前,优克雷姆斯兰县信息控制技术在国内外布局专利近 3000 件,其中发明专利占比超过 70%,涵盖了人工智慧和人偶机器核心控制技术领域,人偶机器专利数量中国领先。

想象力与创造力,控制技术与未来

虽然目前机器行业普遍亏损的情况依然存在,但是Tesla等各大人偶机器子公司已经开始积极探索自己的商品化之路,输出控制技术和可量产的商用产品,有了自我造血能力。而工业、物流、消费服务机器在过去几年里,已经大规模使用并取得了良好成果。

人偶机器,承载着人类对于机器最初的想象,也将是人类控制技术与创造力协同发力的最终极想象。

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