圖片來源@視覺中國
文 | 鈦資本研究院
在眼下大火的機(jī)器人概念中，人形機(jī)器人無疑是關(guān)注度更高、布局企業(yè)更多的熱門賽道。除了機(jī)器人賽道內(nèi)的玩家“樂此不疲”地追逐在這個風(fēng)口，還有越來越多的“跨界選手”想要加入。不可否認(rèn)的是，隨著AI大模型和機(jī)器人的深度融合，更智能、更聰明的機(jī)器人勢必將成為下一個創(chuàng)新風(fēng)口。
未來機(jī)器人智能化可能帶來哪些技術(shù)發(fā)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(chuàng)始人顧強(qiáng)進(jìn)行分享，主題是“機(jī)器人智能化變革的思考”。他長期致力于新一代片上系統(tǒng)和軟件技術(shù)在機(jī)器人驅(qū)動、感知、控制方向的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作，旗下“古月居”是中文地區(qū)知名的機(jī)器人開發(fā)者社區(qū)平臺，擁有超過100萬用戶提供軟硬件控制平臺、個性化應(yīng)用和一站式服務(wù)。獲華中科技大學(xué)工學(xué)博士學(xué)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(jī)器人相關(guān)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(jī)器
人核心零部件及系統(tǒng)解決方案
我司主要專注于機(jī)器人的核心零部件和系統(tǒng)解決方案，團(tuán)隊致力于搭建開放式機(jī)器人生態(tài)系統(tǒng)，包括硬件、軟件應(yīng)用以及技術(shù)社區(qū)。能夠提供平臺個性化應(yīng)用解決方案，以應(yīng)對智能化時代的全新挑戰(zhàn)。簡言之，我們的主要工作是機(jī)器人電氣化系統(tǒng)和軟件創(chuàng)新，以幫助機(jī)器人整機(jī)公司實現(xiàn)快速的產(chǎn)品落地和快速接入應(yīng)用生態(tài)。我們在中國地區(qū)擁有一定影響力的知名機(jī)器人開發(fā)者社區(qū)，大部分成員都專注于智能機(jī)器人開發(fā)，很多同行都會使用到我們提供的相關(guān)服務(wù)或產(chǎn)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(jī)器人領(lǐng)域，也有非常精準(zhǔn)的用戶，擁有11萬篇博客和1000小時的視頻資源。
從用戶數(shù)據(jù)上來看，我們擁有大量的專業(yè)開發(fā)者和用戶群體，包括25歲以下的高素質(zhì)年輕開發(fā)者、35歲以上的人工智能技術(shù)和產(chǎn)品經(jīng)理等。我們的人員分布也符合整個中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的分布，尤其是智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，其中廣東是排名第一的地區(qū)。
其次，行業(yè)工程師的用戶來源與機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的地域分布高度重合。用戶對新事物的學(xué)習(xí)意愿也很高，我們的社區(qū)是一個相對嚴(yán)肅的知識型社區(qū)，大部分社區(qū)成員對智能系統(tǒng)和智能軟硬件具有極強(qiáng)的消費和傳播能力。
智能機(jī)器人，下一代智能終端
智能機(jī)器人是什么？以及如何定義智能機(jī)器人？我們將其分為三類，首先是傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人，這個領(lǐng)域大多數(shù)是外國公司。他們?yōu)檎麄�行業(yè)注入了大量高質(zhì)量的技術(shù)資產(chǎn)，在推動整個行業(yè)發(fā)展方面起到了非常積極的作用。傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的歷史非常悠久，已經(jīng)有幾十年的時間。起初在汽車行業(yè)應(yīng)用廣泛，然后逐漸拓展到各行各業(yè)。
其次是協(xié)作機(jī)器人，它的重點是實現(xiàn)人機(jī)協(xié)作。協(xié)作機(jī)器人出現(xiàn)時，主要以機(jī)械臂或能夠與人類互動的移動底盤為主，協(xié)作集成是其特點。與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的位置控制不同，這類機(jī)器人具備力控制能力，它解決的問題是人與機(jī)器的共存共融。
再次是智能機(jī)器人，隨著智能機(jī)器人的發(fā)展，很多跨行業(yè)的技術(shù)涌入機(jī)器人領(lǐng)域，如傳感檢測、運動規(guī)劃等。旨在解決傳統(tǒng)機(jī)器人難以完成的任務(wù)，如環(huán)境感知和復(fù)雜裝配等。
舉幾個例子，比如特斯拉，已經(jīng)進(jìn)軍到智能機(jī)器人領(lǐng)域，比如Optimus人形機(jī)器人。再如谷歌和英偉達(dá)，谷歌投資了大量機(jī)器人公司，自身也開展了機(jī)器人研究，包括大模型的機(jī)器人應(yīng)用。英偉達(dá)則提供了智能芯片等產(chǎn)品，是機(jī)器人計算領(lǐng)域的代表性公司。
1、機(jī)器人與智能機(jī)器人
關(guān)于機(jī)器人和智能機(jī)器人的分類，首先機(jī)器人是指具有兩個或兩個以上軸編程的機(jī)械裝置，具有一定程度的自主性，能夠在其所處的環(huán)境中運動，并執(zhí)行有用任務(wù)。可以根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑵浞譃楣I(yè)自動化和非工業(yè)自動化，分別用于生產(chǎn)和非生產(chǎn)場合。這種分類又可以加上智能和非智能的區(qū)分，智能工業(yè)機(jī)器人具有高度自主性，可以通過人工智能和先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)在工業(yè)環(huán)境中使用。智能服務(wù)機(jī)器人也具有高度自主性，可以在復(fù)雜的服務(wù)環(huán)境中執(zhí)行有用任務(wù)。
2、智能機(jī)器人的核心能力
智能機(jī)器人的核心能力可以通過多個方面進(jìn)行界定，例如通信、端云一體、多機(jī)協(xié)作等，至少要滿足其中的一個。另外，人、機(jī)器人和環(huán)境之間需要進(jìn)行交互，近期比較火的具身智能需要實現(xiàn)人、機(jī)器和環(huán)境的實時互動。還有運動規(guī)劃和電機(jī)控制，由于現(xiàn)在智能機(jī)器人在某些場景下需要新的運動規(guī)劃和電機(jī)控制零部件，因此這個領(lǐng)域也成為了一個熱門的投資方向。
比如GPT在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用，盡管這方面工作還很新穎沒有產(chǎn)品化，但它引起了廣泛的關(guān)注，需要解決的基本問題是如何分解和綜合任務(wù)信息。這項工作涉及到視覺、語音信息的識別、分析和理解。當(dāng)然人類感知本身非常復(fù)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。
3、類人機(jī)器人
類人機(jī)器人是目前非常熱門的機(jī)器人類型。人形機(jī)器人發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)展示出一些類人的功能，特斯拉的人形機(jī)器人定義了現(xiàn)代類人機(jī)器人的形態(tài)，展現(xiàn)了一個非常大的愿景，即人形機(jī)器人可以完成類人的任務(wù)。高盛做了一個分析，將類人機(jī)器人與智能汽車、智能手機(jī)進(jìn)行類比。他們探討了類人機(jī)器人的發(fā)展方向，并預(yù)測到2035年，整個類人機(jī)器人市場可能達(dá)到1520億美元，相當(dāng)于再造一個電動汽車市常
此外，類人機(jī)器人要解決的核心問題是效率和普適性。類人機(jī)器人在工作時，效率可能不是最高的。然而，類人機(jī)器人要解決的是終極的普適性問題，是能否替代人直接執(zhí)行一些工作。因此，類人機(jī)器人是一個全新的產(chǎn)品品類，需要對整機(jī)和零部件進(jìn)行全面創(chuàng)新，才能助推類人機(jī)器人成為高效的生產(chǎn)工具并進(jìn)行應(yīng)用。同時，類人機(jī)器人的應(yīng)用還存在不少尚未深入探討的問題。例如，機(jī)器人與人共同存在時，如何解決安全和倫理方面的問題。
有關(guān)智能機(jī)器人的開放性思考
我提出了幾個問題。第一，智能機(jī)器人是否一定要具備人形？我認(rèn)為不一定，因為當(dāng)我們需要乘飛機(jī)時，不會將其直接設(shè)計成鳥的樣子，而是設(shè)計成噴氣式飛機(jī)。真正的效率體現(xiàn)在噴氣式飛機(jī)時代。智能機(jī)器人不是人，但它需要具備人類智能的能力。
第二，掃地機(jī)器人還是機(jī)器人掃地？我們需要的是專用設(shè)備還是通用產(chǎn)品，它只能用于掃地還是可以使用掃地工具開展任務(wù)。在短時間內(nèi)，顯然掃地機(jī)器人的效率、成本和能力等方面都優(yōu)于人類掃地，能更快地實現(xiàn)落地。從長遠(yuǎn)來看，智能機(jī)器人在軟硬件能力上實現(xiàn)了掃地等多種任務(wù)時，機(jī)器人掃地才可能實現(xiàn)。未來智能機(jī)器人的應(yīng)用場景在哪里？這是一個非常尖銳的問題。但無論如何發(fā)展，智能機(jī)器人的應(yīng)用場景肯定不僅限于工業(yè)。
智能機(jī)器人的趨勢
目前來看，智能機(jī)器人可能會優(yōu)先應(yīng)用于工業(yè)，但絕不僅限于工業(yè)。我們看到智能機(jī)器人的趨勢是能夠在多個場景廣泛應(yīng)用。過去的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在工業(yè)，有一定的服務(wù)業(yè)也會應(yīng)用，但與工業(yè)相比，覆蓋率較低。機(jī)器人的安裝和使用比較復(fù)雜，包括功能硬件和功能軟件。在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，我們需要工程師安裝、調(diào)試、維護(hù)，從裝上產(chǎn)線開始，直到整個機(jī)器人報廢。
未來的機(jī)器人將涉及生活生產(chǎn)的各個方面，包括家庭、商業(yè)和工業(yè)。但目前我認(rèn)為還有很多挑戰(zhàn)，需要如何克服這些挑戰(zhàn)呢？第一是持續(xù)降低硬件成本。現(xiàn)在機(jī)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(tǒng)和軟件接口的標(biāo)準(zhǔn)化。只有標(biāo)準(zhǔn)化，才有可能讓大量開發(fā)者接入并使用機(jī)器人，這也是我們一直努力的方向。第三是數(shù)據(jù)編程向物理編程的轉(zhuǎn)變，這是一個非常復(fù)雜且具有重要意義的轉(zhuǎn)變。機(jī)器人具有多維的、空間性的特征。編程也需要考慮機(jī)械運動，需要與環(huán)境進(jìn)行互動。
另外，外部設(shè)備也是一個重要考慮因素�，F(xiàn)在的機(jī)器人還無法適配各種外設(shè)，這也非常復(fù)雜的問題。未來，機(jī)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(tǒng)將實現(xiàn)自動化到智能化，比如GPT這樣的智能能力。由于機(jī)器人受限于數(shù)據(jù)問題，實現(xiàn)這樣的智能化還需很長的發(fā)展路程。
最后是應(yīng)用軟件和服務(wù)價值的提升。機(jī)器人需要擁有自己的應(yīng)用商店，整個機(jī)器人將如同科幻電影中所展現(xiàn)的，比如，我們需要機(jī)器人陪同打乒乓球，可以會從云端下載乒乓球技能應(yīng)用到機(jī)器人。這些應(yīng)用軟件需要一個分發(fā)渠道，我們在探索是否有機(jī)會創(chuàng)造這樣的應(yīng)用分發(fā)渠道。
1、開放式軟件將定義智能機(jī)器人
類比電腦、手機(jī)，未來智能機(jī)器人軟件將包含大量的開放式軟件，我們預(yù)測它將重新定義智能機(jī)器人�；仡欕娔X，有x86架構(gòu)芯片，有Windows、Linux以及Red Hat等。手機(jī)，有ARM架構(gòu)芯片，有iOS、安卓。軟件公司提供了操作系統(tǒng)，而這些操作系統(tǒng)相當(dāng)部分又基于開放式軟件，如BSD和Linux。
如果機(jī)器人要發(fā)展成智能機(jī)器人，它一定需要軟件定義。很難想象，未來智能機(jī)器人從生產(chǎn)到報廢只有一類應(yīng)用。因此，它需要建立一個生態(tài)系統(tǒng)，這是實現(xiàn)智能機(jī)器人軟件發(fā)展的關(guān)鍵要素之一。
2、從“硬件定義”到“軟件定義”
從硬件定義到軟件定義，手機(jī)行業(yè)也經(jīng)歷了一個功能機(jī)到智能機(jī)的轉(zhuǎn)變，中間多了一層SDK。從最初只能打電話的傳統(tǒng)手機(jī)操作系統(tǒng)，到智能化的操作系統(tǒng)，最終實現(xiàn)了平臺化。以前制作一個手機(jī)應(yīng)用，尤其在功能機(jī)時代，需要適配很多種機(jī)型，很多不同大小的手機(jī)屏幕，使用不同的語言進(jìn)行編寫�，F(xiàn)在，應(yīng)用適配的工作量大幅度降低，生產(chǎn)力工具讓開發(fā)效率大幅度提升。智能機(jī)器人目前還處在功能機(jī)階段，未來智能機(jī)器人也會有SDK，一定會有軟件平臺出現(xiàn)。
智能機(jī)器人全棧
中國企業(yè)在這方面做了很多有意義的工作，但智能機(jī)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(wǎng)絡(luò)和存儲組件。本體中還有電機(jī)、電池、設(shè)備接口。此外，非板載軟件和數(shù)據(jù)，比如集成開發(fā)工具、可視化工具、仿真工具和下載工具，以及數(shù)據(jù)處理、記錄、回放、標(biāo)注和分析工具。這些都與基礎(chǔ)技能和數(shù)據(jù)驅(qū)動的軟件有關(guān)。
再談一下方法論，主要涉及安全、設(shè)計與測試，在汽車和機(jī)械電子中已經(jīng)形成相對成熟的方法，但在智能機(jī)器人領(lǐng)域方法論還處于設(shè)計階段，沒有形成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。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(nèi)核、環(huán)境中間件、診斷、任務(wù)管理、驅(qū)動等。最上層是應(yīng)用，包括系統(tǒng)集成、發(fā)布、索引、更新等。參考電腦、手機(jī)和汽車行業(yè)，這不是一家公司能夠完成的，需要整個產(chǎn)業(yè)鏈共同努力。
構(gòu)建智能機(jī)器人系統(tǒng)的可持續(xù)成長飛輪
如果我們相信智能機(jī)器人是下一代的智能終端，智能機(jī)器人的未來也將沿著電腦、手機(jī)和汽車的發(fā)展路徑前進(jìn)，將智能添加到機(jī)器人前面，然后成為智能機(jī)器人，它也將會有自己的發(fā)展路徑。智能機(jī)器人的殺手級應(yīng)用何時才會出現(xiàn)？我認(rèn)為不會太遠(yuǎn)。最初可能是清潔領(lǐng)域的應(yīng)用占據(jù)主要部分，未來會涌現(xiàn)出其他領(lǐng)域的應(yīng)用。
對于整個行業(yè)來說，關(guān)鍵是根據(jù)需求提供軟硬件系統(tǒng)的應(yīng)用增加，提升用戶體驗，降低成本，并增加機(jī)器人的部署數(shù)量，形成一個閉環(huán)。這將使機(jī)器人的裝機(jī)量持續(xù)增長，應(yīng)用數(shù)量不斷增加，機(jī)器人的硬件成本也會持續(xù)降低。在未來，將有更多場景可以應(yīng)用機(jī)器人。這需要整個生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)。我們也正在致力于開發(fā)社區(qū)、軟件服務(wù)的閉環(huán)，希望能與產(chǎn)業(yè)鏈的合作伙伴共同為終端用戶提供更優(yōu)質(zhì)的體驗。
問答
Q:飛機(jī)一定要模仿鳥的形狀嗎？在這方面，我覺得人形機(jī)器人可能有特定的應(yīng)用場景。
A:這種機(jī)器人從效率角度來看比較低，技術(shù)難度也非常大。特別是考慮到當(dāng)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(jī)器人在這方面還沒有完全突破，因此它進(jìn)入應(yīng)用場景時會面臨更大的挑戰(zhàn)。
與掃地機(jī)器人等專用設(shè)備不同，人形機(jī)器人的優(yōu)點在于能夠直接替代人進(jìn)行某些操作。比如人形機(jī)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(jī)器人的應(yīng)用范圍將更加廣泛、普適性更強(qiáng)�，F(xiàn)在世界的基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)絕大多數(shù)是以人作為服務(wù)對象進(jìn)行設(shè)計的。人形機(jī)器人可以使用這些基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)，解決更多普適性的問題。
Q2:人形機(jī)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(guān)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(yīng)該關(guān)注或者未來應(yīng)該突破的點嗎？
A:我覺得軟件可以分成很多種類型，如基礎(chǔ)軟件、板載軟件、數(shù)據(jù)軟件。這些會隨著整個產(chǎn)業(yè)鏈的不斷進(jìn)步而逐漸產(chǎn)生價值。比如說，在基礎(chǔ)軟件方面，現(xiàn)在一家做客戶交付的ToB機(jī)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(jī)為例，大約需要3-4個人就能完成一個應(yīng)用的交付。手機(jī)基礎(chǔ)軟件成熟的平臺能夠支持高效的應(yīng)用開發(fā)。未來機(jī)器人基礎(chǔ)軟件的平臺也能夠來帶更好的生產(chǎn)力。在板載軟件方面，大量的板載軟件會以硬件的形式呈現(xiàn)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(shù)和商業(yè)模式方面的因素，目前在機(jī)器人行業(yè)還較少以純軟件形式交付。未來隨著智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟，軟件開發(fā)者會在機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域大量涌現(xiàn)，也會建立更有效的軟件商業(yè)模式。
在數(shù)據(jù)軟件方面，未來這種軟件會呈現(xiàn)為一種基于云的服務(wù)，比如訂閱服務(wù)。這種服務(wù)可以幫助開發(fā)者快速部署應(yīng)用或者機(jī)器人制造商迅速制造出機(jī)器人。最后，我們可以類比電腦、智能手機(jī)和智能汽車。這些領(lǐng)域都有很多面向企業(yè)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(rèn)為智能機(jī)器人零部件和軟件的發(fā)展，將參考電腦、手機(jī)和汽車的智能化發(fā)展。但是因為外部環(huán)境不同，智能機(jī)器人會走出一條自己的路。。
Q3:操作系統(tǒng)和軟件接口標(biāo)準(zhǔn)化對于機(jī)器人行業(yè)，特別是機(jī)器人智能化方面，您認(rèn)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?wù)勎业睦斫�。第一，電腦和手機(jī)行業(yè)的操作系統(tǒng)發(fā)展了很多年，具有豐富的基礎(chǔ)技術(shù)。但是對于機(jī)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(shù)字編程，而機(jī)器人軟件的編程還是太復(fù)雜，普及速度太慢。這需要整個行業(yè)共同努力，由一個標(biāo)準(zhǔn)化的組織來制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。目前全球還沒有形成有效的標(biāo)準(zhǔn)，這是一個非常好的機(jī)會。
第二，機(jī)器人開發(fā)者相對較少。目前大多數(shù)開發(fā)者來自IT行業(yè)和手機(jī)行業(yè)。汽車行業(yè)有比較完備的軟件標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)由汽車行業(yè)公司和聯(lián)合體主導(dǎo)制定和開發(fā)，形成了比較完善的技術(shù)推廣和人才培養(yǎng)體系。
第三，標(biāo)準(zhǔn)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(lián)使用。這些部分需要供應(yīng)鏈上的廠家，比如控制器和傳感器的廠家，達(dá)成共識，然后在同一接口下進(jìn)行工作。一旦接口做好，對于機(jī)器人制造來說，組裝機(jī)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(jī)器人行業(yè)發(fā)展的基點或拐點可能在何時出現(xiàn)？即出貨量出現(xiàn)大幅躍升的情況，怎樣的明顯改善會使得奇點到來？
A:我認(rèn)為一方面是硬件方面的發(fā)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(yīng)的應(yīng)用出現(xiàn)�，F(xiàn)在整個行業(yè)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(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用突破。另外一個方面是應(yīng)用場景的擴(kuò)展。比如說，每個人、家庭、公司都購買一種機(jī)器人，這種機(jī)器人的單價將能保持在一個較低的范圍。這兩個方面的發(fā)展是相輔相成的。
