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世界首富之战:人形机器人背后的终极梦想

 静思之 2022-08-16 发布于江苏
作者:民生证券计算机首席分析师 吕伟
支持:民生证券计算机行业分析师 郭新宇/赵奕豪

2021年1月7日,特斯拉CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)净资产超过1850亿美元,超越了自2017年以来蝉联世界首富的亚马逊创始人杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos),成为新一代世界首富。

近年来虽然世界首富宝座几番易主,但是能够连续多年登顶的只有三个人:比尔盖茨、杰夫·贝佐斯与埃隆·马斯克。除了均是科技领域起家的“数字英雄”之外, 这三位近年来有一个非常显著的共同点:他们对于人工智能与机器人技术突破所带来的深远影响均给予了远超社会大众的评估,同时也不遗余力全方位在这一领域全面布局。

盖茨早在2016年6月1日于南加州举办的Code Conference大会上,就和夫人梅琳达一起宣布:“机器人在接下来10年内能够学会驾驶和做家务等工作并在一些领域超越人类,人工智能这一梦想就要实现,而这是我们一切努力的终极目标。”

贝佐斯在2017年5月公开强调,人工智能(AI)的发展已经出现了“不可思议的复兴”,开始解决曾经被视为科幻领域的问题。

马斯克则在2015年就出于对人工智能将会接管世界的预判与担心,与创业孵化器Y Combinator总裁阿尔特曼、全球在线支付平台PayPal联合创始人彼得·蒂尔等人共同成立一家投资额10亿美元、不以追求利润为目标的公司Open AI,希望发挥人工智能的最大潜力,然后将它分享给想要使用人工智能技术的每一个人。

具备精准预判未来10-20年发展趋势的洞见可以说是世界首富的”基本功”,而三位蝉联世界首富宝座的科技巨头同时看准一个方向,那么这个方向成功的概率无疑将会非常高,剩下需要观察的就是他们如何最大程度抓住这一趋势的红利。相比于早就功成名就略显佛系“老前辈”盖茨,新晋蝉联世界首富的贝佐斯与马斯克在宝座更迭之际,则显现出了极强的“孩子气”与“烽火硝烟”的味道。

在2021年初首次超越了自2017年就蝉联世界首富的贝佐斯,马斯克表示“很奇怪”、“还是回去工作吧”,一副视名利如无物的云淡风轻态度,但后来的言行则显示他其实非常在意这一宝座。2021年10月11日,马斯克以一枚带有数字2的银牌表情回复了贝佐斯的一条推文,似乎在让贝佐斯明白他仅是世界上第二富有的人。同时他多次质疑亚马逊的垄断地位呼吁分拆亚马逊。亚马逊在收购自动驾驶公司Zoox布局几小时后,马斯克就发推称贝佐斯是一个模仿者。实际在此之前,亚马逊已经投资过另外两家致力于自动驾驶汽车开发的公司:Aurora Innovation Inc. 和 Rivian Automotive LLC。

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贝佐斯与马斯克,这两位近期交替轮庄的世界首富,却在自动驾驶、太空探索与人形机器人三个方向布局出现了极高的重合度,这三者布局有何关联?这是值得我们深度思考的问题。

手机、汽车、机器人——实际是智能终端发展的“三重门”。

我们曾经在2015年首次提出计算机行业发展的三重门:从数据的互联互通、积累处理到训练应用的发展环节来看,计算机行业必然沿着互联网、大数据到人工智能三个阶段发展,每一个阶段实际都是后一个阶段的前提与基础。近几年的产业发展路径确实与我们当初的预判一致。

我们认为,对于智能终端,同样存在一个发展的“三重门”,即从智能手机、智能汽车到机器人。其背后是交互的智能化与移动功能的智能化不断迭代升级,从”小”终端向“大”终端市场渗透发展的必然路径。智能手机的交互与移动互联功能,为汽车的智能化奠定了基础,手机时代的科技巨头,无论华为、小米还是高通,无不在智能汽车时代继续扮演“弄潮儿”的角色。而智能汽车的自然交互与自动驾驶能力,又是机器人终端的必然要储备的技术基础,无论智能汽车时代的全球巨头特斯拉还是新势力小鹏等,已经在智能机器人领域跃跃欲试。我们也不难理解贝佐斯与马斯克两位世界首富在自动驾驶领域不遗余力的布局。

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以特斯拉的人形机器人为例,其视觉感知与计算系统基本是建立在特斯拉在自动驾驶领域的技术基础上,采用特斯拉FSD的计算模组和方案。人形机器人采用Autopilot的摄像头作为视觉感知传感器,采用FSD Computer作为计算核心;并且搭载多相机神经网络、基于神经网络的规划、自动标记、算法训练等。

一是感知系统:自动驾驶相机(Autopilot Camera)成为视觉数据的主要“捕捉者”,拥有8个摄像头(前部三个,左右两侧各两个,后部一个)、360度视野范围,监测距离最远可达250米。

二是视觉技术:移植特斯拉自身的优势技术。自动驾驶相机提供视觉,同时利用FSD系统和Dojo超级计算机的训练机制来提高机器人的功能。

特斯拉的自动驾驶算法是从识别单张图片的普通计算机视觉算法开始的,每个摄像头的单独检测效果还不够强。现在的纯视觉算法“HydraNets”基于不同摄像头的视觉内容进行识别的,而且训练和推断是端到端的,多摄像头网络生成的周围景观预测很大程度上提高了自动驾驶系统的稳健性。

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测试版不断推进,技术迭代持续加速。FSD Beta自2020年10月发布以来,特斯拉在持续更新,更新通常每两周进行一次。目前FSD Beta 仅在小部分泛微推送,并且需要达到相应的安全评分等级。今年5月份,马斯克在迈阿密参加All in Sumit技术大会讨论时表示,参加FSD Beta(完全自动驾驶测试版)的车主大约有10万人,到今年年底,将把测试人数扩大到约100万人。

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三是AI训练算力:“Dojo”超级AI芯片为自动驾驶而生,为机器人准备。“Dojo”是一台超级强大的AI训练计算芯片,能够接受大量数据并在视频级别进行无监督的神经网络培训。“Dojo”取自日语,指的是用来冥想或者练习武术的道场,可以理解为Dojo是特斯拉用来训练其自动驾驶人工智能的道场。Dojo采用了创新的架构,将算力分布在复杂的网络构造中,实现了极高的算力、高带宽、低延迟的网络吞吐量。Dojo的设计是从芯片开始从头做起的,Dojo的训练CPU属于ASIC芯片,专注于人工智能训练,采用7纳米制程,可以实现1024GFLOPS的BF16算力,在芯片周围的四向都有4TB/s的传输带宽。Dojo用所有力量做一件事:使自动驾驶汽车成为可能。它规格较特殊:首先把50万个训练节点集合在一起,每个DOJO由25颗D1芯片组成,每个区块都有9 petaflops 的算力,每秒36 TB的区块外带宽。

在应用时,120个这样的D1芯片区块被整合为一个ExaPOD,顾名思义,它有每秒超过1亿亿次的运算能力(10的18 次方),这是目前世界上最快的AI 训练计算机。与业内其他产品相比,在同样的成本上,ExaPOD的性能要高4倍,能耗比高1.3倍,占用空间缩小了5倍。

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人类的终极梦想:太空探索与人形机器人的生态自洽。

马斯克的特斯拉的人形机器人太过于耀眼,几乎让我们忽略了另一位世界首富贝佐斯在人形机器人领域更为扎实的布局。他在围绕智能机器人领域已经做了全方位的布局,尤其旗下Agility Robotics的Digit人形机器人,不同于马斯克目前的PPT产品,已经在很多实用工作中初露锋芒。

Digit机器人:类似人类形态,完成物流等工作。Agility Robotics成立于2015年,其创始人Damion Shelton和Jonathan Hurst均毕业于卡内基梅隆大学机器人专业,并在七年前联手创立了公司。Agility Robotics主要生产以在现实生活中以工作为主的机器人,其生产的机器人能够在艰苦的环境中更加有效地完成作业,以满足客户实际需要。公司秉持软件至上与技术创新的理念,确保了软硬件相互协同以提高机器人的工作效率,赋能机器人完成各种情况下的任务。现阶段,公司的机器人产品已然可以帮助客户完成移动包裹、卸载拖车等一系列的重度工作。

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Digit机器人的建立基于Agility Robotics团队二十年来对类似人类的动态移动性和操纵性的研究和开发的基础上拥有如下特点:

1)带有集成感应,计算和两个4自由度臂。

2)具有2自由度支脚,可在各种表面上改善平衡性和稳定性。

3)全天候户外操作的密封接头。

4)经UN 38.3认证的电池,用于航空货运。

5)全面的软件API-用户可利用其控件和视觉算法来开发最终用户应用程序,可将Digit用作开发平台并编写的低级代码。

根据公司官网的数据,公司所开发的Digit机器人站立高度为158厘米、宽度为52厘米,重量达到45公斤,机器人所拥有的最大速度为1.5米/秒,并装配有容量1000W-h的电池,可以保障机器人在轻型状态下运行时间3小时、重负荷状态下运行时间1.5小时。在运动功能方面,机器人可以优秀地完成日常行进动作,并且也可以进行原地转弯、下蹲行走、上下坡等较为复杂的动作,此外,公司的技术提供了机器人在复杂情况下的临场处理能力,即使遇到障碍等情况Digit机器人也可以轻松应对。

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Digit机器人“前身”:ATRIAS与Cassie,科学与商业的执着。Agility Robotics的主要两款机器人ATRIAS和Cassie是由俄勒冈州立大学的动态机器人实验室于2009年至2016年开发,并最终授权给Agility Robotics进行商业化拓展。ATRIAS是加州大学伯克利分校和卡内基梅隆大学研发的双足机器人,其能够在随机变换的障碍地形中行走,尽管面前踏脚石高度和宽度随机变化,但ATRIAS可以像人类一样行走,完美跨越。

Agility Robotics于2017年2月正式宣布推出了一款为Cassie的新型双足机器人,该机器人在实际运作中相比其他双足机器人更像人类,可以更好地处理所遇到的多样化和复杂化的地形,Agility Robotics设计该机器人时考虑到了搜救与救灾功能的应用,同时也希望Cassie可以更快速地、更精确地将包裹送至客户门前。

Cassie机器人是Agility Robotics在ATRIAS机器人的基础上进行开发改造的新一代机器人,尽管ATRIAS是第一台再现人类行走的机器人,但其用途仅仅包括在科学上的演示作用。因此在开发过程中,公司除了提高机器人工作效率之外,还对Cassie进行了各种其他实际功能性的改进。例如,它像人类一样具有3自由度的臀部,可以向前和向后、左右移动自身的臀腿,并同时旋转它们,这使得Cassie能够以ATRIAS没有的方式进行操纵;此外,Cassie还具有电动脚踝,可以帮助机器人站立到位而无需不断移动脚部,并且它有足够的电池电量来运行一些强大的计算机软件。

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在开发的同时,Agility Robotics已经将目光投向了Cassie的商业应用。最初研究人员建造ATRIAS是为了测试机器人科学行走概念的可行性,而不是为了工程学与实验室而创造,因此在现实场景中存在一定的抗疲劳性不足的问题。Agility Robotics于2017年8月31日提出,Cassie是一个高度进化的ATRIAS,未来它会离开实验室走向商业市场,成为物流行业和电厂监测的中坚力量。Cassie也正朝着这个目标迈出第一步:未来,Cassie会首先出售给研究机构以帮助研究人员解决机器人在人类环境中的运动问题,Cassie也将被Agility Robotics继续改进和发展。

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Digit青出于蓝胜于蓝:AR与福特强强联手,强势切入物流等领域。Digit横空出世,实现四个自由度的移动性。在公司对产品的不断开发下,2019年2月26日,公司推出了一款名为Digit的新型双足机器人,它成功的在Cassie机器人设计基础上增加了上躯干、手臂、传感器和额外的计算能力。与Cassie相比,Digit的四个自由度(4-DOF)臂极大地扩展了Digit的移动性和实用性。在测试过程中,Digit可以拾取和堆叠重达40磅(约18千克)的箱子,并且凭借着机身足够耐用,Digit可以在跌倒时通过使用手臂减速以保护自己。

除了物理变化之外,Digit的控制系统也进行了大幅度的修改。Digit可以通过强大的API进行控制以实现爬楼梯和脚步规划等高级行为该API既可以通过机器人上访问,也可以通过无线链路访问。此外,Digit的躯干包含两个多核CPU,有效负载允许第三方算机以各种形式支持自身额外的感知并强化学习能力。

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Agility Robotics和福特汽车公司于2019年5月22日宣布建立合作伙伴关系,通过结合福特的自动驾驶汽车技术和双足机器人Digit,意在开发一种“最后一英里物流”解决方案。

交付工作可以分为两部分:一是使用大容量车辆进行的长途运输;二是从道路到门口、楼梯等地的短途运输。首先,车辆抵达目的地后折叠起来存放在车辆后部的Digit将会被调用,拾取包裹并进行交付;其次,如果遇到意外障碍,该方案可以将图像发送回车辆以利用额外的计算能力。车辆甚至可以将这些信息发送到云端,并请求其他系统的帮助以使Digit能够导航,提供多层次的帮助。

Digit可以比大多数大型类人机器人使用小得多的电池,因为它一次只需要运行几分钟,送货完成后即可返回车辆充电驶向下一个送货站。Digit机器人装载有几个立体摄像头与激光雷达,可以帮助机器人在实际工作中规划路线,拥有物品交付的能力,而福特所提供的车辆装配有功能更强的传感器与雷达,能够优化地图和路径,两者强强联手进一步了提高Digit机器人的交付效率。

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Agility Robotics于2020年正式推出Digit机器人,从2020年7月起开始陆续向客户进行交付。这款拥有“手臂”与“腿”机器人可以很好地与人一起工作,引起了企业的广泛关注。福特作为公司的第一个客户,与Agility合作探索商用车领域的发展,力图为客户提供高效、实惠的仓储和交付服务。2020年10月15日,Agility宣布完成2000万美元的融资,以满足物流供应商,电子商务零售商和其他公司对机器人的需求。随着Agility对Digit机器人的不断开发,机器人具备了各类型的功能,根据公司2021年9月1日的新闻,Digit机器人获得了更多的仓储方面能力,为未来公司产品的进一步发展打下了坚实的基础。

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“加入群聊” 多点发力,亚马逊机器人生态从未停歇。在2022年,Agility Robotics获得了融资,打开了新的发展机遇。根据公司2022年4月21日的新闻,亚马逊近期投资10亿美元以刺激供应链和物流创新,并以此为进一步改善亚马逊客户和员工的体验的契机,而Agility为该基金中的首批公司之一。次日,Agility宣布已经筹资了1.5亿美元,本轮融资由领先的深科技投资公司DCVC和“安卓之父”Andy Rubin创建的Playground Global领投,亚马逊产业创新基金参投,其余参投机构包括MFV Partners、ITIC、Robotics Hub、Safar Partners、索尼创新基金和TDK,体现了Agility在市场中的受重视程度。Agility的机器人提供了更高的生产力,为企业提供了独特的价值,本次融资也将提高Agility的研发投入,扩大Digit机器人的生产规模;另外本次融资也将加速下一代机器人的交付,公司将于今年在客户现场部署其最先进的机器人,在未来及时迭代客户反馈发现并完善机器人的新功能。

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机器人领域,亚马逊的步伐从未停歇。十年前,亚马逊收购Kiva,率先开启了二维码导航AGV的时代,同时也历史性地打开了货到人的新世界大门;十年后,亚马逊再次站在了新的起点——全球部署各类机器人超52万台。亚马逊在全球人工智能会议re:MARS年度大会上再一次推出了众多高精尖机器人产品。

近期,亚马逊又推出10亿美元的亚马逊工业创新基金,通过直接投资新兴技术,解决自动化过程中最棘手问题。首批得到投资的五家企业中,每一家都拥有一种特殊技术,都有可能在未来对亚马逊仓库运作带来价值。

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配送仓储:2012年3月,为了使配送中心(DCs)尽可能高效,电商巨头亚马逊以7.75亿美元收购了自动化物流提供商Kiva的机器人仓储业务,并几乎立即将其纳入公司内部,开启了仓储自动化进程。Kiva重约320磅(145公斤),其顶部有一个升降圆盘,可抬起重达720磅(340公斤)的物品,此外本次收购还提供了一个全新导航和控制系统,功能强大但价格低廉的电子设备出现,以及多智能体系统和控制理论领域的新算法,使得不需要购买最好的电机、齿轮箱来保证机器人的可靠性,将条形码贴纸贴在地板上,为机器人配备摄像头和传感器,它们即可在控制系统引导下直线行驶,避免相互碰撞,这样工作人员每小时可挑拣、扫描300件商品,效率是之前的三倍,并且Kiva机器人准确率达到了99.99%。

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2019年,Kiva后续的新产品——Pegasus、Xanthus 公开露面。同样身披橘色,Pegasus只有手提箱大小,高度为19厘米,比小型号的Kiva还要矮,多出来空间可以用来储存更多东西,强度高于Kiva,可举起560公斤货物。与Kiva 负责运输吊舱不同,Pegasus主要用于包装好的包裹分拣。它被设计成一个可以添加不同附件的通用基础,当顶上添加传送带后,机器人可在地板矩形孔引导下,找到对应邮政编码所在溜槽,用传送带将包裹滑下溜槽,后者会连接到送货卡车,整个过程大概只要两分钟。

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Xanthus是Pegasus后的一代产品,采用全新设计。作为通用平台,添加XanthusTote单元,Xanthus可以移动叠加的黄色「托特袋」,将物品从拣选转移到包装环节。添加x-drive单元后,Xanthus和Pegasus一样,可将包裹送到对应邮政编码溜槽。亚马逊可能尝试利用Xanthus两个功能,简化流程,整合履行和分拣中心。在零部件方面,新产品的零件数量更少,成本更低,也更易于维护Pegasus零部件数量只有其一半;Xanthus零件数量只有其三分之一,成本是最初Kiva的一半。这些也使得建立新的履行中心更容易和快速,既不需要一堆传送带,还能显著降低分类错误。

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货架管理:2022年亚马逊推出了全新的货架挪动机器车:Proteus与重型包裹移动系统Cardinal。Proteus是亚马逊Kiva货架运输机器人系列,足够智能、安全,可以从高度结构化的环境过渡到中等结构化的环境,其更强调 “人机交互”,可以在人类运动的环境下自由的行进,Proteus使用亚马逊开发的先进安全、感知和导航技术自动在亚马逊的仓库设施中移动。该机器人的设计目的是自动指示其执行工作并在员工周围移动——这意味着它无需被限制在受限区域。它的运行方式可以增强技术和人之间的简单、安全互动。

Cardinal是一个机器人工作单元,它使用先进的人工智能 (AI) 和计算机视觉来灵活快速地从一堆包裹中选择一个包裹,抬起包裹、读取标签,然后将它精确地放入仓库车GoCart中并将其发往下一站,进而减少仓库工人的工作量和受伤的可能。借助Cardinal,包裹分拣可以在运输过程中更早的阶段进行,从而缩短了设施中的处理时间。Cardinal将基于批处理的手动工作转换为连续的自动化工作,亚马逊的运输业务因此运行更加顺畅。目前正在测试用于处理重达50磅包裹的 Cardinal原型,亚马逊称预计明年将在履行中心部署该技术。

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家庭场景:亚马逊的家庭助理机器人于2021年亮相,名为“Astro”,这是亚马逊第一次发布家庭机器人产品。外观上看,它的“脸”是一块10英寸触摸显示器Echo Show 10,Astro身高大约61厘米,体重约9.07千克,主驱动轮直径约30厘米,可以越过门槛和地毯,后面的单个脚轮则用于保持平衡,它每秒最高滑行速度为1米,并且可以360度往各个方向移动。

该家庭机器人主要具有家庭监控、居家护理、隐私保护等功能。家庭监控方面,Astro能够绘制房屋平面图进行巡逻,用户可通过实时视图和应用程序,指挥Astro检查特定的房间、事物、人物或宠物,还能让Astro通过人脸识别,将物品交付给特定的人;隐私方面,用户可以设置越界区域,这样Astro在巡逻时就不会进入该区域。当用户打开“请勿打扰”时,Astro也会最大限度地减少特定时间移动的次数;日常生活方面,Astro支持所有Alexa功能,包括音乐、新闻、播客、计时器、显示天气、回答问题等。如果用户正一边走动一边通过Astro进行视频通话,Astro会跟随用户移动,保证视频通话的持续。

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同时布局人形机器人之外,贝索斯与马斯克在太空探索领域也可谓不约而同,一时瑜亮:

蓝色起源(Blue Origin)是亚马逊CEO杰夫·贝索斯旗下的一家商业太空公司,2000年成立。2015年蓝色起源实现了火箭发射并回收;2018年太空公司蓝色起源已列出计划;2021年7月20日,亚马逊创始人杰夫·贝索斯和其兄弟马克·贝索斯乘坐蓝色起源“新谢泼德”号火箭前往据地表100公里高空,蓝色起源首次载人飞行成功。到2022年6月4日,蓝色起源已经完成第五次载人飞行。

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发展战略定位:蓝色起源公司的目标是研发火箭、飞船复用技术,在亚轨道高度实现太空旅行。蓝色起源从成立之初就注重研发火箭推进系统。2015年公司的“新谢泼德”2型火箭抵达100.5公里的高度并自行返回地面,成为人类历史上首个抵达太空并安全返回的可重复使用火箭,并且在此后试验中均获成功。

火箭引擎研发:蓝色起源与联合发射联盟(ULA)将合力开发一款名叫BE-4的火箭引擎。ULA是国防承包商波音与洛克希德马丁成立的合资公司。蓝色起源从NASA获得2570万美元的资金。2022年蓝色起源再一次测试了旗下的BE-4火箭发动机,表现良好。

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运载火箭研发:新格伦火箭是蓝色起源自主研发的运载火箭。蓝色起源计划将BE-4用于自行研发的新格伦(New Glenn)运载火箭,联合发射联盟也已经计划采用该火箭发动机,将之用于自家的火神半人马座运载火箭。如果BE-4的交付不延期,火神半人马座火箭预计将发射Astrobotic的月球登陆器。

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蓝色起源公司一直致力于登月计划等事项。杰夫·贝索斯曾表示,蓝色起源将登上月球“拯救地球”。他认为,为了可持续发展,太空战略、让更多的人搬迁到太空是长期趋势。在太空探索中,月球是一个很好的资源,因此登月计划是必不可少的。

我们将蓝色起源发展历史中的重大事件进行梳理,将发展的脉络更清晰的进行展现。

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马斯克则是以SpaceX为核心:猛禽 猎鹰 星链,特斯拉全面进军外太空。2008年SpaceX获得NASA正式合同。2012年10月,SpaceX龙飞船将货物送到国际空间站,开启私营航天的新时代。2020年5月,美国宇航局商业载人航空计划的首次载人试航发射成功。截止到2022年4月,共执行了6次载人航天飞行任务。

猛禽发动机:1)性能:猛禽是航天史上第一款大型的投入实用全流量分级燃烧循环火箭发动机,液氧和甲烷有各自独立的动力涡轮机供压,部分推进剂通过管道互相交换。发动机的核心部件涡轮机工作温度更低,整体寿命和可复用性能大幅提高。2)指标:这种循环允许更大的发动机燃烧室压力,也带来更高的比冲。从账面指标来看,初代猛禽的推重比(200)、燃烧室压力(30 Mpa)和海平面比冲(330秒)等性能大幅超过了传统液氧煤油发动机。3)成本:整体结构经过大幅优化后更加紧凑高效,管道线路等部件骤减,成本直接降到初代版本的一半左右。同时,SpaceX建立了新的生产基地,大规模量产有助于成本进一步降低。4)发展进程:目前已发展到猛禽2号,2021年12月以来,SpaceX也一直在忙于测试自家的猛禽2号火箭发动机,大部分测试结果良好,后续有望搭载在SpaceX的新一代运载工具“星舰”上。

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“筷子”回收方式,星舰全复用:1)多次成功回收:自从2015年12月实现首次成功回收,截至目前SpaceX已经成功实现了超过百次火箭一级(助推器)回收,有至少4枚突破了10次使用,且数据还在不断增加。2)更加激进的方案:让火箭一级和星舰飞船本身飞回发射塔,逐渐悬停后通过巨大的摆架在空中与火箭栅格舵末端结合锁定,从而吊起巨大的火箭,马斯克本人在社交媒体上把这个巨大的塔架结构叫做“筷子”。考虑到飞船再入大气层将面对剧烈的空气冲击和热量累积,对壳体隔热材料、结构强度等提出了巨大的挑战,SpaceX也投入了研发,病取得了一系列进展,并得到了NASA、美国空军等方面的支持。

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星链,是SpaceX在快速发展的全球高速互联网低轨卫星星座,是SpaceX整个太空计划的基础。1)现状:目前已有超过2000颗星链卫星进入太空,在超过20个国家获准提供互联网接入服务。2022年SpaceX计划保持每月2-3次、每次40-50余颗的快速布网速度。2)星舰的巨大前景:一是运力提升。随着新版本星链卫星重量提升,猎鹰9火箭的单发运输数量从60颗逐渐下滑到40余颗。但是星舰服役后,它的运力保守估计高达单次400颗,尽管目前星舰仍然处于测试阶段。二是成本下降。如果SpaceX预计的星舰单次发射费用降到先前预计的1000万美元级别,将对整个太空探索的成本带来重要改变。

猎鹰9火箭的发射频率预计将大幅增加。1)原因:SpaceX的星链布网计划已经带来高频发射需求,SpaceX 总共想要发射 3 万颗卫星,已经就此提出申请;另一方面,猎鹰9火箭在国际商业航天发射市场份额不断提升,也拥有稳定的国际空间站货运和客运合同,同时在高利润的美国军方载荷发射领域资质不断提升。2)发射次数:截止到7月19日, SpaceX 已经完成 31 次火箭发射,与去年全年发射次数持平。梳理历史,自2019 年以来SpaceX 已经完成 52 次发射星链卫星的任务。3)发射卫星数量:上周日,一枚猎鹰 9 号火箭将 53 颗星链卫星送入太空。目前,有2800 多颗卫星在近地轨道上运行。美国联邦通信委员会 (FCC) 已批准 SpaceX 公司发射 4408 颗星链卫星。

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我们将SpaceX 发展历史中的重大事件进行梳理,将发展的脉络更清晰的进行展现。

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两位世界首富在太空探索领域技术与人形机器人的布局高度雷同:

第一,重要进展的时间点相仿。无论是成立时间,还是首次发射火箭时间、首次载人飞行任务,SpaceX和蓝色起源时间点都类似,说明蓝色起源在太空探索领域的发展并未落后于SpaceX。

第二,最新进展相仿。SpaceX和蓝色起源至今分别执行了6次和5次的载人飞行任务,最新一次载人飞行的时间分别为今年4月和6月。

第三,现有功能类似,技术路线等略有不同。BE-4和猛禽2号采用的都是液态甲烷液氧推进剂,数据显示,这两款火箭发动机的性能基本上处于同一水平,海平面推力大约都在230吨左右。运载能力方面,SpaceX更加激进,现役的重型猎鹰运载火箭的近地轨道运载能力达到64吨,计划在新一代火箭上使用多达30个火箭发动机,使其近地轨道运载能力达到100吨,而蓝色起源现有的新格伦号运载火箭近地轨道运载能力为45吨,后者仅为27吨。

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从外形、参数、应用场景对比看,Digit和Tesla bot基本信息类似。1)外形方面,身高体重参数基本类似,均仿照人类形态打造。2)应用场景方面,均将物流作为重要应用场景之一,但特斯拉明显更激进,预计将延伸至生活及航天等领域。3)进度方面,Digit领先,目前已经实现出货,但21年出货量仍在数十台级别,尚未实现大规模量产。

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探索太空的并非易事,机器人或将发挥更大作用。第一,SpaceX和蓝色起源都有多次失败,太空探索仍具有高风险。根据现有资料,星舰原型机测试经历了4次失败,第5次虽然测试成功,但降落后火箭底部也发生了一场大火。同样,2021年时,曾有21名现任和前任蓝色起源员工指责蓝色起源飞行器安全问题,每年高频次的发射严重危及飞行安全。第二,太空环境复杂,考虑到安全、成本等因素,机器人是更好地替代人工进行太空探索的工具。

已有相关实验,马斯克明确表态显示机器人战略重要性。1)已有历史成功案例:2018年SpaceX 成功发射猎鹰重型火箭,同时将一辆特斯拉跑车和一个仿真机器人送到地球和火星轨道,几个月后SpaceX 将最新的火箭发送至太空,运往国际空间站,这次火箭载有一个人工智能圆形球体机器人CIMON,作为宇航员的助手在国际空间站上进行科学研究。2)马斯克明确表态:2021年人工智能日上,马斯克宣称特斯拉正在研发人形机器人,旗下太空探索技术公司SpaceX也在专注于将人类送上月球,然后前往火星。一名Twitter用户向马斯克发问称,特斯拉机器人是否会量产并发送到火星上当劳工用呢?马斯克回复称,“希望能这样。”

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两位世界首富同时在自动驾驶、人形机器人与太空探索三大领域如此不遗余力的投入,或许不能仅仅用商业之心来忖度世界首富之腹。从更高的维度来看,或许是他们实现人类走出地球的终极梦想的一种生态自洽与必经之路,至少这是马斯克始终如一的奋斗目标:

早在十年之前,马斯克就在All Things Digital会议上表达了他的想法:“我们要么移民外星球,要么坐等灭绝。灭绝事件是在所难免的,我们不能无动于衷。我们的目标是不断改进火箭技术与航天技术,直到我们有能力将人类送往火星,并在火星上建立文明。

马斯克总结道:“梦想很遥远,但我们只有一点点改进科技才能逐步靠近梦想。”

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本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并登记为注册分析师,基于认真审慎的工作态度、专业严谨的研究方法与分析逻辑得出研究结论,独立、客观地出具本报告,并对本报告的内容和观点负责。本报告清晰准确地反映了研究人员的研究观点,结论不受任何第三方的授意、影响,研究人员不曾因、不因、也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。

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