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国产人形机器人,又见“新人”

 awoziji 2024-10-25

日前,据上海开普勒机器人有限公司(以下简称“开普勒”)官方消息,公司正式发布自主研发的全尺寸通用人形机器人——先行者K2,成为其在人形机器人领域取得的又一重大突破。

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先行者K2问世

“体能”和“智能”双双升级

开普勒成立于2023年8月,是一家专注于通用人形机器人研发、生产及应用生态的高科技创新企业,为智能制造、仓储物流、智慧巡检、安保巡逻、高危作业、商业服务、科研教育等行业提供自动智能化解决方案。

目前,开普勒旗下的人形机器人主要包括先行者K1、先行者S1、先行者D1三个型号。其中,K1主要面向教育科研和自动化生产线,S1主要用于智能搬运和复杂环境巡检,D1则适用于户外安全作业和危险环境检测。最新发布的先行者K2为K1的新一代升级产品——高175cm,重83kg,每秒运算量可达100TOPS算力。

开普勒CEO胡德波表示:“先行者K2是开普勒旗下的5.0代机器人,实现了人形机器人大脑、小脑和高负载本体的更完美融合。”

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先行者K2

图源:开普勒

具体来看,硬件方面——

结构设计:先行者K2的四肢主体结构均采用一体化设计,新一代绳驱触觉灵巧手单手多达11个自由度(主动+被动),单手负载能力可达15公斤;

传感器配置:每个指尖配备了96个触点的柔性传感器,进一步增强了操作的准确性和感知能力;

电池与续航:使用2.33KWh大容量电池,保证8小时不间断续航,并支持直充与自动充电的特殊充电接口,提升了使用便捷性。

软件方面——

智能训练:先行者K2通过基于云端大模型的大脑+具身小脑的组合,模仿学习+强化学习的技能训练,基本实现了自主完成特定场景工作任务的能力,智能训练效率得到大幅提升;

算法优化:优化了人机协同作业算法与数据传输技术,提升遥操作过程中的实时互动性。同时,步态规划与控制算法的优化,使K2在应对外界干扰和行走速度方面取得了显著进步;

视觉感知与自主导航:深度优化了视觉感知与自主导航算法,使K2能实时监测、识别周围环境并迅速、准确地作出反应,确保在复杂多变的环境中保持自适应性和安全性。

据悉,在K2的研发过程中,开普勒走访了将近50家企业,以求全面了解各行业的需求和痛点,对仓储物流、特种行业、智能制造等领域的实际场景展开调研,并对机器人的技能进行归纳和分类,最后通过快速迭代版本,使得先行者K2的“体能”和“智能”双双升级

胡德波表示,开普勒早期就启动了与战略级客户的深度合作,共同制定商业化落地路线,与产业链企业共同推动人形机器人的商业化进程。据介绍,目前K2已经进入多家头部客户的实际场景中应用测试,执行的任务包括巡逻巡检、物料搬运、样品处理、质量检测等。

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先行者K2在实际场景中开展应用测试

图源:开普勒

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人形赛道AB面:

新品发布如火如荼,商业落地进程缓慢

事实上,今年无论是国内外众多人形机器人企业都在加紧推进人形产业进程,新品发布可谓如火如荼。

4月——波士顿动力推出电动版人形机器人Atlas,其具备卓越的灵巧性和敏捷性,头部和躯干能完成180度旋转动作;Mentee Robotics发布MenteeBot,可精准识别环境、智能跟随顾客,并高效完成搬运和协助任务;

5月——宇树科技推出G1,定价9.9万元起,G1关节运动空间大,力控灵巧手能够精准操作物体,适用于从生活服务到工业的多种应用场景;

7月——UniX AI推出Wanda,其拥有高度仿生的灵活双臂,能承担多种家务劳动。同时包含稳健运动基元、多模态基础模型,可实现小样本策略适应和长视角操控;

8月——智元机器人推出五款人形机器人新品,分别为远征A2、远征A2-W、远征A2-Max、灵犀X1、灵犀X1-W,同时宣布系列开源计划,包括智能机器人高性能通信框架AimRT的开源;Figure AI推出Figure 02,其采用了外骨骼结构设计、配备6个 RGB 摄像头、16个自由度手部装置,具备强大的视觉推理和语音交互能力;

帕西尼推出TORA-ONE,其全身拥有47个自由度,双手自由度达26个。搭载新一代多维触觉多指灵巧手DexH13,双手内搭载的近两千个ITPU多维触觉传感单元,均由帕西尼自主研发生产;

9月——普渡机器人推出初代类人形机器人PUDU D7,可在多个场景中执行复杂任务操作。其仿生臂的臂展达65cm,整机拥有30个自由度,配备灵巧手后,自由度将提升至50。

显然,今年以来,人形机器人新品的发布出现了扎堆现象,尤其在7-9月这三个月的时间,恰逢业内多场与人形机器人相关的展会举办,多家企业试图借展会热度推出自家产品,以获得更高关注度。

且发布新品的一方也不仅限于人形机器人企业,期间还出现协作机器人或移动机器人企业的身影,更有甚者,零部件企业也计划加入整机产品开发的队列中。

人形新品接二连三发布,不断推高大众的期待值,而这一热火朝天景象的另一面,却是进展缓慢的商业化落地进程。截至目前,国内初步崭露头角的宇树科技、傅利叶、开普勒、星动纪元、达闼等,都尚未走到大规模商业化落地这一步。

即便是“人形机器人第一股”优必选,今年以来,虽然商业化落地进程明显加快,与东风柳汽、一汽大众、吉利等达成合作,人形产品进入多家头部车企训练,但目前最新进展仍是处于战略合作阶段。

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到底是什么在拖慢“商业化进程”?

所以,商业化进程到底是被什么“拖累”?

人形机器人是涉及多学科融合的产业,其发展是众多技术集成的结晶,工信部此前印发的《人形机器人创新发展指导意见》中指出,相关技术包括机器人大脑、机器人小脑、机器肢体、机器体等四大关键技术群,其中多个被列为“关键技术攻关”领域。翻译成大白话,即这些技术尚未成熟。

就目前而言,人形机器人面临的关键技术瓶颈主要在运动控制技术、人工智能与机器学习、传感与感知能力等方面。

(1)在运动控制方面,不仅要求人形机器人拥有灵活的关节结构和强大的驱动系统,还需要先进的运动控制算法来实现自然流畅的运动。目前,高效、稳定的运动控制算法仍然是研究的难点,尤其是在非结构化环境中的适应性和稳定性上。

(2)人工智能与机器学习方面,人形机器人的智能化程度直接影响其应用范围和效率。虽然深度学习等AI技术为人形机器人提供了强大的学习能力,但在实际应用中,如何让机器人有效学习并适应多样化的任务场景,以及如何处理海量数据以优化决策过程,仍然是巨大的挑战。此外,确保AI系统的伦理性和安全性也是不可忽视的问题。

人形机器人商业化落地进程缓慢是多方因素共同作用下的结果,从关键技术层面出发,除上述提到的几个因素,包括产品的感知与认知技术(特别是在动态环境中的实时识别和理解方面)、续航时长、移动速度等技术的进展,都将影响落地进程。

除此之外,人形机器人关节模组等核心部件的高价,以及精密加工、复杂电子元件及软件开发等过程中产生的高昂成本,同样不可忽视。

未来已来,但未来的落地还要等多久,难以预料。尽管产业内众多玩家齐发力,人形相关技术也在不断升级,大众关注度、期待值、需求量也在逐渐上升,但不可否认,人形机器人大规模落地应用仍然面临重重关卡,商业化之路任重道远。

我们要思考的是,降低成本的同时保持或提升技术性能是实现商业化的关键,规模化生产和质量控制也是面临的难题,需要更先进的制造技术和供应链管理策略。商业化落地不仅限于技术的成熟,更应考虑人形机器人如何能真正走到大众生活中并成为刚需。

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