人形机器人的未来，藏在人工智能的历史里
自去年8月发布《你看好人形机器人吗》这份报告以来，我们始终密切关注人形机器人赛道动态。去年的一波热潮过后，今年6月以来，人形机器人概念再度爆发，多次出现集体涨停。横空出世的ChatGPT，不仅打破了沉寂许久的AI圈,也让更多人开始期待AI与人形机器人结合产生的1+1＞2的效果。今年5月份特斯拉股东大会上，马斯克对人形机器人提出雄心勃勃的目标，其推测人形机器人远期需求将达100亿台，远远超过汽车需求。即使最终只达到预期的十分之一，产业空间也是一个极其诱人的数字。而硬币的另一面，“人形机器人只存在于科幻电影”、“人形机器人落地难”、“人形机器人只适合在工厂”等质疑声从未间断。毕竟，在举世瞩目的2023世界人工智能大会上，特斯拉Optimus人形机器人并不能动，成了名副其实的镇馆展品。很多人也开始怀疑自己是否在追逐白日梦，而这个白日梦是他们从《终结者》、《机器人管家》等科幻电影中激发出来的。如果你是一个长期关注机器人领域的人，自然会有一个疑问，为什么人形机器人经历了数次风口还是不能落地，难道那些做人形机器人的公司都是为梦想窒息吗，人形机器人的炒作何时休？其本质是，技术的发展不是线性的，虽然长期来看呈现波动向上的趋势，但中间过程是起起落落，甚至是高开低走。在最喧嚣的时候，我们需要不断打破线性预期。透过AI的发展历史，或可更加冷静看待人形机器人的成长轨迹。01 从过去的AI看现在的人形机器人AI是怎么发展到这一步的“机器能思考吗？”1950年，计算机先驱艾伦·图灵在他的传奇文章《计算机机械与智能》中提出了这个问题。在1956年美国的达特茅斯会议上，约翰·麦卡锡等一众世界顶尖科学家首次提出了“人工智能”一词，标志着人工智能的正式诞生。之后人工智能领域展现出一路高歌的趋势，科学家们对人工智能做出了大量乐观的畅想和预测，致力于尽快开发出能够通过“图灵测试”的人工智能。可惜好景不长，在20世纪70至80年代，由于技术不足，然而许多人工智能程序更像是“玩具”，没有实际应用前景。人工智能的发展第一次陷入沉寂。在这之后的数十年，科学家们一直没有停止追求真正的人工智能。但事实上，所谓的人工智能却常常被调侃为“伪智能”，只能按照程序设定执行特定指令。直到2016年，也就是人工智能诞生60年后，谷歌的AlphaGO击败围棋世界冠军李世石。AlphaGO用4比1的战绩告诉世人思考和创造力不再是人类独有的技能。一朝成名天下知，AlphaGO的胜利给人们带来了无限遐想，“人工智能”这个概念的热度一下子达到了前所未有的高度。AlphaGo的突破在于：它可以自行深度学习进行走棋和预测，不需要人来设计算法“找特征”。表面上看AlphaGo比世界冠军更会下棋，背后是其不再使用蛮力算法，而是通过算法层面的创新及大规模深度学习训练后的人工神经网络，从错误中不断学习，最终展现出超人水准。这场人机大战在当时无疑是人工智能发展史上的一个高峰，市场颇为一致地相信人工智能产业奇点将近，或将催化下一轮产业革命。IBM等科技巨擘均重金投资人工智能。在国内，人工智能同样掀起了一轮技术创新的浪潮。国内商汤科技、云从科技、格灵深瞳等众多人工智能初创公司受到投资界的普遍追捧。一切都预示着：人工智能的时代已经到来。然而，在高点过后，被寄予远大前景的人工智能并没有大范围成功，相反，却很快失去了光环，迎来“人工智能的寒冬”。伴随着人工智能再次沉寂，市场一度出现了AI泡沫破灭的悲观论调。直到ChatGPT上线，AI再次从低谷冲上高峰。似乎一夜之间，AI进化成超级聪明的聊天伙伴，变成了能够完成个性化任务的办公助手。就像当年的AlphaGO一样，ChatGPT再次改变人类对AI的认知。如今，图灵等计算机先驱们在二战后就梦想的AI技术正在一步步走向现实：AI能够识别图片和人，能够回答复杂的逻辑性问题，能够自己编写创造性的文本，甚至创造曲谱等。从全球商业化应用上看，AI在金融、教育、医疗、安防、自动驾驶等领域已经星火燎原。相比AI，今天人形机器人走到哪一步了？2021年8月，马斯克在特斯拉AI日上发布人形机器人的概念图，将人形机器人再一次带入了大众视线。同时期，亚马逊、三星、谷歌等科技巨头纷纷加大对人形机器人领域的投入力度，使得机器人赛道热度骤然升温。时隔一年，2022年10月，马斯克带来特斯拉人形机器人，站在马斯克旁边的特斯拉Optimus，成为科技界的新宠。今年7月的2023世界人工智能大会上，特斯拉Optimus变身“流量明星”引来大量人群围观，拍照、合影、直播。特斯拉Optimus身高172cm，体重56.6kg，就是一个正常成年人的身形。其全身拥有28个自由度，手部有11个自由度，就如同人体的关节，可以实现灵活地抓握，且力大无比，可以单手举起一台钢琴。对人机器人而言，特斯拉Optimus的出现更像是当年的AlphaGo面世，正给世人描绘更大的应用前景。因为马斯克的号召力，市场对人形机器人的看多情绪被彻底引爆。毕竟马斯克把很多不可能的事情做成了，大家都愿意跟随他。也因为马斯克，正在让更多人深入地研究人形机器人。02 人形机器人将再次沉寂，然后再次爆发事实上，特斯拉目前没有成熟的执行器供应商可以用于Optimus，而是需要自己定制，执行器作为人形机器人的核心部件，集成了电机、控制器、传感器等，每一种器件都是单独定制的，设计并不容易。正如一句老话所说：“对于人类来说很难的事情，对机器来说很简单。”反之亦然。以抓取场景为例，对于人来说，抓取触碰是一件再普通不过的事，但对机器的驱动系统就提出了很大挑战，一个机械关节想要触碰鸡蛋而不碎，背后需要非常精准的电机扭矩控制，而且中间需要大量软硬件结合的调试和学习。目前，特斯拉仅制造了10台Optimus人形机器人，所以拿个模型放在人工智能大会上也不足为奇了。根据公司在二季度业绩电话会上的透露细节，特斯拉Optimus人形机器人将在11月左右进行更多的行走和任务执行测试，在明年某个时候，将从特斯拉工厂开始尝试，让Optimus投入真正的生产活动中。在让人形机器人变得更聪明以前，特斯拉要先考虑的是如何让人形机器人在工厂工作时变得更熟练。换句话说，Optimus人形机器人在工厂的应用还处在试验阶段，其他应用场景也只能排在更加后面。短期来看，这显然要让把养老的希望寄托在人形机器人身上的人群失望了。特斯拉将Optimus定位为一款功能强大的机器人，可以执行不同任务的能力，在生产和生活中都可以扮演非常重要的角色，未来在全球各地帮助数以百万计的人。但是马斯克能否复制特斯拉电动车的成功，依然要打上一个问号，而它最大的挑战是如何用极致的成本实现足够发性能。毕竟马斯克也不止一次跳票了。比如电动皮卡Cybertruck，虽然马斯克称其是特斯拉的一张王牌，但这款车因电池供应等问题多次被推迟交付，从2021年底推迟到2022年底，再又推迟到2023年中期。直到今年的股东大会上，马斯克终于承诺将在年内交付。所以，如果马斯克这儿的商业化不及预期，人形机器人很有可能会再次掉入起落曲线中的又一个低谷，沉寂在所难免。类似的，AI未来可能一样还会再次遇到沉寂期。以ChatGPT为例，未来会遇到一些瓶颈，而这个瓶颈之一就是数据要素。一旦人类产生的数据被ChatGPT挖掘的差不多了，没有新的数据投喂，ChatGPT如何迭代升级？不管是人工智能还是人形机器人都曾经历了多个周期，历过低谷和高峰，在起起落落中向上发展。然后，人们对它的期望越大，失望越大。人形机器人上一次的高点是2016年前后，当时国内涌入了一大批新玩家，面对又一个新的技术浪潮，万众期待。但事后证明，当时的人形机器人更像是大号玩具，当初想象的情景并未在各行各业广泛落地。最后活下来的所谓人形机器人公司也是寥寥无几。不过，人形机器人还会再次突破，未来达到一个新的高点。从性能角度，还是以特斯拉为例，在他们看来，人形机器人等于没有轮子的自动驾驶汽车。特斯拉电动车的自动驾驶能系统和视觉神经网络系统在Dojo超级计算机的加持下，可以利用动作捕捉来“学习”人类，让人形机器人的性能变强大。从成本角度，目前市场的人形机器人动辄百万元，而且性能还达不到人们的预期。但是如果成本降到50万，甚至20万区间呢，这就相当于一辆中高端电动车的售价，如果性能达到一定程度，意味着大量普及的可能性。比如在工厂中，用工业机器人加AGV，以及自动化的设备，替代大量人工，降低制造成本。但是工业机器人还无法代替精细活的关键岗位。假如人形机器人能够胜任，人形机器人大军将会越来越庞大。更乐观一点，未来特斯拉人形机器人真如以低于2万美元的价格销售。那么能够打扫地板和清洁窗户的人形机器人会让我们的生活更轻松，就像家里的洗衣机和洗碗机一样。当年特斯拉最开始的一款纯电车型总销量还不到现在一个月的销售，如今Model 3已经成了街车。背后是成本下降和性能提升的叠加效果。值得一提的是，ChatGPT的出现为人形机器人提供了新思路——将大语言模型与人形机器人结合，通过图像、文字、视频等数据联合训练，并引入多模态输入，增强模型对现实中对象的理解，帮助人形机器人处理具身推理任务。浓缩成一句话就是以AI为人形机器人注入灵魂。如果从长远来看，投资回报率才是影响全球对机器人态度的关键。以亚马孙的无人超市为例。当亚马逊在市中心设立无人售货的小商店时，相机、传感器和射频识别芯片组成的系统会自动计算购物车里商品的总价。虽然亚马逊需要在自动化货架和收银系统上额外投资数百万美元，但在人工成本上节省了，于是它在之后的某个阶段就可以收回成本。类似的，如果一家养老院的职工能用人形机器人替代，那么这时人形机器人所带来的回报就不是以美元计算了，这时候的衡量标准变成了社会效率的提升。总之，一旦人形机器人的性能和价格符合预期，将触发新技术进入正反馈闭环循环。那时人形机器人的发展就势不可挡了。03 为什么还要强调持续关注？未来人形机器人还会再次沉寂，也会再次起来，离商业化渐行渐近。那为什么我们要持续保持关注呢？不同点在于，本轮人形机器人浪潮，中国队不再是旁观者而是深度参与者，甚至有望成为引领者。过去十多年来，苹果链、电动车产业链、家电产业链的成熟，催生了一大批标准化、规模化的零部件公司。历经产业洗礼的他们具备一定的规模化生产和定制化开发能力。同样地，我国机器人产业链完整框架已初具雏形。比如三花、拓普、双环、恒立、汇川、绿的、埃斯顿等，有机会更快切入人形机器人的供应链。依托中国成熟的供应链，在看到特斯拉大规模量产前，我们会看到各种国产的人形机器人。比如达闼双足机器人、傅里叶机器人。中国企业不再是处在微笑曲线的底部。就像和AI赛道一样，不再只有谷歌等硅谷大公司，而有百度、阿里、科大讯飞等科技大厂。未来机器人很有可能会成为科技博弈的一个焦点，以中美两国主导的人形机器人“军备竞赛”已经拉开序幕。如今的市场上不断涌现出人形机器人技术的突破，并且更多的突破正在酝酿中。
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