作者:高超
賽迪顧問
先進(jìn)制造業(yè)研究中心
副總經(jīng)理
趨勢(shì)一:
人形機(jī)器人成為機(jī)器人具身智能發(fā)展的先鋒,引領(lǐng)開發(fā)模式和落地路徑變革,有望開啟機(jī)器人發(fā)展新紀(jì)元
傳統(tǒng)機(jī)器人多屬于示教編程型,僅在視覺模塊等局部使用AI算法,需要由專業(yè)人員進(jìn)行編程和調(diào)試,因此只適用于相對(duì)固定的場(chǎng)景和任務(wù)。
當(dāng)前,人形機(jī)器人正引領(lǐng)新一輪智能化變革,通過增加配置新型感知手段、發(fā)展VLA(視覺-語言-動(dòng)作模型)等多型大模型,提升多模態(tài)融合感知、認(rèn)知與決策能力;通過運(yùn)用強(qiáng)化學(xué)習(xí)、模仿學(xué)習(xí)、以及混合路徑等新型運(yùn)動(dòng)控制方法,提升機(jī)器人在未知、復(fù)雜、動(dòng)態(tài)環(huán)境下的軌跡規(guī)劃與運(yùn)動(dòng)控制能力。由此力爭提升人形機(jī)器人適應(yīng)復(fù)雜多樣任務(wù)的能力,并大幅提升機(jī)器人開發(fā)效率。
未來,在人形機(jī)器人發(fā)展過程中取得的成果有望“沿途下蛋”正向溢出,隨著免編程等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用和柔性作業(yè)能力的大幅提高,機(jī)器人有望大幅拓展應(yīng)用邊界,市場(chǎng)規(guī)模將迎來新一輪高速增長。
趨勢(shì)二:
走入千家萬戶是宏遠(yuǎn)藍(lán)圖,近期“腳踏實(shí)地”先從簡單場(chǎng)景做起
近期,人形機(jī)器人將首先突破和實(shí)際應(yīng)用的場(chǎng)景是在對(duì)操作精度、智能化水平、以及可靠性要求不高的教育開發(fā)、商業(yè)演出、分揀搬運(yùn)等場(chǎng)景中。
中期,人形機(jī)器人有望逐步在場(chǎng)景相對(duì)簡單、作業(yè)類型相對(duì)固定的制造業(yè)裝配、農(nóng)業(yè)作業(yè)、特種作業(yè)等場(chǎng)景中。
展望遠(yuǎn)期,隨著人形機(jī)器人泛化能力和智能化水平的極大提升,以及人形機(jī)器人相關(guān)安全、倫理等方面的完善,在經(jīng)過廣泛、充分的示范和驗(yàn)證后,人形機(jī)器人有望逐步進(jìn)入養(yǎng)老陪護(hù)、家庭服務(wù)、醫(yī)療康復(fù)等場(chǎng)景。
趨勢(shì)三:
在廣闊前景吸引下大量資源入局,人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展能級(jí)顯著提升
一方面,多地政府積極貫徹落實(shí)《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》和《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》等文件精神,提高重視程度、加大投入力度,2024年北京、上海、江蘇、浙江、安徽、重慶、山東等地出臺(tái)了一系列政策措施,支持本地人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
另一方面,多方企業(yè)投身入局,人形機(jī)器人領(lǐng)域涌現(xiàn)出一批初創(chuàng)企業(yè)并獲得了大量投資,一批科技巨頭企業(yè)、汽車企業(yè)、家電企業(yè)跨界入局,一批上游零部件和元器件企業(yè)宣布針對(duì)性開發(fā)產(chǎn)品甚至進(jìn)入整機(jī)環(huán)節(jié),也有一批傳統(tǒng)機(jī)器人整機(jī)企業(yè)布局人形機(jī)器人。
2025年,可能有更多資源涌入人形機(jī)器人賽道,產(chǎn)業(yè)生態(tài)豐富度將進(jìn)一步提升。
趨勢(shì)四:
技術(shù)路線百花齊放,未來產(chǎn)生更多可能
在眾多新老企業(yè)的共同推動(dòng)下,人形機(jī)器人行業(yè)生機(jī)勃勃,大家積極探索發(fā)展可能性,技術(shù)路線百花齊放。
一是軟件算法多方位探索,包括在“大腦”方面探索LLM(大語言模型)+VFM(視覺基礎(chǔ)模型)、VLM(視覺語言模型)、VLA(視覺-語言-動(dòng)作模型)等方案,在“小腦”方面探索MPC(模型預(yù)測(cè)控制)+WBC(全身控制)、模仿學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、混合路徑等方案,在視覺感知方面探索純雙目視覺、多目視覺、激光+視覺等方案,在數(shù)據(jù)采集方面探索真實(shí)動(dòng)捕數(shù)據(jù)、真實(shí)遙操作數(shù)據(jù)、仿真生成數(shù)據(jù)、混合運(yùn)用等方案等。
二是硬件架構(gòu)差異化發(fā)展,包括在下肢移動(dòng)機(jī)構(gòu)方面探索雙足、多足和輪式方案,在執(zhí)行器類型方面探索電驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、電驅(qū)動(dòng)線性關(guān)節(jié)和液壓執(zhí)行器方案,在上肢末端執(zhí)行器方面探索五指靈巧手、三指夾爪和柔性夾爪方案,在靈巧手內(nèi)探索微型伺服電缸和腱繩方案等。
但未來以上技術(shù)路線會(huì)隨著人形機(jī)器人的場(chǎng)景需求逐步明確而逐步收斂,可能會(huì)形成高運(yùn)動(dòng)性能路線和高技能作業(yè)能力路線等數(shù)套相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的方案。
趨勢(shì)五:
構(gòu)建高質(zhì)量數(shù)據(jù)集、發(fā)展端到端大模型和吸引專業(yè)人才成為當(dāng)前產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭的要點(diǎn)
數(shù)據(jù)集是訓(xùn)練人形機(jī)器人模型的“養(yǎng)料”,對(duì)于提升人形機(jī)器人的智能化水平和技能作業(yè)能力至關(guān)重要,當(dāng)前多家領(lǐng)先機(jī)構(gòu)正基于自有整機(jī)產(chǎn)品打造包含標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)作庫和特色化場(chǎng)景作業(yè)技能的數(shù)據(jù)集,并逐步開源開放,以此提升自身核心競(jìng)爭力和生態(tài)影響力,未來在真實(shí)動(dòng)捕數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上基于物理原理進(jìn)行仿真擴(kuò)增可能成為主要探索方向。
當(dāng)前多家機(jī)構(gòu)將主要精力集中于攻關(guān)VLA(視覺-語言-動(dòng)作模型)以及衍生的更加復(fù)雜的大模型,并布局探索世界模型,力爭盡快實(shí)現(xiàn)長周期任務(wù)規(guī)劃與物理動(dòng)態(tài)推理,這直接決定了人形機(jī)器人產(chǎn)品的競(jìng)爭力,未來可能成為各家競(jìng)爭的核心領(lǐng)域。
同時(shí),由于技術(shù)換代升級(jí)和產(chǎn)業(yè)快速擴(kuò)張,具有人形機(jī)器人開發(fā)能力和經(jīng)驗(yàn)的人才已經(jīng)非常緊俏,而新入行人才還需要一定成長時(shí)間。隨著產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展,加大力度吸引、培育、服務(wù)高水平人才和團(tuán)隊(duì)將成為各地區(qū)和企業(yè)的行動(dòng)的重點(diǎn)。
趨勢(shì)六:
構(gòu)建人形機(jī)器人軟硬件底座蘊(yùn)含眾多機(jī)遇
與傳統(tǒng)機(jī)器人使用的零部件、元器件與軟件相比,人形機(jī)器人對(duì)相關(guān)產(chǎn)品有更進(jìn)一步的使用需求,其中也蘊(yùn)含大量發(fā)展機(jī)遇,值得各方高度重視。
具體而言,在“硬基座”方面,人形機(jī)器人對(duì)實(shí)時(shí)決策和算法硬件加速的需求更高,需要使用專用智算芯片;對(duì)關(guān)節(jié)的體積和重量要求更嚴(yán),需要使用高精度傳動(dòng)和集成化的專用關(guān)節(jié)模組;同時(shí)對(duì)多模態(tài)信息的感知需求提升,亟需發(fā)展多型感知器件。
在“軟實(shí)力”方面,除了上文提到的高質(zhì)量數(shù)據(jù)集和端到端大模型,打造人形機(jī)器人也離不開研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工具鏈、以及開源開發(fā)資源平臺(tái)。
趨勢(shì)七:
人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)治理體系尚存空缺,亟需行業(yè)通力協(xié)作
產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展需要首先打牢發(fā)展“地基”,這需要人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)各方共同努力。
一是建立標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,基于現(xiàn)有全國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì),結(jié)合新技術(shù)新應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì),增設(shè)細(xì)分領(lǐng)域分委會(huì)或工作組,加快制修訂一批行業(yè)急需的國家標(biāo)準(zhǔn),并基于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范統(tǒng)籌建設(shè)人形機(jī)器人仿真訓(xùn)練和智算平臺(tái)。
二是完善法律倫理,完善人形機(jī)器人倫理法治框架,基于應(yīng)用場(chǎng)景特征分類制定倫理準(zhǔn)則,加快攻關(guān)人形機(jī)器人倫理關(guān)鍵技術(shù)。
三是打造安全體系,建立統(tǒng)一的人形機(jī)器人數(shù)據(jù)收集、使用、管理規(guī)范,打造人形機(jī)器人全生命周期安全監(jiān)管體系,筑牢人形機(jī)器人安全底線。
四是強(qiáng)化檢測(cè)認(rèn)證,針對(duì)人形機(jī)器人特征加快制定測(cè)試和評(píng)價(jià)方法,并相應(yīng)加強(qiáng)機(jī)器人檢驗(yàn)檢測(cè)公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè),著力提升中國人形機(jī)器人認(rèn)證的國際影響力。
趨勢(shì)八:
產(chǎn)業(yè)雖快速增長但不及預(yù)期,亟需轉(zhuǎn)換發(fā)展動(dòng)能
當(dāng)前人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要依靠投資驅(qū)動(dòng),例如在投融資事件方面,2024年中國人形機(jī)器人領(lǐng)域投融資事件數(shù)量為93件,超過2023年的4倍,大量企業(yè)自主投入布局,在二級(jí)市場(chǎng)中相關(guān)概念股也普遍迎來大漲。
受此影響,2024年中國人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到69.0億元,同比增長76.6%,但增長幅度不及年初預(yù)期,主要因?yàn)槟壳暗挠脩舳喑鲇诮逃㈤_發(fā)和驗(yàn)證算法等目的購買整機(jī),而實(shí)際場(chǎng)景商業(yè)化規(guī)模化部署尚未啟動(dòng),因此總體需求量相對(duì)有限。
未來投資驅(qū)動(dòng)作用可能逐步減弱,產(chǎn)業(yè)亟需向“市場(chǎng)拉動(dòng)”轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵在于加快提升人形機(jī)器人在實(shí)際場(chǎng)景中的作業(yè)能力,讓用戶認(rèn)為“能用”“好用”出于使用需求進(jìn)行購買,預(yù)計(jì)2027年人形機(jī)器人有望初步迎來商業(yè)化突破,此后可能迎來新一輪高速增長。
圖1 2022-2027年中國人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模及預(yù)測(cè)
數(shù)據(jù)來源:賽迪顧問,2025.01
趨勢(shì)九:
爭取“單點(diǎn)突破”成為打開發(fā)展局面的關(guān)鍵
制約人形機(jī)器人商業(yè)化落地的關(guān)鍵卡點(diǎn)是技能作業(yè)能力,而非運(yùn)動(dòng)能力。雖然人形機(jī)器人是一種典型的“通用機(jī)器人”,但在目前的技術(shù)水平和緊迫的應(yīng)用壓力背景下,先尋求在某個(gè)細(xì)分場(chǎng)景“單點(diǎn)突破”以打開局面仍是最現(xiàn)實(shí)的發(fā)展路徑。
近期,掌握實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景并對(duì)任務(wù)需求有深刻理解的企業(yè)可能掌握發(fā)展優(yōu)勢(shì),例如跨界入局的汽車企業(yè)能夠?qū)⒉糠稚a(chǎn)制造環(huán)節(jié)提供給人形機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)測(cè)試訓(xùn)練,跨界入局的家電企業(yè)對(duì)用戶使用習(xí)慣積累更多,因此可能率先開發(fā)出符合場(chǎng)景作業(yè)需求的產(chǎn)品,而初創(chuàng)企業(yè)還需要大量“補(bǔ)課”。
未來,隨著關(guān)鍵技術(shù)和整機(jī)產(chǎn)品的逐步成熟,且養(yǎng)老、醫(yī)療、家庭等非專業(yè)用戶的需求不斷增長,市場(chǎng)將呼喚出現(xiàn)專業(yè)人形機(jī)器人系統(tǒng)集成商,橋接整機(jī)企業(yè)的開發(fā)能力和用戶的詳細(xì)使用需求,助力市場(chǎng)規(guī)模快速增長。
趨勢(shì)十:
產(chǎn)業(yè)發(fā)展道阻且長,當(dāng)前需要“冷思考”
當(dāng)前資本和社會(huì)民眾對(duì)人形機(jī)器人發(fā)展的期望非常高,但是波動(dòng)前行是新興技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展的客觀規(guī)律,即在技術(shù)萌芽期和期望膨脹期之后,可能會(huì)經(jīng)歷泡沫幻滅低谷期,在經(jīng)歷一段時(shí)間沖擊和大浪淘沙后逐步進(jìn)入復(fù)蘇期和成熟期,因此要理性看待當(dāng)前人形機(jī)器人熱潮。
具體而言,當(dāng)前人形機(jī)器人的技術(shù)水平距離進(jìn)入實(shí)際場(chǎng)景作業(yè)仍存在很大差距,短時(shí)間內(nèi)難以規(guī)模化應(yīng)用。同時(shí),人形機(jī)器人由于自身結(jié)構(gòu)特征,在多數(shù)工業(yè)場(chǎng)景中存在效率不高的短板,在多數(shù)特種場(chǎng)景中存在適應(yīng)能力不足的瓶頸,在多數(shù)服務(wù)場(chǎng)景中面臨獲取用戶認(rèn)可、培養(yǎng)使用習(xí)慣的門檻,因此人形機(jī)器人的應(yīng)用前景可能并不如大眾想象中“通用”“廣泛”。
但是發(fā)展人形機(jī)器人需要消耗大量資金,在“投資驅(qū)動(dòng)”向“市場(chǎng)拉動(dòng)”的轉(zhuǎn)化期,人形機(jī)器人行業(yè)中可能出現(xiàn)一輪整合潮,競(jìng)爭力較低的企業(yè)可能被兼并重組以“報(bào)團(tuán)取暖”,一些低質(zhì)重復(fù)建設(shè)、沒有特色優(yōu)勢(shì)的企業(yè)將面臨淘汰,行業(yè)集中度可能迎來第一輪提升,在每個(gè)細(xì)分賽道中形成數(shù)款標(biāo)志性整機(jī)和系列標(biāo)準(zhǔn)化零部件產(chǎn)品,軟件算法層面的初期探索發(fā)展可能持續(xù)更久。
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