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具身智能机器人掀新浪潮市场规模未来可期
作者:admin    发布于:2023-07-19 00:42   

 

  ♦ 具身智能——它是一种拥有实体并且能够进行实体互动的智能体,比如机器人、无人驾驶汽车等。

  ♦ 特斯拉、小米等巨头公司均布局人形机器人,英伟达公司创始人称“具身智能”将成为人工智能的下一波潮流。

  ♦ 机构认为,到2030年人形机器人将为减速器、伺服电机、传感器、控制器等零部件创造大量市场规模。

  在特斯拉的股东大会上,马斯克曾说过,人形机器人将会是特斯拉未来最大的发展方向,“如果人形机器人与人类的比例达到2:1,那么人类的需求将会达到一百亿到两百亿个,这将远远超过电动汽车数量。”英伟达公司的创立者黄仁勋在ITFWorld 2023半导体大会上还说,“具身智能”将成为人工智能的下一波潮流。

  具身智能——它是一种拥有实体并且能够进行实体互动的智能体,比如机器人、无人驾驶汽车等。一个具身智能(EmbodiedAI)机器人的要求是:先听懂人类语言,然后分解任务,规划子任务,在运动中识别物体,与环境交互,最后完成相应任务。与之相反,非具身智能是指没有实体,只能被动地接收数据的人工智能,比如 ChatGPT,它虽然可以通过大语言模型实现用户体验友好的语义交互,但是由于缺乏多模态的感知和行为交互能力,因此并不是一个理想的智能体。

  人形机器人有两大显著特征:①采用双足而不是轮子来进行行走,这不但降低了它的移动速度,还增加了它维持平衡的难度。但是,双足可以让机器人通过坑坑洼洼的地带,或者是上楼梯,或者是爬坡道,而这在搜救、物流递送、家庭服务等场景中将会发挥出巨大的作用。②类人形象赋予其以亲切感,从而使得“服务人”的工作得以顺利进行。难点在于智能互动和自主行为,仍有待技术突破。目前已经推出的大部分类人机器人,都是人类用软件控制的,也有一些类人机器人,可以根据既定的目标,自动规划出最短的路径,比如 Atlas,Walker,但是,目前还没有哪一种类人机器人能自己决定自己想要做什么。类似地,在人机交互方面,一些机器人可以与人进行对话,但它可能是建立在预先设定的语言基础之上,目前尚无机器人可以与人进行双向、自主的交流。这两个“自主性”,才是人类想要的,半自主、完全自主的机器人,也是研究人员追求的。

  尺寸及外形:特斯拉人形机器人身高5尺8寸,约1.73米,头部带有显示屏,用以展示信息。视觉感知模块:沿用在其汽车上已较为成熟的Autopilot系统作为视觉传感器,共8个摄像头。重要芯片:采用FSD computer作为主控核心,搭载DOJO D1芯片,大幅提升机器学习效率。驱动电机:共搭载40个驱动电机,胳膊12个,脖子2个,躯干2个,双手12个,双腿12个。结构件与其他信息:以轻量材料打造,最高时速达5英里/小时。

  尺寸:177cm,52kg。视觉感知:搭载自研的Mi Sense视觉空间系统,8m内深度信息精度达1%,同时搭载AI交互相机。主打情绪理解:音频系统能支持85种环境语义识别、6类45种人类语义情绪识别。运动控制:全身自由度21个,相较Tesla Bot,手部的自由度更少,躯干与腿部则接近。

  重用/备用技术是各个企业纷纷采用的主要原因。特斯拉是自动驾驶公司,小米是智能家居公司,在这种情况下,他们的优势将会得到最大程度的发挥。另外,为了布置机器人而准备的技术,也可以为未来的发展做出贡献,比如ASIMO虽然已经停止了生产,但它的运动控制技术,还是被本田公司用来开发防摔摩托。

  脑机交互技术使得人的意志操控变成了可能,在脑疾病的辅助治疗方面,目前已经比较成熟。脑机接口旨在以有创/无创的方式,探测大脑中的神经活动,并将其与人的生理状态和特定的意图相联系。早在马斯克的 Neuralink公司成立前,脑机接口就已经被应用到了帕金森、瘫痪等疾病的治疗中,这种技术可以探测到病人的一部分意识,然后通过语音系统和机械肢体来替代或者帮助病人做这些事情。而 Neuralink的脑机接口技术则更胜一筹,可以同时接收到数千个神经细胞之间的信息,目前正处于动物试验阶段。

  而且,人形机器人与脑机接口的结合将给高端用户带来太空探险的感觉。马斯克不止一次提到过,想要探索月球和火星,但受限于技术和环境,目前还无法大规模的进行太空航行,只能进行一次短距离的宇宙旅行。等人形机器人和脑机接口技术发展到一定程度,也许就能实现将人形机器人送入太空,戴着脑机接口的人,可以随时感知周围的环境,根据自己的意志,做出相应的动作。此外,脑机接口还可以应用于残障人士或老人的护理,机器人可以更好地掌握患者的健康状态,为患者提供更及时的护理服务。

  环境感知是后续行动的基础,它依赖于视觉、触觉和听觉等硬件的传感,同时还需要通过算法来进行数据的集成。而运动控制则是机器人的“大脑”,它通过接收到的各种传感数据,对其进行规划,并对各关节下达命令,从而实现机器人的动作和平衡,这取决于诸如减速装置、伺服马达和控制芯片等的硬件和高效的控制算法。所谓的“人机互动”,就是通过机器视觉、语义识别等人工智能技术,让机器人“听懂”人类说的话,“读懂”人类的面部表情与行为,从而实现对人类的反应。

  减速器、电机、控制器和传感器,是机械臂的核心部件,在价值量上占据大头。从功能上看,这四个部分保证了“感知”、“动作”和“互动”三大功能在硬件层次上的实现;在价值方面,减速器、伺服系统和控制器占据了工业机器人价值的百分之七十,而人形机器人和服务机器人一样,拥有更多的传感器,所以传感器的价值也会相应的增加。

  与普通的轮式机器人相比,双足步行更加困难,这需要更高的软件和硬件性能,特别是控制算法。第二,与普通机器人相比,该机器人有多余的传感元件和活动关节,因此可以跨越不同的环境进行作业;但是,如果机器人能够在不依赖人类帮助的情况下,对周围的情况进行判断,并做出相应的行动,那么机器人的灵活性和综合性就会得到进一步的提升。这需要人工智能的不断进步,而目前能够实现完全自动化或者半自动化的人形机器人却寥寥无几。

  东吴证券预计,在2023-2025的第一阶段,2025-2030的第二阶段,2030后的第三阶段,人形机器人将为减速器、伺服电机、传感器、控制器等零部件创造大量市场规模。

  中泰证券-具身智能推动AI新浪潮,持续推荐算力、机器视觉供应链-20230522

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