今年3月初，工信部部長(zhǎng)金壯龍?jiān)趪?guó)新辦新聞發(fā)布會(huì)上提到，將加快布局人形機(jī)器人等前沿領(lǐng)域。剛過去的全國(guó)兩會(huì)上，全國(guó)人大代表、小米集團(tuán)董事長(zhǎng)兼CEO雷軍就“高質(zhì)量發(fā)展”建言獻(xiàn)策，首次提出推動(dòng)仿生人形機(jī)器人快速發(fā)展的建議。與此同時(shí)，特斯拉公司創(chuàng)始人馬斯克公開放言：“未來，人形機(jī)器人的數(shù)量甚至比人類更多，將不止1∶1?！?/span>
人形機(jī)器人，還有多久能走入我們的生活？我國(guó)的人形機(jī)器人研究，正處于怎樣的發(fā)展階段？帶著這些問題，我們?cè)谡憬?nèi)外探訪，見證這個(gè)“賽博夢(mèng)”（賽博空間指網(wǎng)絡(luò)世界的虛擬空間，“賽博”現(xiàn)多指電腦仿生、人工智能等）從幻想走向現(xiàn)實(shí)。
“大腦”：機(jī)器之魂
“人形機(jī)器人，也可以叫‘仿生人’，指那些模仿人類外觀和行為的機(jī)器人。人們的創(chuàng)造初衷，是讓它們幫助完成重復(fù)、枯燥以及危險(xiǎn)的工作?！闭憬髮W(xué)機(jī)器人研究院院長(zhǎng)助理王進(jìn)向潮新聞?dòng)浾呓忉?，“某種意義上，它們是人能力的延伸?！?/span>
1927年，美國(guó)西屋公司制造了世界上第一個(gè)人形機(jī)器人“Televox”。
這是科技長(zhǎng)河中，人形機(jī)器人躍起的第一朵浪花。
隨后日本、歐盟等開啟了這項(xiàng)研究，尤其日本一度遙遙領(lǐng)先，如早稻田大學(xué)研發(fā)的全球首個(gè)全尺寸人形“智能”機(jī)器人WABOT-1，本田公司會(huì)“跳舞、踢足球”等花活的ASIMO（阿西莫）。
因核心技術(shù)無法突破、商用價(jià)值不高同時(shí)造價(jià)不菲，人形機(jī)器人一度陷入發(fā)展的泥淖。近年來，隨著人工智能的發(fā)展，人形機(jī)器人重新“站上C位”。強(qiáng)大的算法加持下，人形機(jī)器人能夠自主決策、完成任務(wù)，擁有了類人的邏輯、溝通能力，還能模擬出人類的情感和情緒。
在杭州，之江實(shí)驗(yàn)室智能機(jī)器人研究中心，一支百人團(tuán)隊(duì)正以“最強(qiáng)大腦”和“最強(qiáng)本體”兩大模塊推進(jìn)，研發(fā)全新的“人形機(jī)器人”整機(jī)。聽說，這個(gè)機(jī)器人已經(jīng)“出生”了，但尚未對(duì)外正式展示，它的算法表現(xiàn)力如何？潮新聞?dòng)浾咔叭ヌ皆L。
“高1.65米，重72公斤，去年底剛剛調(diào)試完?！币灰娒?，之江實(shí)驗(yàn)室智能機(jī)器人研究中心副主任宋偉便向潮新聞?dòng)浾哒故玖诉@臺(tái)白色的人形機(jī)器人。宋偉介紹，這是團(tuán)隊(duì)研發(fā)三年的成果，“名字還沒正式取，暫時(shí)叫‘小之’。它的學(xué)習(xí)速度比人類嬰兒快多了，半歲不到就能對(duì)答如流！”
我們決定試試。走近“小之”，朝它揮揮手?！靶≈碧鹗直?，清脆地打了聲招呼：“你好！請(qǐng)問需要帶您參觀展廳嗎？”宋偉在旁解釋，“小之”身上有敏銳的傳感器，那是機(jī)器人的感官，“剛剛，它捕捉到了你的揮手動(dòng)作。因?yàn)椴恍枰畣拘选?，?shí)驗(yàn)人員在‘小之’身邊聊天時(shí)，‘小之’還會(huì)主動(dòng)加入談話?！?/span>
“這個(gè)是什么？”第二次試探，記者打斷“小之”對(duì)海洋生物知識(shí)的講解，指向展板上的魚類圖片問。想了想后，“小之”脫口而出：“深海魚，常?？梢栽诖笱笊钐幰姷健边@是“小之”進(jìn)階版的技能，即使在“這個(gè)”“那個(gè)”的模糊指令下，依然能匹配出最精確答案。
“具體來說，‘小之’通過視覺及聽覺等多模態(tài)情景的感知，利用目標(biāo)追蹤、場(chǎng)景理解等技術(shù)生成數(shù)據(jù)，并模擬人腦進(jìn)行算法處理，最終執(zhí)行任務(wù)。先感受思考、后決策執(zhí)行，這和人類是相似的?！彼蝹フf，這樣的自主決策系統(tǒng)，可稱之為機(jī)器人的“大腦”，也是“機(jī)器之魂”。
聽懂人、理解人，某種程度上是為更好地與人交互。情感交流是研究人機(jī)交互的切入點(diǎn)，當(dāng)機(jī)器人也會(huì)憂傷、開心、冷靜時(shí)，人們距離向它傾吐心事也就不遠(yuǎn)了。
1998年起，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)就開始研究智能機(jī)器人，他們研發(fā)的“佳佳”機(jī)器人在情感交互體驗(yàn)上走在前列。近兩年，研究團(tuán)隊(duì)將“佳佳”的核心技術(shù)升級(jí)，制造出仿生大熊貓機(jī)器人“小川”，它具備了超乎普通機(jī)器人的情感能力。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室在讀博士梁聰說：“通過構(gòu)建情感引擎，熊貓機(jī)器人‘小川’有了情感起伏，并且還會(huì)有記憶。在不同的情緒下，對(duì)同一個(gè)問題的反應(yīng)是不同的。當(dāng)你批評(píng)它后，難過的它會(huì)拒絕或消極回答下一個(gè)問題?！?/span>
經(jīng)過情感訓(xùn)練的機(jī)器人，未來可能以“陪伴者”的角色進(jìn)入家庭、養(yǎng)老院等，類似于寵物貓和狗一樣，在人們孤獨(dú)時(shí)給予情感的撫慰。還有多久能實(shí)現(xiàn)？“從技術(shù)上來說，大約還有5年時(shí)間。”梁聰回答。
練“肌肉”：為更快、更強(qiáng)
波士頓動(dòng)力發(fā)布的視頻里，機(jī)器人Atlas靈活地上下臺(tái)階、多軸翻轉(zhuǎn)、前空翻，完成任務(wù)后還會(huì)給自己打call鼓勁。這些“逆天”動(dòng)作背后，除了大腦層面的控制算法，還涉及到支撐運(yùn)動(dòng)的核心零部件的關(guān)鍵能力。
在中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所，另一支百人團(tuán)隊(duì)正持續(xù)多年攻堅(jiān)。這個(gè)精密驅(qū)動(dòng)與智能機(jī)器人團(tuán)隊(duì)，做的事更為精細(xì)——造出“夠有爆發(fā)力、夠輕”的機(jī)器人關(guān)節(jié)。副所長(zhǎng)楊桂林解釋，連接機(jī)器人四肢的關(guān)節(jié)，專業(yè)名詞叫“機(jī)電一體化關(guān)節(jié)”，由電機(jī)、減速器、傳感器、驅(qū)動(dòng)控制器等組成，在功能上相當(dāng)于人類的肌肉，是人形機(jī)器人靈活運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。
為什么要輕？“未來機(jī)器人進(jìn)入家庭后，身體過重可能對(duì)人造成較強(qiáng)的沖擊力，減輕重量的意義在于能夠更好地與人交互、共融，減少風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。”楊桂林說。
其中，“關(guān)節(jié)電機(jī)”是驅(qū)動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)、腿走動(dòng)的能量之源。錨定“關(guān)節(jié)電機(jī)”8年，楊桂林團(tuán)隊(duì)做出產(chǎn)品，不但輕巧，且爆發(fā)力強(qiáng)。一項(xiàng)對(duì)比數(shù)據(jù)顯示，電機(jī)“功率密度”“過載能力”等性能指標(biāo)已高過德國(guó)某知名品牌，達(dá)到國(guó)際一流水平。
為機(jī)器人瘦身，也是宋偉考慮的問題?！绑w重72公斤，‘小之’還需要減減肥。”宋偉笑著告訴潮新聞?dòng)浾?，“去年年底，我們運(yùn)用3D金屬打印技術(shù)，在機(jī)器人局部‘骨骼’強(qiáng)度不變情況下，腿部重量減輕了30%?！彼蝹チ私獾?，Atlas也采用了這樣的技術(shù)。
對(duì)人形機(jī)器人來說，如何讓雙足行走，是行業(yè)公認(rèn)的一大難關(guān)。實(shí)現(xiàn)“夠輕”“夠有力”，最終目的就是為了走得更快。
經(jīng)過團(tuán)隊(duì)不斷調(diào)試、驗(yàn)證，如今“小之”在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中最快行走速度達(dá)6公里/小時(shí)，相當(dāng)于成人走路的速度。今年，之江實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)突破這一速度，實(shí)現(xiàn)從“走”到“跑”的跨越。
潮新聞?dòng)浾卟稍L中發(fā)現(xiàn)，浙江省的人形機(jī)器人研究集中度不高，主要在科研院校、研發(fā)平臺(tái)，但在一定的技術(shù)領(lǐng)域有其優(yōu)勢(shì)，像“整機(jī)”型的機(jī)器人在之江實(shí)驗(yàn)室、浙江大學(xué)等已經(jīng)能見到，比如“曉樂”機(jī)器人可以彈奏鋼琴曲，“悟”“空”機(jī)器人會(huì)打乒乓球。
北京理工大學(xué)智能機(jī)器人研究所所長(zhǎng)余張國(guó)告訴潮新聞?dòng)浾撸瑥娜珖?guó)來看，得益于國(guó)家相關(guān)科技計(jì)劃的支持，北京理工大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、中科院自動(dòng)化研究所等高校、研究所圍繞人形機(jī)器人開展了大量研究，成果不俗?！拔覈?guó)人形機(jī)器人的行走、奔跑、跳躍等運(yùn)動(dòng)能力接近國(guó)際最領(lǐng)先水平。優(yōu)必選、小米等在人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化方面取得重要進(jìn)展?！庇鄰垏?guó)說。
不過，“做人”難，這是業(yè)內(nèi)共識(shí)。機(jī)器人被譽(yù)為制造業(yè)皇冠頂端的明珠，其需翻越的高山足以想象。它橫跨多門學(xué)科，是高度復(fù)雜、剛?cè)狁詈系膭?dòng)力學(xué)系統(tǒng)?！凹热贿@么難，為什么還要去做？”潮新聞?dòng)浾邔⑦@個(gè)問題提給之江實(shí)驗(yàn)室。
宋偉說，向難處行，是為了以此為牽引，加快發(fā)展、實(shí)現(xiàn)突破，從而帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。之江實(shí)驗(yàn)室采取“沿途下蛋，擇機(jī)開花”的研發(fā)策略，人形機(jī)器人所涉及的本體硬件設(shè)計(jì)、一體化關(guān)節(jié)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，成熟一項(xiàng)，就向其他領(lǐng)域轉(zhuǎn)移一項(xiàng)。
人形機(jī)器人，必須像人？
隨著研究的深入，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，未來實(shí)際應(yīng)用的人形機(jī)器人長(zhǎng)什么模樣，未必有標(biāo)準(zhǔn)答案。就這個(gè)問題，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)及浙江大學(xué)的專家們談了談他們的看法。
“進(jìn)入家庭的機(jī)器人，需兼顧功能性和安全性?！敝袊?guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任、教授陳小平認(rèn)為，“中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)團(tuán)隊(duì)早就研制出‘佳佳’‘可佳’機(jī)器人，從功能角度來說，可以適用于各類場(chǎng)景。但在投入市場(chǎng)之前，需充分考慮其安全性問題，比如在家務(wù)勞動(dòng)中，會(huì)不會(huì)存在機(jī)器人被碰倒，又砸到周邊人的風(fēng)險(xiǎn)?！痹鐝?010年起，團(tuán)隊(duì)便開始研發(fā)一款更靈活、更安全的柔性手臂。這款手臂更像“象鼻子”，擁有無限的自由度，且造價(jià)成本低。現(xiàn)在，走進(jìn)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院康復(fù)科，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這款機(jī)器人正在為患者喂飯、擦身。
情感交互、場(chǎng)景理解、任務(wù)規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃……該團(tuán)隊(duì)正分組攻堅(jiān)關(guān)鍵技術(shù)?！白罱K多模塊技術(shù)成熟后，再進(jìn)行集成。至于未來的機(jī)器人，是雙足還是多足，是不是一定像人，會(huì)根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景而定?！标愋∑秸f。
王進(jìn)認(rèn)同這一觀點(diǎn)：“人形機(jī)器人功能越多、自主性越高，帶來的技術(shù)挑戰(zhàn)將會(huì)更大，安全性可能隨之降低。”
但也需要看到的是，人們更容易接受人類外表的機(jī)器人，當(dāng)它們像人一樣走路、說話、微笑，是“自由個(gè)體”而非單純“機(jī)器”，會(huì)給人帶來安全感、親切感，讓人與之更自然地互動(dòng)?！八?，如果機(jī)器人的人形外貌能在安全性和實(shí)用性之間取得平衡，將是最佳結(jié)果?！蓖踹M(jìn)說。
人工智能時(shí)代，機(jī)器人會(huì)走向何方？
ChatGPT憑實(shí)力出圈，也讓人們展開對(duì)“人形機(jī)器人新拐點(diǎn)”的討論。王進(jìn)認(rèn)為，借助ChatGPT等人工智能實(shí)現(xiàn)自主語音交互，可能是人形機(jī)器人最先取得突破性進(jìn)展的點(diǎn)。也有專家表示，與ChatGPT身處虛擬世界不同，我們身處的世界，是動(dòng)態(tài)的、充滿變化的復(fù)雜世界，這是機(jī)器人不得不去面對(duì)的問題。
搶灘：“做人”時(shí)機(jī)到了嗎？
風(fēng)起時(shí)，皺痕再微小，湖水亦能感知。
杭州市臨安區(qū)新劍機(jī)電傳動(dòng)董事長(zhǎng)單新平，屬于最早感知風(fēng)向的人之一。他的產(chǎn)品，應(yīng)用到了特斯拉“擎天柱”機(jī)器人身上。
浙江民營(yíng)企業(yè)家好學(xué)、敏銳的特質(zhì)，在單新平身上展露無遺，并影響著他在15年前作出的投資決定。靠著一趟趟飛到日本、美國(guó)蹭傳動(dòng)學(xué)術(shù)會(huì)議，單新平從信息海洋中打撈起一款名字略帶科幻味道的產(chǎn)品——“行星滾柱絲杠”，最小一只手就可以握住，未來可適用于新能源汽車、人機(jī)協(xié)作與服務(wù)機(jī)器人。
未來有多遠(yuǎn)？不知道。單新平想：“這既符合企業(yè)超精密生產(chǎn)的定位，看上去又足夠科幻、前沿。為什么不試試？”他決定賭一把，“每年研發(fā)投入占比達(dá)13%，持續(xù)在日本、美國(guó)、德國(guó)布局銷售團(tuán)隊(duì)?！?/span>
后來，特斯拉通過中間人找到單新平。2022年，特斯拉發(fā)布的“擎天柱”機(jī)器人身上，就有了他的公司生產(chǎn)的零部件，大、中、小規(guī)格共14個(gè)。
據(jù)專業(yè)人士測(cè)算，人形機(jī)器人的核心零部件占整機(jī)成本的70%左右，一旦量產(chǎn)的話，將打開上下游億萬級(jí)市場(chǎng)。
“這樣的產(chǎn)業(yè)在浙江基礎(chǔ)深厚，比如相當(dāng)于人類眼睛的視覺傳感器，?？低?、浙江大華等公司接近世界先進(jìn)水平；在自然語言處理和應(yīng)答方面，阿里巴巴、杭州一知智能等企業(yè)已有多年累積的基礎(chǔ)；在核心零部件上，像中科院寧波材料所的伺服電機(jī)、雙環(huán)傳動(dòng)的精密減速器，均是行業(yè)內(nèi)的佼佼者。”王進(jìn)介紹。
在省科技廳高新技術(shù)處有關(guān)負(fù)責(zé)人看來，浙江正全力構(gòu)建“315”科技創(chuàng)新體系，提及打造“互聯(lián)網(wǎng)+”、生命健康、新材料三大科創(chuàng)高地，“包含智能計(jì)算與人工智能、智能控制與先進(jìn)技術(shù)等領(lǐng)域的布局，會(huì)為人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)支撐?！?/span>
在中國(guó)，人形機(jī)器人何時(shí)會(huì)進(jìn)入人們的生活？專家預(yù)測(cè)，大約10到20年時(shí)間。當(dāng)下，我國(guó)多數(shù)人形機(jī)器人還處于技術(shù)展示階段，少量企業(yè)的人形機(jī)器人已在市場(chǎng)試水。接下來，在技術(shù)上要解決仿人技能遷移學(xué)習(xí)、行為智慧決策等核心問題，這需要依賴新材料、計(jì)算機(jī)、人工智能、生命醫(yī)學(xué)等前沿學(xué)科的進(jìn)一步交叉融合。
（來源：浙江在線）
