人形機(jī)器人，再度站上“C位”。2022年9月30日，特斯拉在AI Day大會(huì)上發(fā)布了特斯拉人形機(jī)器人Tesla Bot，其被冠名為擎天柱(Optimus)，后者為知名電影《變形金剛》中汽車人的領(lǐng)袖。從命名可見(jiàn)，馬斯克對(duì)Tesla Bot顛覆行業(yè)抱以厚望。據(jù)券商測(cè)算，到2030年，全球人形機(jī)器人規(guī)模將達(dá)到1.9萬(wàn)億元，其中中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到3762億元。

此背景下，人形機(jī)器人賽道擠滿了玩家。那么，巨頭們紛紛下注人形機(jī)器人，到底在拼什么?AI與人形機(jī)器人擦出火花，但落地為何這么難?當(dāng)下的機(jī)器人市場(chǎng)，走到哪一步了?從靈活到智能，核心競(jìng)爭(zhēng)力迭代

嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，人形機(jī)器人不是什么新鮮事物。早在1973年，日本早稻田大學(xué)推出Waseda Robot，被視為人形機(jī)器人的雛形，之后多家日企下場(chǎng)，開(kāi)辟了這個(gè)細(xì)分賽道。這其中，豐田與本田堪稱代表。

譬如，豐田推出Toyota Partner Robot，早期版本就具有與人類近似的體重和柔軟度，后期版本可以流暢模仿人類動(dòng)作，產(chǎn)品適用于高齡照護(hù)、殘疾人援助等。再譬如，本田推出ASIMO，不僅可以雙腿行走、上下階梯，跑步前行，還可以玩跳舞、踢球、倒茶等花活。

毫不夸張地說(shuō)，日企在人形機(jī)器人賽道領(lǐng)跑多年。

然而，隨著AI觸角不斷延伸，谷歌、亞馬遜、百度、騰訊、小米等科技巨頭以各種形式切入人形機(jī)器人賽道，與日企爭(zhēng)奪話語(yǔ)權(quán)。一名業(yè)內(nèi)人士告訴鋅刻度：“人形機(jī)器人的底層邏輯變了，以前著重的是靈活，自動(dòng)化是核心競(jìng)爭(zhēng)力，現(xiàn)在著重的是交互，人工智能才是核心競(jìng)爭(zhēng)力。”

上述業(yè)內(nèi)人士進(jìn)一步表示，如今的人形機(jī)器人離不開(kāi)機(jī)器視覺(jué)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，前者通過(guò)目標(biāo)追蹤、圖像描述、場(chǎng)景理解等生成數(shù)據(jù)，后者模仿人腦對(duì)生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行算法處理，從而令人形機(jī)器人完成各自任務(wù)，而無(wú)論是機(jī)器視覺(jué)或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都與AI息息相關(guān)。

如此一來(lái)，AI底蘊(yùn)深厚的企業(yè)占據(jù)優(yōu)勢(shì)。事實(shí)上，巨頭們卡位人形機(jī)器人賽道，更多的是為了“秀肌肉”，展示自身的AI實(shí)力，如今特斯拉似乎有不一樣的想法。

其實(shí)，特斯拉的底色恰好也是AI，在智能駕駛領(lǐng)域摸爬打滾多年，再疊加軟硬件一體化的經(jīng)驗(yàn)豐富，萌生了打開(kāi)人形機(jī)器人大規(guī)模商業(yè)化的“大門”的野望。

對(duì)此，Carnegie Mellon University機(jī)器人學(xué)院教授Martial Hebert感嘆道：“日本歷來(lái)在機(jī)器人的物理方面很強(qiáng)大，但是美國(guó)在人工智能研究方面遙遙領(lǐng)先?！?

據(jù)斯坦福大學(xué)的數(shù)據(jù)顯示，涌入人工智能領(lǐng)域的投資資金大幅上升，從2020年的1195億美元增長(zhǎng)到了2021年的1764億美元;2021年中國(guó)的AI專利申請(qǐng)量占全球總數(shù)的52%，專利申請(qǐng)數(shù)量居世界首位，而美國(guó)在AI授權(quán)專利數(shù)量上占全球總數(shù)的40%，排名世界第一。

特斯拉CEO埃隆·馬斯克與特斯拉工程師團(tuán)隊(duì)現(xiàn)身會(huì)場(chǎng)，帶來(lái)了Tesla Bot人形機(jī)器人“Optimus”原型機(jī)的全球首秀。

此外，特斯拉還公布了FSD(完全自動(dòng)駕駛能力)和Dojo超級(jí)計(jì)算機(jī)的最新進(jìn)展。目前，特斯拉已在超過(guò)16萬(wàn)輛車上進(jìn)行了FSD Beta版系統(tǒng)測(cè)試，僅一年內(nèi)就訓(xùn)練了7.5萬(wàn)個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

“今天是我們第一次將Tesla Bot展現(xiàn)給世人，準(zhǔn)備好了嗎?”在馬斯克的話音中，Optimus原型機(jī)重磅登場(chǎng)，轉(zhuǎn)身、停止、揮手問(wèn)候等流暢動(dòng)作引起觀眾歡呼。

澆花、行走、搬運(yùn)物品，Optimus走向現(xiàn)實(shí)

這是Optimus第一次在無(wú)人操作的情況下自主行走，特斯拉沒(méi)有為它安裝外殼，而是直接將內(nèi)部構(gòu)造呈現(xiàn)出來(lái)，關(guān)節(jié)、骨骼、電纜等設(shè)備清晰可見(jiàn)，直觀展示每個(gè)動(dòng)作細(xì)節(jié)。

特斯拉還在視頻中展現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)中Optimus的使用場(chǎng)景：辦公室內(nèi)，它靈活地提起水壺澆花、雙手搬運(yùn)物料至目標(biāo)位置、準(zhǔn)確定位周圍人員并主動(dòng)避讓;在特斯拉弗里蒙特工廠，Optimus已開(kāi)始投入簡(jiǎn)單工作，工程師為其規(guī)劃了相應(yīng)行動(dòng)路線。

馬斯克表示：“我們的產(chǎn)量應(yīng)該可以達(dá)到數(shù)百萬(wàn)臺(tái)，預(yù)計(jì)它的價(jià)格比汽車便宜得多，預(yù)估機(jī)器人最終價(jià)格將達(dá)到2萬(wàn)美元以下?！彼A(yù)測(cè)，3-5年間Optimus即可量產(chǎn)上市。

去年AI Day后，短短6個(gè)月時(shí)間Tesla Bot就從一個(gè)概念迅速走向現(xiàn)實(shí)。今年活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)上，特斯拉多位工程師講解了Optimus機(jī)器人的設(shè)計(jì)原理與研發(fā)故事。

機(jī)器人軀干處搭載了2.3 kWh、52V電池包，高度集成了充電管理、傳感器和冷卻系統(tǒng)?！斑@意味著從傳感到融合、再到充電管理，都匯集到這一系統(tǒng)內(nèi)，這也是借鑒了我們?cè)谄囋O(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)?！碧厮估こ處煴硎尽?

Optimus身體共有28個(gè)自由度，采用了更加靈活的彈簧負(fù)載設(shè)計(jì)與6種類型執(zhí)行器，關(guān)節(jié)采用仿生學(xué)關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)，模擬人類關(guān)節(jié)與肌腱形態(tài)，手部則采用人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，擁有11個(gè)自由度。而在“感官”上，在經(jīng)過(guò)完全自動(dòng)駕駛能力系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證后，特斯拉強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)視覺(jué)已可直接應(yīng)用于機(jī)器人。

目前，Optimus已經(jīng)可以完成行走、上樓梯、下蹲、拿取物體等動(dòng)作，靈活的雙手得益于合理的手指關(guān)節(jié)設(shè)置，柔韌性和強(qiáng)度表現(xiàn)俱佳，執(zhí)行器既能夠承受約半噸重的鋼琴這樣的重物，也可以完成輕薄物體抓取、操作機(jī)械裝置、復(fù)雜手勢(shì)等高精度動(dòng)作。

行走，對(duì)于人類來(lái)說(shuō)可能是再簡(jiǎn)單不過(guò)的日常動(dòng)作，但機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定行走則充滿巨大挑戰(zhàn)?！拔覀円恢痹趶纳飳W(xué)中汲取更多靈感，”特斯拉工程師表示，“而在運(yùn)動(dòng)、規(guī)劃和控制性上，我們?cè)谄囶I(lǐng)域已經(jīng)積累了充分經(jīng)驗(yàn)，在機(jī)器人上得以活用?！?

同時(shí)，特斯拉還基于汽車安全模擬分析能力打造機(jī)器人安全性。目前，Optimus不僅可以平穩(wěn)行走，也能在少量外部干擾的情況下依舊保持平衡?，F(xiàn)場(chǎng)視頻中，特斯拉還展示了Optimus被工作人員用木棍戳刺上半身，但并未摔倒或長(zhǎng)時(shí)間搖晃，僅稍微前傾后便穩(wěn)住姿態(tài)，出色地應(yīng)對(duì)了挑戰(zhàn)。“機(jī)器人需要有‘大腦’，也就是人工智能?！瘪R斯克說(shuō)。在設(shè)計(jì)、訓(xùn)練與制造Optimus的過(guò)程中，特斯拉大量應(yīng)用了人工智能技術(shù)，并在現(xiàn)場(chǎng)介紹了Optimus的中央計(jì)算機(jī)。

馬斯克在現(xiàn)場(chǎng)表示，擎天柱行走還不穩(wěn)定，但目前展示的機(jī)器人只是團(tuán)隊(duì)初步開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，其實(shí)際進(jìn)展不止于此，“擎天柱的產(chǎn)量應(yīng)該可以達(dá)到數(shù)百萬(wàn)臺(tái)，預(yù)計(jì)它的價(jià)格比汽車便宜得多，最終價(jià)格將達(dá)到2萬(wàn)美元以下，3到5年間即可量產(chǎn)上市。”

“特斯拉人形機(jī)器人今天的表現(xiàn)與此前放出的視頻畫面相比是有差距的，它的亮點(diǎn)在于和特斯拉FSD(完全自動(dòng)駕駛)系統(tǒng)的初步結(jié)合所做的模擬仿真，這點(diǎn)比其他機(jī)器人更強(qiáng)，而其姿態(tài)平衡性、靈活性能力仍然有限。不過(guò)，這并不妨礙特斯拉未來(lái)做得更好，此次發(fā)布會(huì)也將吸引更多優(yōu)秀人才參與人形機(jī)器人研發(fā)這一能夠改變?nèi)祟惿鐣?huì)面貌的事業(yè)?！?0月1日，清華大學(xué)新聞學(xué)院元宇宙文化實(shí)驗(yàn)室主任沈陽(yáng)接受新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)表示。

值得注意的是，雖然在各項(xiàng)性能表現(xiàn)上相比技術(shù)領(lǐng)先的波士頓動(dòng)力還有很大差距，但“擎天柱”的預(yù)計(jì)售價(jià)僅為波士頓動(dòng)力Atlas(阿特拉斯)機(jī)器人的1%，如果該價(jià)格成為現(xiàn)實(shí)，無(wú)疑將能夠?yàn)槿诵螜C(jī)器人的市場(chǎng)打開(kāi)想象空間。

馬斯克在現(xiàn)場(chǎng)給出了“擎天柱”落地、投產(chǎn)、廣泛應(yīng)用的時(shí)間表：2022年出原型機(jī)、2023年出有用的呈現(xiàn)(場(chǎng)景)、最快兩年能做到小規(guī)模應(yīng)用。貝殼財(cái)經(jīng)記者注意到，相比目前市面上研發(fā)時(shí)間動(dòng)輒長(zhǎng)達(dá)十年甚至二十年以上的機(jī)器人公司，馬斯克公布的研發(fā)計(jì)劃顯得非常激進(jìn)。

目前，世界上較為知名的人形機(jī)器人包括波士頓動(dòng)力的阿特拉斯、本田的ASIMO(阿西莫)、軟銀的Pepper(派博)、美國(guó)創(chuàng)業(yè)公司Agility推出的Digit和Cassie雙足機(jī)器人(尚無(wú)中文名)等。國(guó)內(nèi)則有優(yōu)必選的WALKER(步行者)原型機(jī)，以及前不久小米推出的鐵大。

其中，本田的阿西莫機(jī)器人早在2000年就已亮相，其流暢的行走方式曾震驚世界，但由于技術(shù)復(fù)雜、開(kāi)發(fā)成本昂貴，2018年本田就停止了阿西莫的更新，今年3月，阿西莫機(jī)器人宣布退役。目前，世界上公認(rèn)人形機(jī)器人技術(shù)實(shí)力領(lǐng)先的公司是谷歌投資的波士頓動(dòng)力。

但人形機(jī)器人歷來(lái)售價(jià)不菲，本田阿西莫的單臺(tái)價(jià)值250萬(wàn)美元，波士頓動(dòng)力阿特拉斯的單臺(tái)價(jià)值為200萬(wàn)美元，且并無(wú)商業(yè)化落地。Agility的Digit機(jī)器人售價(jià)25萬(wàn)美元一套，2021年出貨量約為40到60臺(tái)，小米的鐵大售價(jià)預(yù)計(jì)在六十到七十萬(wàn)元，但目前尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

從這一角度考慮，“擎天柱”號(hào)稱低至2萬(wàn)美元的售價(jià)僅為阿特拉斯的1%，這在人形機(jī)器人市場(chǎng)上將極具競(jìng)爭(zhēng)力。

沈陽(yáng)認(rèn)為，如果擎天柱最簡(jiǎn)單化的版本價(jià)格能在15萬(wàn)元人民幣左右，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力將非常驚人。據(jù)他透露，國(guó)內(nèi)有企業(yè)研發(fā)的雙足行走人形機(jī)器人成本價(jià)約在50萬(wàn)元，這一價(jià)格屬于手工組裝的價(jià)格，未來(lái)如果大規(guī)模生產(chǎn)，價(jià)格降至30萬(wàn)元左右是有可能的，但要達(dá)到15萬(wàn)元，成本壓力還是很大，“特斯拉在硬件成本方面的控制很值得我們學(xué)習(xí)。”

不過(guò)，對(duì)于“擎天柱”是否能夠達(dá)到如此低廉的價(jià)格也存在質(zhì)疑的聲音。任賾宇認(rèn)為，“擎天柱”原型機(jī)符合技術(shù)開(kāi)發(fā)預(yù)期，但低于資本市場(chǎng)預(yù)期，嚴(yán)重落后于公眾預(yù)期，“目前我認(rèn)為沒(méi)有到量產(chǎn)的階段，2萬(wàn)美元的售價(jià)也大概率是個(gè)噱頭。”

此外，相對(duì)于已經(jīng)投入實(shí)際生活并產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的工業(yè)載重機(jī)器人、機(jī)械臂;服務(wù)業(yè)送餐機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人;特種行業(yè)巡查機(jī)器人、消防機(jī)器人等，人形機(jī)器人距離真正的商業(yè)化除了成本需要降低外，當(dāng)前的技術(shù)水平也與實(shí)際應(yīng)用存在差距。