一段时间以来,从科技圈到产业界、资本市场,“具身智能”概念火热出圈,全国多地都在大手笔布局人形机器人产业。各方普遍认为,人形机器人应用场景众多、前景光明,将形成万亿元新“蓝海”。
近日,摩根士丹利分析师发布报告预计,未来4年,中国机器人市场将以平均每年23%的增幅快速增长,市场规模将从2024年的470亿美元增长至2028年的1080亿美元。
理想很丰满,但现实是当前人形机器人技术还如同蹒跚学步的孩子,有些稚嫩。
业内专家认为,如果把具身智能与ChatGPT大模型对照起来看,那么该领域正处在类似于从GPT-1到GPT-2的过渡阶段。
训练人形机器人需要海量数据,而行业内最大的痛点与瓶颈就是“数据荒”。训练成本高昂、效率低下,物理世界的数据欠缺,成为眼下具身智能行业的一大困扰。
为了破局,北京、上海等全国多个省市依托龙头企业纷纷建立具身智能机器人创新数据采集基地,如同一座座“机器人学校”,对机器人进行全天候“特训”。
近日,全国唯一一个政府侧独立建设的具身智能训练平台——合肥市具身智能机器人数据采集预训练场正式启用。复刻龙头企业真实制造生产线,搭建家庭、酒店、商超、公共安全等场景……这个由国际先进技术应用推进中心(合肥)牵头建设的平台,有望展现更强的资源整合能力及应用场景拓展能力。
机器“学员”和人类“老师”
“咔咔咔”……伴随着机器人蹒跚的迈步声,在合肥具身智能机器人预训练场,数十台形态各异的人形机器人正在工作台前学习拧螺丝、搬箱子等技能。
很多人不理解,当前机器人智能到可以跳舞、跑步、打拳击,但为什么没有多少应用到工厂和家庭中去?为啥还要专门给它们建一个训练“学校”?
“那些刷屏的跳舞等视频大多是针对单一任务的算法优化,更多是技术展示,且是单一任务闭环,而家庭或工厂等场景需要多任务切换能力,例如从搬箱子切换到开门再避让行人。现有机器人的AI模型在陌生任务中极易失效。”国际先进技术应用推进中心(合肥)机器人事业部负责人孙丹丹介绍,真正的难点在于让机器人在开放环境中持续可靠地工作。
智能机器人的成长和人脑发育一样,需要经历长期的学习进化过程。就像我们现在习以为常的文本生成大模型,也都经历过初期“答非所问”的蹒跚学步阶段,经过海量数据的淬炼才变为得力助手。
孙丹丹表示,现在的训练场好比机器人特训学校,各类机器人正如参加专业课程的学生,它们将通过分级训练、能力评估和场景考核,在完全达标后才会“毕业”,最终走向实际应用场景。这样循序渐进的培养机制,才能确保每个“毕业”的机器人都是可靠的生产力伙伴。
既然是“机器人学校”,谁是“老师”呢?当然是人类。
在这里,戴上VR设备,就可化身机器人“老师”,沉浸式体验如何教会一台机器人拧螺丝。记者戴上轻量化AR眼镜,瞬间与机器人共享了同一视野。握住流线型数据手柄,一旁机器人的合金手指同步舒张,发出轻微的液压嘶鸣声。
“现在,你就是它的运动神经。”一旁的具身数据采集员吴美玲说,“操控机器人需要一定的技巧和练习,熟练以后就能轻松驾驭。”
当记者试探性转动手臂,机械臂如影随形划出相同弧线,人机动作在数据流中实现同步。锁定视野中待固定的螺丝,记者缓慢操纵手柄,引导机器人手臂握住螺丝刀,并通过手臂摆动,引导机器人拧紧螺丝。
“看似简单的拧螺丝,对机器人‘初学者’来说并不容易。”吴美玲坦言,“这台机器人每天至少要练习200次,只有通过多次训练,才能形成稳定的‘肌肉记忆’。”
“每天大量重复训练,非常考验耐心。”吴美玲坦言,手把手地教它同一个动作,能明显看到它的进步,有时就会把它当作孩子一样培养,还挺有成就感。
企业“家长”的一致选择
海量数据,是人形机器人变得更智能的关键底座。
然而,现实是人形机器人训练缺少足够的真实物理世界数据。即使是百万量级的数据集,对机器人训练也只是杯水车薪,达到理想效果需要的数据量极其庞大。
一方面是数据采集的迫切需要,另一方面是企业单一训练的高成本和低效率。
以机器人遥控操作为例——即人工数据采集员戴着遥控操作手套手把手示教,一台遥操设备投入约35万元,再加上人工数据采集员的成本,对于企业来说无疑是一项极其“烧钱”的支出。
“自己来教,能力有限、费时又费钱。”一位企业技术人员坦言,正是因为这样,机器人企业作为“学生家长”,普遍对政府搭建的这一具身智能训练“学校”充满期待。
“场地大、条件好,非常棒的平台!”安徽聆动通用机器人科技有限公司创始人、科大讯飞机器人首席科学家季超说,公司的机器人已经在这里受训几个月的时间,每天都会产生大量高质量数据,前不久他们发表的一篇论文还引用了训练场里的数据。
当前,聆动通用的机器人正在学习抓取、分拣、搬运等技能,未来有望进入工厂,成为能全天候无休息的“超级工人”。“对于人形机器人来说,成功率、稳定性、高节拍是智能化的关键准绳。我们希望训练场的规模能进一步扩大,让机器人掌握更多触类旁通的泛化能力,更好地应用于工业生产等多种不同场景。”
“机器人在这里学习,是一个不断试错和强化的过程。”中科深谷创始人、董事长陈锋指着一台正在进行物流搬运学习的机器人说,当不同类型的机器人在一起学习,企业就有机会强化训练机器人的“大小脑”协同,不仅让机器人理解人类,也可以让机器人来理解机器人。
以物流场景为例,当多台不同类型机器人需共同完成分拣任务时,传统技术难以实现高效协作。“我们的‘大小脑’架构,就像给机器人建立了神经中枢系统。”陈锋解释,安装在机器人本体的“小脑”负责执行动作,但受限于算力,需将环境感知数据实时上传至云端“大脑”;拥有强大算力的“大脑”则像人类指挥官,实时优化决策并下发指令,使多台机器人能围绕同一任务自主协同。
不仅仅是训练,平台还是一个庞大的数据库。据介绍,该训练场开放通用训练场景、算力资源及数据采集服务,机器人企业可按需购买专业服务进行算法迭代。
“训练场汇聚了宝贵的数据资产,搭建了产业链上下游合作的桥梁纽带。”合肥零次方机器人有限公司创始人闵宇恒表示。
是“学校”,更是创新综合体
机器人训练场在全国已不算新鲜事物。北京、上海等地都设立了具身智能训练场,有的规模比合肥大。合肥的训练场有什么特色呢?
“国际先进技术应用推进中心(合肥)是合肥市政府主办的新型事业单位,合肥的训练场是全国唯一一家政府侧独立建设的平台。我们的平台具有强大的资源整合能力及应用场景拓展能力。”孙丹丹说。
之所以这么说,是因为该训练场能更有效发挥其公共属性,比如支持异构机器人(工业机械臂、服务机器人等)接入,通过标准化数据接口实现本体厂商的低门槛接入,并为非合肥市的机器人本体企业提供数据采集服务。
在运营模式上,国际先进技术应用推进中心(合肥)创新设计了联合运营、独立运营、服务赋能等三种并行的运营模式,多层次的运营架构既满足了不同发展阶段企业的差异化需求,又通过市场化机制保障了平台公共属性的实现,构建起政府引导、企业主导、多方共赢的产业生态。
这里既是“机器人学校”,也是创新综合体。目前,训练场入驻了5家机器人企业、10台不同型号的人形机器人。未来,将联合各方,持续复刻巨一、联宝、江汽等龙头企业真实制造产线,延伸家庭、酒店、商超、公共安全场景,吸引更多机器人企业加入,计划到2025年底,扩建到5000平方米,面向全国征招20余家本体企业、超100台机器人,开训30个以上细分场景。
安徽明确,到2027年构建安徽省人形机器人产业的“23456”创新体系和产业生态,其中的“2”为打造合肥、芜湖两个产业先导区,合肥先导区突出研发制造和推广应用,芜湖先导区突出关键零部件生产配套。从合肥来看,该市已初步构建起“大脑(AI)—小脑(控制)—核心部件—本体制造”的全产业链条。
“合肥具身智能训练场的建设思路,是结合产业和创新优势来设计搭建的。相较而言,北京偏重基础科研,上海侧重标准制定,合肥则侧重场景实训和解决方案,成为长三角制造端的技术转化枢纽。”孙丹丹说,相信以合肥的科研实力、产业家底,加上政府的大力扶持,会很快实现从跟跑到并跑乃至领跑,成为影响全球智能机器人产业格局的新生力量。(记者 王弘毅 刘静文)