我國人形機器人產(chǎn)業(yè)進入量產(chǎn)前夕。
GGII認為,隨著人形機器人產(chǎn)業(yè)進入量產(chǎn)前夕,人形機器人高價值、高壁壘核心零部件環(huán)節(jié)將迎來發(fā)展機遇期。
盡管人形機器人是藍海市場,但產(chǎn)業(yè)整體還處于初級階段,存在落地難點。尤其是我國人形機器人起步較晚,還有多個關(guān)鍵技術(shù)難點亟待突破。
2023年12月11-13日,由配天機器人總冠名的2023(第十屆)高工機器人年會暨十周年慶典隆重舉辦。
在12月12日下午舉行的主題為“關(guān)鍵技術(shù)突圍與創(chuàng)新場景實踐”的圓桌對話上,美的工業(yè)技術(shù)章瀏明博士、同川精密總經(jīng)理沈曉龍、斯微特傳動總經(jīng)理余運清、鑫精誠傳感器董事長吳浩、宇立儀器黃約博士、海伯森技術(shù)董事長王國安博士、國訊芯微CTO蔣琛等企業(yè)高層圍繞“‘卡脖子’技術(shù)突破策略;人形機器人風起時,什么樣的核心零部件將收益?”等話題進行了精彩的對話,本場圓桌對話由高工機器人董事長張小飛博士主持。
張小飛博士:目前智能機器人或人形機器人在哪些方面還需要有更大的提升?
王國安博士:海伯森技術(shù)有兩條主線,覆蓋人形機器人兩大領(lǐng)域。一方面是光學和視覺產(chǎn)品線,賦予了機器人感知,讓機器人能夠看到;另一方面是力學產(chǎn)品線,能夠讓機器人在看到的同時感知到力的反饋。如果將機器人變得更加智能,以上兩個方面必不可少。
張小飛博士:國產(chǎn)減速器廠商在理論、裝備、材料、設計、檢測等方面與國外品牌還存在哪些差距?
章瀏明博士:目前還有很多方面有待于實踐檢驗,這是我們需要面對的現(xiàn)實。因此,企業(yè)大膽的嘗試和探索,值得被肯定。
余運清:關(guān)于RV減速機,根據(jù)斯微特傳動2023年的產(chǎn)能、產(chǎn)量及客戶分析來看,我們有280個客戶使用行業(yè)接近70個。其實機器人領(lǐng)域精度不是最高的,如果想要做好RV減速機,我們必須要站上世界的視野。
當前,國內(nèi)廠商與國際廠商在產(chǎn)能、出貨量方面差距相對較大,因此我們現(xiàn)在還處于學習階段,需要加強修煉內(nèi)功,為未來打好基礎(chǔ)。
沈曉龍:關(guān)于諧波減速機,首先要掌握一些先進的理論;其次,中國市場應用場景相比國外更加多元化,所以我們在產(chǎn)品方面講究適用性,并不是精度越高就越好,而是根據(jù)不同的應用場景來選擇產(chǎn)品;最后,工業(yè)品最可貴的是可靠性。
為此,同川精密也在不斷地向國內(nèi)外先進產(chǎn)品學習先進性、適用性及可靠性。
張小飛博士:同川精密產(chǎn)品種類多元化,如何平衡精度和成本問題?
沈曉龍:過去的諧波減速器的參數(shù)是根據(jù)工業(yè)機器人或者工業(yè)機械手臂的參數(shù)進行定義,而未來要適配服務機器人或者特種人形機器人,其對諧波減速器的很多要求已經(jīng)發(fā)生變化,因此過去的方案未必是最好的方案,這就需要企業(yè)勇于理論創(chuàng)新和實踐創(chuàng)新。我認為應該是場景催生需求,需求催生創(chuàng)新。這對于中國企業(yè)來說是優(yōu)勢,也是超越國際企業(yè)的巨大機會。
張小飛博士:目前國產(chǎn)諧波減速機與進口相比,還存在哪些差距?
章瀏明博士:我們的布局不僅僅是產(chǎn)品的應用,更重要的是核心技術(shù)。我們不缺錢、不缺人,當前之所以被卡脖子,就是我們手中缺少核心技術(shù),如精密加工制造的正向設計缺乏,先進軸承仍需依賴國外品牌,材料、疲勞熱處理未做到位。因此,我們需要深入扎根攻克核心技術(shù),未來十年或者二十年的奮斗目標是,某些國家被我們的技術(shù)卡脖子。
張小飛博士:對于鑫精誠傳感器來說,還有哪些方面需要向宇立儀器的傳感器學習?
吳浩:宇立儀器黃約博士是國內(nèi)傳感器行業(yè)的泰斗,是最早將六維力傳感器技術(shù)帶到中國的前輩,其產(chǎn)品也在行業(yè)內(nèi)樹立了良好的口碑,尤其是在打磨市場應用端已經(jīng)做到極致。
鑫精誠傳感器進入六維力傳感器領(lǐng)域相對較晚,從3C行業(yè)起步,選擇細分賽道。早期,六維力傳感器價格昂貴,普遍1-2萬元起步。
而實際上舉例來看,焊接行業(yè)拖拽示教的應用對于六維力傳感器的精度、抗震、防水防潮等要求并不高,只需解決焊接軌跡規(guī)劃問題,比視覺編程更便利,客戶體驗感也更好。因此,在這類對于六維力傳感器可用可不用的場景,一般大家不會選用2萬元的六維力傳感器,而如果成本降至2千元,相信大家都會使用。
早期,鑫精誠傳感器的單維力傳感器年銷量為8000只,如今的六維力傳感器和十年前的市場需求量差不多,年銷量為8000只,而如今單維力傳感器的市場需求量為100萬只,所以市場空間大,大家都能有錢賺。
黃約博士:傳感器有不同的應用場景,市場足夠大,而每家企業(yè)也都有適合自己的定位,對于宇立儀器來說,我希望公司有足夠的訂單,能夠保證員工有足夠的穩(wěn)定性。
張小飛博士:在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品穩(wěn)定性等方面,傳感器還有哪些短板?
黃約博士:從力傳感器角度來看,原來因為價格昂貴使得大家盡可能選擇不用,實際上也可以將其價格做到很低,但要考慮的是企業(yè)是否還能有足夠的資金投入研發(fā)。其實大家所走的技術(shù)路線是正確的,并不是一定要顛覆原有的技術(shù)路線來降低成本。
目前宇立儀器已經(jīng)與很多國內(nèi)外人形機器人頭部企業(yè)達成合作,在這個過程中,發(fā)現(xiàn)人形機器人企業(yè)最大的問題是定位不是特別準確,比如定位工業(yè)應用為何會使用人形機器人?用人形機器人解決精密裝配的難度很大,目前市面上也有更好的解決方案。我認為AI、ChatGPT是有助于人形機器人進行人機交互,人形機器人是這些軟件技術(shù)目前能夠看得到的終端市場。未來,人形機器人如果能夠進入家庭這個終極目標,體量將是千萬臺級別。
張小飛博士:在人形機器人領(lǐng)域還有哪些“卡脖子”難題?
王國安博士:人形機器人的最大特點是柔性,也許人形機器人什么都能做,但很難做到極致。人形機器人想要達到像人一樣的靈敏狀態(tài),首先眼睛要看得清楚,而且視覺不止是2D,還要有3D。其次,需要有感知、觸覺,而人的視覺和觸覺神經(jīng)元非常多,這就需要處理大量數(shù)據(jù),所以算力也是人形機器人的基礎(chǔ)必備之一。
在以上基礎(chǔ)都具備的情況下,利用算法將多元的傳感器數(shù)據(jù)進行融合,然后指導機器人運行。這個算法里面包含了模式識別、運動控制等內(nèi)容,因為人能夠兩腳站立,大腦起到非常重要的作用,通過慣性、感知等動態(tài)地控制人體的肌肉、關(guān)節(jié)等,從而實現(xiàn)動態(tài)的平衡。
接下來,還需要突破能耗問題?,F(xiàn)階段,機器人能量的利用率遠低于人,實現(xiàn)機器人長時間續(xù)航,能耗和供電至關(guān)重要。
張小飛博士:國訊芯微的操作系統(tǒng)和軟件PLC等能給人形機器人提供什么貢獻?
蔣琛:國訊芯微雖然提供的是底層操作系統(tǒng),但輸出方式可支持各類運動控制器,包括AI的運動控制器。
操作系統(tǒng)的上游是芯片,而什么樣的芯片符合人形機器人?國訊芯微專注在EtherCAT的控制伺服,靈活性高,通訊效率同步性好,但最大的問題是全身上下多達30-40個關(guān)節(jié),如果全部采用EtherCAT,就需要考慮成本問題。另外小到人形機器人的手指,就需要考慮接口的問題,是否也可以采用CAN或者步進電機的方案?這些問題的解決都需要有具體的落地場景。
近期在參加日本展會時,看到HD開發(fā)了一款全球最小的減速機,將超小伺服、電機、減速機實現(xiàn)了一體化的手指,并集成了握力和力傳感,非常靈活且穩(wěn)定,但成本很高。
我們接觸到一家人形機器人客戶,其目前產(chǎn)品的商業(yè)落地價格是60萬,因為其所有配置很高。國訊芯微作為底層控制平臺,要實現(xiàn)成本控制,需要選擇合適的芯片,并在之上打造控制系統(tǒng),給客戶提供足夠的想象空間和接口;平臺還需要適應傳感器的算法等。我們判斷人形機器人要真正落地還為時過早,希望人形機器人在半年后將成本控制到30萬,五年后實現(xiàn)特斯拉提出的目標,將成本控制到2萬美金以內(nèi),屆時各家核心零部件企業(yè)會找到最優(yōu)的組合方案。