万亿市值的特斯拉,用人形机器人再次“驱动”AI梦

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图片来源@视觉中国

8月11日,随着一声“One More Thing”和台下观众的热情掌声,站在小米新品发布会舞台上的雷军发布了小米第一台人形机器人产品——CyberOne,在观众的注视下,这位身高1.77米,体重52kg的机器人不但和雷军对话交流,更是与这位小米总裁来了一张张自拍照,并送上一枝鲜花。

这看似极具科幻感的画面不由得让很多人联想到一年前的AI日,那一天,CEO埃隆·马斯克首次展示了其首款人工智能人形机器人Tesla Bot(又名Optimus),实际上,不论是从身高、体重还是整体设计来看,时隔一年发布的小米CyberOne都和Tesla Bot有诸多相似指出,但更令人关注的是,今年9月,将在AI日上带来这款人形机器人的原型机。

尽管外界有不少质疑之声,一些人认为马斯克在借机器人概念炒热股票,另一些人则认为人形机器人并不会很快进入普通家庭,因为有太多问题尚待解决。但几乎没有人怀疑如今的造不出一个机器人,但一家从智能电动车早期一路走来,如今站在万亿市值宝座的“头号玩家”,究竟为何要做人形机器人,这种转变的起因来自何处?又将如何再次改变未来时代的科技生活?国内企业又将受到怎样的影响?

智能化武器扫荡“落后”产业顽疾

为了让机器人时代照进现实,在汽车行业早已深耕多年,挖掘出诸多核心能力,其中最不容忽视的是软硬件深度融合与OTA能力。

2003年成立的生长于电动汽车的蛮荒时代,当时人们对电动车的印象还停留于“老头乐”阶段,是低速、短途、笨拙的象征。而以电动汽车、太阳能电池板、储能电池作为其主要业务的,在马斯克投资并加入后,逐渐找到了其发力重点——智能化与AI升级。

智能化的一大核心是让汽车成为四轮“电脑”,完成高效工作,这取决于厂商对汽车软硬件领域的深度融合,正是开启了对传统分布式的汽车电子电气架构深刻改革的大幕。

将汽车电子控制单元(ECU)垂直融合化、集合化——用中央计算模块(CCM)直接整合了驾驶辅助系统(ADAS)和信息娱乐系统(IVI)两大域,同时用左车身控制模块(BCM_LH)和右车身控制模块(BCM_RH)负责车身与便利系统(Body&Convenience)、底盘与安全系统(Chassis and Safety)和部分动力系统(Powertrain)的功能,这改变了传统汽车行业的造车模式。

很快,人们便看到了这种软硬结合带来的最直观差距。例如,大众电动车ID.4,福特电动车Mach E上的ECU数量分别为52和51个,而Model Y仅有26个,明显体现出在电动汽车上的高集成度。

而在智能化底层的软件代码上优势更加明显,美团CEO王兴曾经吐槽,宝马X5里软件代码有3亿行,而的车只有1000万行。后来马斯克进一步表示,Model 3的代码只有420万,这为实现汽车无线(OTA,Over The Air)软件更新带来了极高的效率,也为之后的AI软件迭代升级铺平了道路。

汽车行业被称为工业制造的“皇冠”,在马斯克率领进入的几年之后,这个由数万个零件组合起来的产品不仅具备了软硬件深度融合的可能,更是让人看到了汽车拥有的进化能力。而当将目光从汽车行业延伸到机器人行业,这两种能力会帮助在机器人产品上走得更远。

马斯克曾介绍称,Tesla Bot机器人将是一位身高1.73米,体重56.7千克,可抱起20.4千克的货物,最快行走速度8km/h的人形机器人,它可以帮人类除草,或者搬运东西,或者拿快递.......而要让机器人不断学会新的能力,不断帮助人类解决那些无聊且繁琐的工作,擅长的OTA升级技术以及软硬件融合能力则不可或缺。

这种强悍的产品自我进化能力源于何处?在马斯克的演讲中曾给出过答案,他曾说:“我们当然需要那些从事先进工程的人具有创新性。为此,建立激励结构,在创新过程中犯错不会带来很大的惩罚,但是完全不尝试创新会带来很大的惩罚,你会被解雇。”

人形机器人领域在当下如同曾经的电动车领域,存在许多产业顽疾尚待解决,当在电动车领域进行颠覆式革命的时候,这种以智能化和深度融合的软硬件一体化将成为其最重要的“助推器”,不仅将让机器人具备更高效的OTA特性,也可能让在机器人领域具备大规模产业化下的成本控制能力,但在此基础上,真正有可能实现宏伟目标的基础,或许还是其AI商业化落地能力。

自动驾驶技术颠覆人形机器人

如同后来人们常做的类比一样,的电动车和其他电车相比,相当于iPhone和诺基亚的区别,前者不仅有着强悍的性能,还拥有人性化的智能功能,甚至开启了AI软件系统不断更新的先河,而早在2013年,就已经开始在自家汽车上测试自动辅助驾驶功能,这成为如今其人形机器人功能的基础。

在澳大利亚科学院院士Peter Corke看来,电动车的自动驾驶系统本质上就是机器人,其电池和电动驱动技术也是可以迁移到机器人开发上去的,实际上,机器人可以简单拆分为2个域,即AI域及技术域,在这两方面,已拥有各自对应的能力,以实现其人形机器人的产品开发。

首先,人形机器人Tesla Bot的AI域采用FSD Computer作为算力核心,配备8个Autopilot Camera作为传感器,这是汽车感知世界的硬件基础,通过深度学习、大数据分析,Dojo训练,自动标记等算法,在汽车上已经具备的自动辅助驾驶能力迁移至机器人并成功的概率较大,并且由于借助摄像头而非激光雷达,其人形机器人成本将具备不小优势。

技术域方面,人形机器人Tesla Bot头部包含了信息屏幕,用来展示信息,整体由轻质材料组成,并且四肢包含40个左右的机电执行器,并通过力反馈感应系统来实现平稳和敏捷双脚行走,对而言,这种机械上的耦合更是其多年以来积累的能力,例如将所有功能整合在汽车车机当中,实现了用车机大屏控制汽车的所有功能,而未来的人形机器人,也将具备这种人机交互的特性。

早在去年刚公布人形机器人计划时,马斯克就表达过在机器人领域的潜在优势:“已经是地球上最大的机器人公司,我们每一辆车都是装有轮子的机器人,自动驾驶技术的进化让我们能顺理成章地造出人形机器人。”

当然,要彻底实现这一愿景,依然面临巨大挑战,这或许是这家公司发展至今将面临的最大困难。国际专业组织电气与电子工程师协会(IEEE)旗下杂志IEEE Spectrum的资深机器人编辑Evan Ackerman就指出:“不像火箭或者汽车,人形机器人并不是一项已经存在的科技,并非有宏大的愿景、一群聪明的人,再加上资金投入就可以实现的。”

在他看来,机器人领域仍存在许多基础性的软硬件问题需要突破,即便是大众熟知的最像人的波士顿动力机器人,也依然受困于成本、技术、应用场景等限制没能进入C端市场,这其中的难度可想而知。

不过,在人工智能领域正逐渐建立起具备强大算力的AI生态。以自研的Dojo D1芯片为例,作为Dojo超级计算机的关键单元,它采用分布式结构和7nm工艺,搭载500亿个晶体管、354个训练节点。通过这样的芯片组合在一起而构成的超级计算机Dojo,不仅算力高达9PFLOPs,并且相比于业内其他竞争对手具备成本性能和能耗比方面的优势,这成为押注AI领域,敢进军机器人,尤其是人形机器人领域的底牌之一。

人形机器人背后需要极大的算力需求,具备自研AI处理器的厂商可以提供强大的算力支撑。算力作为数据加速处理的动力源泉,其重要性不言而喻。机器学习的训练环节需要庞大的数据输入量才能支持复杂的神经网络模型,训练过程中由于复杂的神经网络结构和较大的运算量,因此对于处理器的算力、能耗要求极大;同时,推断环节同样需要大量的矩阵运算。AI处理器芯片可以支持深度神经网络的学习和加速计算,相比于GPU和CPU拥有成倍的性能提升,和极低的耗电水平。因此具有自研AI处理器芯片的公司具有先发优势。

人形机器人的商业落地需要下游场景的数据融合,具备AI算法落地的具有更大优势。在智能驾领域已经实现了纯视觉的解决方案,相关FSD系统可以直接用于人形机器人的机器视觉领域。然而距离人形机器人的落地,需要其数据和下游细分场景紧密统合,通过数据算法的迭代,进而提供商业服务。具备AI算法落地的不仅本身具有卡位优势,还将通过与下游场景连接密切,加快人形机器人的落地,而这种上下游的协作,将成为中国企业成长的重要机会。

当特斯拉迈入机器人新周期

“人们不知道想要什么,直到你把它摆在他们面前。”

乔布斯这段话放在如今的人形机器人领域似乎再合适不过了。当2021年马斯克公布人形机器人Tesla Bot时,不少专业人员还在怀疑人形机器人究竟能在我们生活中扮演怎样的角色,而一年之后,越来越多的人形机器人就开始出现在厂商发布会上,并为机器人产业链带来了新的成长机会。

国内人形机器人领域头部玩家之一的达闼科技创始人兼CEO黄晓庆曾指出,新技术为机器人带来了细分行业的机会,他表示:“以云端机器人为代表的智能服务机器人是5G时代的杀手级应用,是人类的第三台计算机,必将超越手机和汽车行业成为数字时代的最大产业。”

据市场调查公司MarketsandMarkets于2022年4月发布的研究报告,人形机器人的市场总量在2022年为15亿美元,到2027年将增长到173亿美元,年复合增长率高达63.5%。需求主要将由教育行业、零售业和医疗业推动,显然,覆盖诸多领域的人形机器人需要完善的产业链支持。

优必选首席品牌官谭旻在2021世界机器人大会演讲中曾指出,中国在整个机器人产业链,无论是上游底层硬件,从AI芯片、伺服舵机、减速机、传感器等技术上面,已经有全球最长的产业链,在中游的技术支持上面,无论是计算机视觉、机器学习、语音识别、还是云平台、物联网等方面,中国也有全世界最庞大的群体,而在下游产业的供应链里,中国是全世界拥有最庞大应用场景的地方。

从汽车产业走向机器人产业,特斯拉为我们带来的启示是多方面的。从人类数千年的历史文明中我们不难看到,“硬科技”理念提出者、中科创星创始合伙人米磊曾经指出,人类经济发展的底层规律包含三大系统:知识系统、经济系统和社会系统。经济发展主要来源于经济系统高速增长,但是,经济系统如果需要保持高速增长,则需要依靠知识系统(自然科学与社会科学)持续输入能量。而支持知识系统的根源来自于科技水平的提高,来自于实现那些对人类有益却无比困难的技术升级,显然,人形机器人正是其中之一。

从硬科技发展的角度来看,200年前是机械革命,100年前是电气革命,过去60年是集成电路和光通信推动的信息化革命,而未来100年将会是“光子+AI”的时代,而人形机器人恰好是承载“光子+AI”时代技术的最佳载体。

找到了未来汽车的核心在于智能化迭代,在于AI能力的深入,因此,这种AI能力不仅成为电动车的核心,也成为Tesla Bot机器人的核心。显然,人形机器人将成为自动驾驶的集大成者,当人形机器人的核心与智能驾驶共用FSD系统,其进化速度将更进一步成长,而这一切背后,都印证了马斯克坚持的第一性原理,他曾说“我希望20年内火星上有一座自给自足的城市。”而为了能够实现这一目标,光让火箭飞上火星还远远不够,假如人类能拥有聪明的人形机器人充当开荒火星的帮手,他的目标才可能更进一步实现。

正如马斯克前不久发表的《相信科技创造美好未来》一文中说的那样:“将来,一台家用机器人可能比一辆汽车还便宜。也许在未来不到十年的时间里,人们就可以给父母买一个机器人作为生日礼物......当有一天我们解决了汽车的自动驾驶问题,也就解决了现实世界的人工智能问题,到那时,将人工智能技术推广到人形机器人身上,就将比汽车具备更广阔的应用前景。”

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