我国人形机器人产业进入量产前夕。
GGII认为,随着人形机器人产业进入量产前夕,人形机器人高价值、高壁垒核心零部件环节将迎来发展机遇期。
尽管人形机器人是蓝海市场,但产业整体还处于初级阶段,存在落地难点。尤其是我国人形机器人起步较晚,还有多个关键技术难点亟待突破。
2023年12月11-13日,由配天机器人总冠名的2023(第十届)高工机器人年会暨十周年庆典隆重举办。
在12月12日下午举行的主题为“关键技术突围与创新场景实践”的圆桌对话上,美的工业技术章浏明博士、同川精密总经理沈晓龙、斯微特传动总经理余运清、鑫精诚传感器董事长吴浩、宇立仪器黄约博士、海伯森技术董事长王国安博士、国讯芯微CTO蒋琛等企业高层围绕“‘卡脖子’技术突破策略;人形机器人风起时,什么样的核心零部件将收益?”等话题进行了精彩的对话,本场圆桌对话由高工机器人董事长张小飞博士主持。
张小飞博士:目前智能机器人或人形机器人在哪些方面还需要有更大的提升?
王国安博士:海伯森技术有两条主线,覆盖人形机器人两大领域。一方面是光学和视觉产品线,赋予了机器人感知,让机器人能够看到;另一方面是力学产品线,能够让机器人在看到的同时感知到力的反馈。如果将机器人变得更加智能,以上两个方面必不可少。
张小飞博士:国产减速器厂商在理论、装备、材料、设计、检测等方面与国外品牌还存在哪些差距?
章浏明博士:目前还有很多方面有待于实践检验,这是我们需要面对的现实。因此,企业大胆的尝试和探索,值得被肯定。
余运清:关于RV减速机,根据斯微特传动2023年的产能、产量及客户分析来看,我们有280个客户使用行业接近70个。其实机器人领域精度不是最高的,如果想要做好RV减速机,我们必须要站上世界的视野。
当前,国内厂商与国际厂商在产能、出货量方面差距相对较大,因此我们现在还处于学习阶段,需要加强修炼内功,为未来打好基础。
沈晓龙:关于谐波减速机,首先要掌握一些先进的理论;其次,中国市场应用场景相比国外更加多元化,所以我们在产品方面讲究适用性,并不是精度越高就越好,而是根据不同的应用场景来选择产品;最后,工业品最可贵的是可靠性。
为此,同川精密也在不断地向国内外先进产品学习先进性、适用性及可靠性。
张小飞博士:同川精密产品种类多元化,如何平衡精度和成本问题?
沈晓龙:过去的谐波减速器的参数是根据工业机器人或者工业机械手臂的参数进行定义,而未来要适配服务机器人或者特种人形机器人,其对谐波减速器的很多要求已经发生变化,因此过去的方案未必是最好的方案,这就需要企业勇于理论创新和实践创新。我认为应该是场景催生需求,需求催生创新。这对于中国企业来说是优势,也是超越国际企业的巨大机会。
张小飞博士:目前国产谐波减速机与进口相比,还存在哪些差距?
章浏明博士:我们的布局不仅仅是产品的应用,更重要的是核心技术。我们不缺钱、不缺人,当前之所以被卡脖子,就是我们手中缺少核心技术,如精密加工制造的正向设计缺乏,先进轴承仍需依赖国外品牌,材料、疲劳热处理未做到位。因此,我们需要深入扎根攻克核心技术,未来十年或者二十年的奋斗目标是,某些国家被我们的技术卡脖子。
张小飞博士:对于鑫精诚传感器来说,还有哪些方面需要向宇立仪器的传感器学习?
吴浩:宇立仪器黄约博士是国内传感器行业的泰斗,是最早将六维力传感器技术带到中国的前辈,其产品也在行业内树立了良好的口碑,尤其是在打磨市场应用端已经做到极致。
鑫精诚传感器进入六维力传感器领域相对较晚,从3C行业起步,选择细分赛道。早期,六维力传感器价格昂贵,普遍1-2万元起步。
而实际上举例来看,焊接行业拖拽示教的应用对于六维力传感器的精度、抗震、防水防潮等要求并不高,只需解决焊接轨迹规划问题,比视觉编程更便利,客户体验感也更好。因此,在这类对于六维力传感器可用可不用的场景,一般大家不会选用2万元的六维力传感器,而如果成本降至2千元,相信大家都会使用。
早期,鑫精诚传感器的单维力传感器年销量为8000只,如今的六维力传感器和十年前的市场需求量差不多,年销量为8000只,而如今单维力传感器的市场需求量为100万只,所以市场空间大,大家都能有钱赚。
黄约博士:传感器有不同的应用场景,市场足够大,而每家企业也都有适合自己的定位,对于宇立仪器来说,我希望公司有足够的订单,能够保证员工有足够的稳定性。
张小飞博士:在技术创新、产品稳定性等方面,传感器还有哪些短板?
黄约博士:从力传感器角度来看,原来因为价格昂贵使得大家尽可能选择不用,实际上也可以将其价格做到很低,但要考虑的是企业是否还能有足够的资金投入研发。其实大家所走的技术路线是正确的,并不是一定要颠覆原有的技术路线来降低成本。
目前宇立仪器已经与很多国内外人形机器人头部企业达成合作,在这个过程中,发现人形机器人企业最大的问题是定位不是特别准确,比如定位工业应用为何会使用人形机器人?用人形机器人解决精密装配的难度很大,目前市面上也有更好的解决方案。我认为AI、ChatGPT是有助于人形机器人进行人机交互,人形机器人是这些软件技术目前能够看得到的终端市场。未来,人形机器人如果能够进入家庭这个终极目标,体量将是千万台级别。
张小飞博士:在人形机器人领域还有哪些“卡脖子”难题?
王国安博士:人形机器人的最大特点是柔性,也许人形机器人什么都能做,但很难做到极致。人形机器人想要达到像人一样的灵敏状态,首先眼睛要看得清楚,而且视觉不止是2D,还要有3D。其次,需要有感知、触觉,而人的视觉和触觉神经元非常多,这就需要处理大量数据,所以算力也是人形机器人的基础必备之一。
在以上基础都具备的情况下,利用算法将多元的传感器数据进行融合,然后指导机器人运行。这个算法里面包含了模式识别、运动控制等内容,因为人能够两脚站立,大脑起到非常重要的作用,通过惯性、感知等动态地控制人体的肌肉、关节等,从而实现动态的平衡。
接下来,还需要突破能耗问题。现阶段,机器人能量的利用率远低于人,实现机器人长时间续航,能耗和供电至关重要。
张小飞博士:国讯芯微的操作系统和软件PLC等能给人形机器人提供什么贡献?
蒋琛:国讯芯微虽然提供的是底层操作系统,但输出方式可支持各类运动控制器,包括AI的运动控制器。
操作系统的上游是芯片,而什么样的芯片符合人形机器人?国讯芯微专注在EtherCAT的控制伺服,灵活性高,通讯效率同步性好,但最大的问题是全身上下多达30-40个关节,如果全部采用EtherCAT,就需要考虑成本问题。另外小到人形机器人的手指,就需要考虑接口的问题,是否也可以采用CAN或者步进电机的方案?这些问题的解决都需要有具体的落地场景。
近期在参加日本展会时,看到HD开发了一款全球最小的减速机,将超小伺服、电机、减速机实现了一体化的手指,并集成了握力和力传感,非常灵活且稳定,但成本很高。
我们接触到一家人形机器人客户,其目前产品的商业落地价格是60万,因为其所有配置很高。国讯芯微作为底层控制平台,要实现成本控制,需要选择合适的芯片,并在之上打造控制系统,给客户提供足够的想象空间和接口;平台还需要适应传感器的算法等。我们判断人形机器人要真正落地还为时过早,希望人形机器人在半年后将成本控制到30万,五年后实现特斯拉提出的目标,将成本控制到2万美金以内,届时各家核心零部件企业会找到最优的组合方案。