智東西（公眾號：zhidxcom）
作者 | 三北
編輯 | 漠影
人形機(jī)器人走進(jìn)工廠，已成為全球科技圈的一大熱點(diǎn)。
智東西8月22日報道，在8月21日-25日舉辦的2024世界機(jī)器人大會上，多達(dá)27款人形機(jī)器人扎堆亮相，數(shù)量達(dá)到歷年之最，并且各路人形機(jī)器人大秀作詩、跳舞、走紅毯、賣貨等各種才藝，吸引了眾多眼球。
多次參加大會的優(yōu)必選，今年所展示的內(nèi)容有所不同。相比于單款人形機(jī)器人產(chǎn)品，他們在現(xiàn)場搭建了一個模擬車廠的應(yīng)用環(huán)境，首次展出了人形機(jī)器人工業(yè)場景解決方案，Walker S系列人形機(jī)器人在現(xiàn)場展示出多項(xiàng)實(shí)用技能，搬運(yùn)貨物、分揀物料、汽車質(zhì)檢等任務(wù)都不在話下。
▲在模擬車廠的應(yīng)用環(huán)境中演示人形機(jī)器人
自今年初起，蔚來、吉利汽車、一汽-大眾青島分公司等多家車廠都出現(xiàn)了優(yōu)必選工業(yè)版人形機(jī)器人Walker S系列的身影，進(jìn)行實(shí)訓(xùn)實(shí)操。本次，優(yōu)必選在現(xiàn)場展示的人形機(jī)器人工業(yè)場景解決方案正是此前的這些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)沉淀而來。
“經(jīng)過超過半年的調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)工業(yè)制造有望成為人形機(jī)器人大規(guī)模應(yīng)用的首個領(lǐng)域?！眱?yōu)必選副總裁、研究院執(zhí)行院長焦繼超說，“從用戶需求的迫切程度、對人形機(jī)器人的認(rèn)知程度，到大家普遍關(guān)心的問題來看，工業(yè)制造領(lǐng)域?qū)@些人形機(jī)器人的接受度已經(jīng)相當(dāng)高了?！?/p>
進(jìn)入工廠實(shí)訓(xùn)的優(yōu)必選人形機(jī)器人表現(xiàn)如何？背后有什么樣的產(chǎn)品和技術(shù)亮點(diǎn)？通過對話焦繼超等多位專家，本文對此進(jìn)行了深入的探討。
▲優(yōu)必選Walker S系列人形機(jī)器人在現(xiàn)場引起眾多關(guān)注
一、一線探展：搬運(yùn)、分揀、質(zhì)檢全都會，“絲滑”協(xié)同人車物
人形機(jī)器人是本次世界機(jī)器人大會的焦點(diǎn)，其中一大爆點(diǎn)就是優(yōu)必選首次展示的人形機(jī)器人工業(yè)場景解決方案。
現(xiàn)場的優(yōu)必選相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴我們，這是其最新推出的通用人形機(jī)器人解決方案，專門面向多任務(wù)工業(yè)場景，主要完成智能搬運(yùn)、智能分揀、智能質(zhì)檢、螺絲擰緊、零件安裝、過程材料操作等多種任務(wù)，在全球范圍內(nèi)都是首創(chuàng)。
在優(yōu)必選展臺上，Walker S系列人形機(jī)器人展示了智能搬運(yùn)、智能分揀、智能質(zhì)檢等多種任務(wù)，人氣尤為火爆。
1、智能搬運(yùn)：會看路、能避障、抓得穩(wěn)，搬運(yùn)小能手
搬運(yùn)是工廠里的高頻場景，Walker S系列人形機(jī)器人可以輕松識別并拿起貨物，準(zhǔn)確地將貨物送到目的地。比如，它可以把零部件箱從倉庫地板搬到傳送帶上。
▲智能搬運(yùn)
Walker S系列的雙臂可謂 “小臂出大力”，自重/負(fù)載比小于1的輕量化仿人雙臂，可以搬運(yùn)不同尺寸、最高重達(dá)15千克的箱子。
在搬運(yùn)時，它的速度大約達(dá)到2千米/小時，空運(yùn)時速最高4千米/小時，大約是0.5-1米/秒，雖然跟人的行走速度還沒法比，但這個速度保證了步伐平穩(wěn)安全，已經(jīng)是目前業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先水平。
值得一提的是，Walker S系列的搬運(yùn)工作是有計劃的。在行動前，它會先構(gòu)建3D語義地圖，以便精準(zhǔn)導(dǎo)航和避障。在搬運(yùn)過程中，它能同時實(shí)時記錄數(shù)據(jù)，與智慧工廠倉庫系統(tǒng)完美對接，還能與AGV、無人物流車等智能設(shè)備連接協(xié)同。
2、智能分揀：“眼尖手快”，被干擾后2秒重回最佳狀態(tài)
在工廠中，貨品分揀是一個門檻更高的工種，Walker S系列也能夠勝任。
“眼尖手快”是這個場景中的人形機(jī)器人的必備特質(zhì)。據(jù)悉，Walker S系列可以實(shí)現(xiàn)厘米級精度的部件與工具自主定位與識別，快速執(zhí)行任務(wù)理解和規(guī)劃，“手眼協(xié)調(diào)”地完成分揀任務(wù)。
▲智能分揀
通過一個最大約177厘米的臂展，以及12個主動自由度的靈巧雙手，Walker S系列可以在10秒內(nèi)抓取和放置2種組件。
背后，Walker S系列有一雙6D位姿識別技術(shù)“眼睛”、多模態(tài)大模型“大腦”以及自主手眼協(xié)調(diào)抓取技術(shù)“神經(jīng)”，讓它即使在分揀時被干擾，也能夠在不到2秒的時間內(nèi)迅速響應(yīng)和重啟任務(wù)。
3、智能質(zhì)檢：“火眼金睛”，檢測準(zhǔn)確率超99%
質(zhì)檢則對工廠中人形機(jī)器人的要求“更上一層樓”，它尤為精細(xì)且需要專業(yè)經(jīng)驗(yàn)支持。
Walker S系列可以在移動的汽車生產(chǎn)流水線上，安全穩(wěn)定地靠近車輛，采集并處理視頻流和深度信息，檢測零部件的質(zhì)量達(dá)標(biāo)情況。
▲智能質(zhì)檢
據(jù)稱，其檢測范圍覆蓋360°的車身范圍和0.5米以下的低矮區(qū)域，檢測準(zhǔn)確率超過99%。即使是針對復(fù)雜光線，Walker S系列也可以通過手持LED燈對檢測零件進(jìn)行補(bǔ)光，并通過全身搭載的攝像頭實(shí)現(xiàn)毫米級的檢測。
此外，Walker S系列可以與工廠自動化控制系統(tǒng)無縫對接，將檢查結(jié)果進(jìn)行實(shí)時可視化，它還可以動態(tài)調(diào)整操作策略，確保在復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境中高效、安全地工作。
進(jìn)入工廠，人形機(jī)器人就不再是一個孤立的個體。像自動駕駛汽車需要和車、路、人相協(xié)調(diào)一樣，它需要與工廠里的人、車、物相配合。
基于優(yōu)必選人形機(jī)器人工業(yè)場景解決方案，人形機(jī)器人可以與工人、AGV、無人物流車聯(lián)動，也能接入智能制造管理系統(tǒng)協(xié)作，在任務(wù)調(diào)度、貨物配送、生產(chǎn)加工等多個場景形成高效靈活的生產(chǎn)方式。
比如，在本次展會上，Walker S Lite人形機(jī)器人與L4級無人物流車Chitu赤兔協(xié)作執(zhí)行了物料配送任務(wù)，后者將物料搬運(yùn)到指定位置，Walker S Lite人形機(jī)器人從那里接過貨物，最終完成配送。
▲Walker S Lite人形機(jī)器人與L4級無人物流車Chitu赤兔協(xié)作
“我們給客戶的解決方案是一站式的，從后臺的管理系統(tǒng)到前端實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的通信調(diào)度管理。”焦繼超告訴智東西，“通過不斷的技術(shù)迭代和成本優(yōu)化，人形機(jī)器人有望從工業(yè)場景走進(jìn)各行各業(yè)，最終到家庭陪伴場景時，人們買人形機(jī)器人就像買一臺手機(jī)或電腦一樣簡單?！?/p>
二、工業(yè)場景垂域大模型“大腦”加持，全棧式技術(shù)積累
看完人形機(jī)器人技能展示，我們來看看優(yōu)必選工業(yè)解決方案背后技術(shù)。
焦繼超告訴智東西，在經(jīng)過前期深入調(diào)研、實(shí)地考察、企業(yè)實(shí)戰(zhàn)合作后，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)制造業(yè)領(lǐng)域?qū)θ诵螜C(jī)器人的要求實(shí)際且務(wù)實(shí)：
首先，機(jī)器人需要具備高度的自主能力，以減少對人工維護(hù)的依賴；
其次，人形機(jī)器人需要具備雙臂的靈巧操作能力，以適應(yīng)組裝線上的各種任務(wù)；
再者，量產(chǎn)交付能力也是關(guān)鍵。當(dāng)企業(yè)需要大量人形機(jī)器人時，能否保證每臺人形機(jī)器人的一致性和質(zhì)量，這涉及到工藝和生產(chǎn)流程的嚴(yán)格控制。
此外，價格也是一個重要因素。性能和價格需要達(dá)成一個平衡點(diǎn)，以滿足用戶的實(shí)際需求。
總的來說，工業(yè)場景對人形機(jī)器人硬件和軟件都提出了很高的要求，需要廠家不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)。
聚焦到優(yōu)必選人形機(jī)器人工業(yè)場景解決方案，這一方案覆蓋了其沉淀十幾年，在具身智能多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)了突破，包括行業(yè)先進(jìn)的工業(yè)場景垂域大模型技術(shù)、計算機(jī)視覺感知、語義VSLAM導(dǎo)航、學(xué)習(xí)型全身運(yùn)動控制、多模態(tài)人機(jī)交互、靈巧操作、機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計、高性能一體化關(guān)節(jié)等多個方面。
每一項(xiàng)技術(shù)的門檻都不低，且對人形機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的落地都很關(guān)鍵。
以多模態(tài)人機(jī)交互為例，該方案采用了優(yōu)必選自研的面向人形機(jī)器人工業(yè)場景的多模態(tài)大模型。利用多模態(tài)大模型的場景理解能力，人形機(jī)器人將具體任務(wù)與工作場景結(jié)合，提升工廠任務(wù)的執(zhí)行效率；基于多模態(tài)大模型構(gòu)建多類智能體，人形機(jī)器人對不同任務(wù)的理解與執(zhí)行效率得以提升。據(jù)悉，在工業(yè)場景和交互領(lǐng)域，這一架構(gòu)已經(jīng)超過部分通用大模型的表現(xiàn)。
▲優(yōu)必選多模態(tài)大模型應(yīng)用展示
焦繼超談道，自2012年成立以來，優(yōu)必選就開始沉淀伺服驅(qū)動器、運(yùn)動控制算法、人機(jī)交互等關(guān)鍵技術(shù)。團(tuán)隊在2023年內(nèi)部論證了具身智能的技術(shù)體系框架，開創(chuàng)性地將技術(shù)體系分為大腦、小腦和硬件三個區(qū)塊：
大腦負(fù)責(zé)動態(tài)感知和角色規(guī)劃，小腦則負(fù)責(zé)運(yùn)動控制，包括步態(tài)和靈巧操作，多種高性能肢體就是執(zhí)行器硬件，從而使人形機(jī)器人的多模態(tài)交互、靈巧操作和自主導(dǎo)航能力大大提升。
再以高性能一體化關(guān)節(jié)為例，這是人形機(jī)器人的核心部件之一。據(jù)悉，優(yōu)必選自研一體化關(guān)節(jié)集成了驅(qū)動器、電機(jī)、減速器等組件于一個緊湊的結(jié)構(gòu)中，以提供高扭矩和高功率密度的輸出能力。
這種設(shè)計不僅提高了負(fù)載能力，還提升了交互比和散熱效率，是優(yōu)必選工業(yè)解決方案的一大技術(shù)亮點(diǎn)。
總的來說，在這些硬核技術(shù)的加持下，優(yōu)必選工業(yè)版人形機(jī)器人Walker S系列相較于其他國內(nèi)外人形機(jī)器人，具備了更加優(yōu)秀的穩(wěn)定性、可靠性、實(shí)用性和安全性，這也是車廠對使用人形機(jī)器人的基本要求。
▲優(yōu)必選Walker S系列人形機(jī)器人在現(xiàn)場展示技能
三、牽手奧迪一汽等行業(yè)龍頭，推動人形機(jī)器人落地應(yīng)用
本次世界機(jī)器人大會期間，優(yōu)必選還與奧迪一汽、北京具身智能機(jī)器人創(chuàng)新中心簽署合作協(xié)議，共同研發(fā)人形機(jī)器人智能化解決方案。
▲優(yōu)必選與奧迪一汽、北京具身智能機(jī)器人創(chuàng)新中心簽署合作協(xié)議
按照計劃，優(yōu)必選將與這些合作伙伴將人形機(jī)器人引入汽車產(chǎn)線的智能搬運(yùn)、質(zhì)量檢查和過程材料操作等工位，推動人形機(jī)器人在汽車工廠的大規(guī)模應(yīng)用。
這一年，人形機(jī)器人進(jìn)廠成為全球的主流，國外頭部人形機(jī)器人公司基本都與汽車廠商合作，國內(nèi)優(yōu)必選也動作頻頻，先后與東風(fēng)柳汽、吉利汽車、一汽紅旗、一汽-大眾青島分公司、奧迪一汽等多家汽車企業(yè)合作，是目前合作車廠最多的人形機(jī)器人企業(yè)。工業(yè)版人形機(jī)器人Walker S系列陸續(xù)進(jìn)入多家車廠實(shí)訓(xùn)，并已經(jīng)獲得了車廠超過500臺的意向訂單。
焦繼超表示，今年以來，他與團(tuán)隊成員已經(jīng)陸續(xù)走訪了十多家車企，并與對方的負(fù)責(zé)人進(jìn)行了深度溝通；這個過程中，他對于車企對人形機(jī)器人的需求有了更具體的認(rèn)識，“車廠本身對于高端制造業(yè)的行業(yè)規(guī)律了解很深刻，所以價格不是他們的首要考慮，反而是要看人形機(jī)器人產(chǎn)品能不能在工業(yè)場景中真實(shí)發(fā)揮作用，以及在工作過程中能不能有足夠的穩(wěn)定性、可靠性、安全性等。”這些需求在優(yōu)必選的人形機(jī)器人工業(yè)解決方案中都有所體現(xiàn)。
更早的時候，優(yōu)必選實(shí)際已經(jīng)在人形機(jī)器人穩(wěn)定落地應(yīng)用方面有過足夠的經(jīng)驗(yàn)。他們的熊貓機(jī)器人優(yōu)悠以及Walker X此前曾經(jīng)在迪拜世博會中國館連續(xù)穩(wěn)定服務(wù)過6個月，在中國科學(xué)技術(shù)館也服務(wù)超過兩年。焦繼超表示，通過這些探索，優(yōu)必選的人形機(jī)器人已經(jīng)完成了從實(shí)驗(yàn)室到應(yīng)用場景的“0到0.1”階段；通過在車廠的實(shí)訓(xùn)，優(yōu)必選的下一步是推動人形機(jī)器人完成商業(yè)化的“從0.1到1”。
實(shí)際上，人形機(jī)器人工業(yè)場景解決方案的用武之地不止于車廠。
這是由于，當(dāng)下新一代智能制造生產(chǎn)線的全球競爭正拉開帷幕。這其中，如何利用前沿技術(shù)提升生產(chǎn)效率是關(guān)鍵。集成了人工智能、高端制造、新材料等先進(jìn)技術(shù)的人形機(jī)器人，正是能夠在智能制造的進(jìn)化過程中發(fā)揮作用。
與此同時，由于人口老齡化及流動率高等現(xiàn)象，我國的工業(yè)制造也出現(xiàn)了用人難的問題。根據(jù)人社部、工信部、教育部公布的《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》，2025年，中國制造業(yè)工人缺口將接近3000萬。車間一線工人芳動強(qiáng)度大，需要重復(fù)動作的組裝工、頻繁彎腰的分揀工、長時間站立的檢驗(yàn)工等一線工人是制造業(yè)人力缺口的主體，人形機(jī)器人的出現(xiàn)有望彌補(bǔ)這一巨大缺口。
焦繼超透露，在優(yōu)必選的規(guī)劃中，人形機(jī)器人在工業(yè)場景的應(yīng)用將分三步走：首先以新能源汽車制造場景作為切入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)在搬運(yùn)、物料分揀等場景的測試，不斷完善硬件的穩(wěn)定性和可靠性；然后逐步拓展至中等難度任務(wù)，重點(diǎn)打造3-5個專用場景下的應(yīng)用，不斷提升產(chǎn)品的性能，逐漸實(shí)現(xiàn)規(guī)模商業(yè)化并降低人形機(jī)器人的成本，橫向拓展至其它行業(yè)及場景；最后進(jìn)一步拓展到較為復(fù)雜的任務(wù)場景，成為多任務(wù)通用型工業(yè)人形機(jī)器人。
結(jié)語：從落地汽車走向更多實(shí)體產(chǎn)業(yè)，人形機(jī)器人走向?qū)I(yè)化
2024年，人形機(jī)器人不僅火遍了各大發(fā)布會，火到了世界機(jī)器人大會，還火到了產(chǎn)學(xué)研資的各個圈子。作為我國人形機(jī)器人領(lǐng)軍企業(yè)，優(yōu)必選率先聯(lián)合眾多企業(yè)將人形機(jī)器人落地車廠進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，推出沉淀而來的人形機(jī)器人工業(yè)場景解決方案，讓人形機(jī)器人的這把火更加落地。
爆火的大模型為人形機(jī)器人帶來了機(jī)遇。同時，人形機(jī)器人是一個集合軟硬件的超復(fù)雜系統(tǒng)性工程，需要機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計、高性能一體化關(guān)節(jié)、計算機(jī)視覺感知、語義VSLAM導(dǎo)航等眾多技術(shù)的協(xié)作，才能夠發(fā)揮更大的能力，在更多實(shí)體產(chǎn)業(yè)場景中發(fā)揮實(shí)際價值。
人形機(jī)器人出現(xiàn)專業(yè)化趨勢，意味著其離落地應(yīng)用更近了一步。落地應(yīng)用將進(jìn)一步反推技術(shù)迭代，不久的將來隨著人形機(jī)器人來到家庭，相信擁有一臺人形機(jī)器人，會像擁有一臺手機(jī)、電腦一樣經(jīng)濟(jì)便捷。
