今年的政府工作报告提出,培育生物制造、量子技术、个人智能、6G等未来产业。人形机器人作为智能的一个重要角度,在工业制造、生活服务等领域具有巨大的潜力,有望成为继智能手机和新能源汽车之后的颠覆性商品。目前,中国在人形机器人领域已经显示出与发达国家相当的先发优势,但仍面临技术创新能力不足、制造技术水平相对落后、整机成本高等问题。我们应该从科技创新、情景牵引、产业组织和生态建设等方面全面实施政策,尽快创造新竞争优势。
我国人形机器人产业体系日益健全
近年来,中国先后发布了《十四五机器人产业发展规划》、《人形机器人创新发展指导意见》等政策文件,并设立了重点支持重点项目,逐步建立了产业发展支持体系,包括技术创新体系建设、场景应用扩展、产业生态建设等。人工智能融入物理实体后,具有较强的感知、学习和互动能力,使人形机器人具有更广阔的应用领域。中国依托工业机器人领域的长期积累和人工智能技术的不断发展,在人形机器人领域显示出先发优势。主要体现在。
首先,关键核心技术不断突破。在“身体”核心技术集团方面,六维扭矩传感器和无框扭矩电机等核心部件产业化加快,国内企业正在逐步打破国外制造商的垄断局面。在“大脑”和“小脑”核心技术集团方面,中国已成功开发出“大脑”和“小脑”模型。2024年7月,上海国家和地方政府共同建设了人形机器人创新中心,并成功推出了“朱雀”大脑模型和“玄武”小脑模型在世界人工智能大会上的自主研发。
第二,产业链已经初具规模。国内厂商基本实现了技术体系的全覆盖,成功推出了整机产品,促进了行业的快速发展。根据中国电子信息产业发展研究院的数据,2023年国内人形机器人产业规模将达到39.1亿元,同比增长85.7%;从2024年到2025年,中国的人形机器人将实现小规模量产;到2026年,人形机器人产业规模将超过200亿元。产业集聚的发展趋势也日益明显。珠三角、京津冀、长三角等地区聚集了一批核心企业,成为构建人形机器人产业生态的骨干。
第三,场景应用具有明显的优势。中国在工业生产、医疗卫生、商业零售、生活服务等领域具有许多独特的优势。工业制造场景结构化程度高,工作环境相对困难,是人形机器人率先大规模推广的理想场景。目前,广汽、上汽等制造企业正在竞相布局人形机器人。你必须选择Walker S系列人形机器人已进入汽车工厂实践,并在一线生产区域执行分拣、运输、质量检验等具体任务。国内人口形势出现了出生率下降和老龄化的新趋势。单一经济和银发经济正在崛起。人形机器人将在生活伙伴、情感安慰和养老金护理等生活服务场景中取得巨大成就。事实上,许多医院已经开始使用人形机器人来帮助护理。
我国人形机器人产业的发展面临挑战
目前,各国正在加快对传感系统、智能控制系统、传动装置等软硬件技术的技术主动权竞争。在我国人形机器人的发展中,核心部件水平差距较大,垂直大型模型缺乏高质量数据。主要体现在以下几个方面。
首先,核心部件的技术和技术水平与国外存在差距。无框扭矩电机、空心杯电机和滚柱丝杠的制造仍存在阻塞点。例如,磁路和工艺技术是无框扭矩电机的关键技术。目前,美国企业采用的分布式绩效槽和碳纤维捆扎技术处于世界领先地位,国产无框扭矩电机在转距密度、温升和最大转速等关键参数上存在明显差距。
第二,缺乏高质量的数据来训练大型模型。大型模型算法是决定人类机器人“大脑”和“小脑”性能的关键技术。它可以决定人类机器人的智能水平和运动能力。它是各国竞争人类机器人产业技术制高点的关键。然而,中国缺乏高质量的数据来训练大型模型算法,在数据收集效率和数据模拟方面与海外存在明显差距。例如,我们的研究发现,目前,中国缺乏能够有效生成人类机器人模拟数据的大型模型,因此我们只能在物理世界中建立一个特定的场景来指导人类机器人持续运动。
第三,高成本限制了工业应用。整个人形机器人的商品成本很高。小米首席执行官雷军曾透露,国内人形机器人的成本约为70万元/台,整个机器的高成本阻碍了人形机器人的工业应用。一方面,核心部件的成本很高。人形机器人的核心部件缺乏统一的技术标准,定制生产成本较高。此外,无框扭矩电机等高精度核心部件依赖进口,进一步推高了整机的生产成本。另一方面,情景牵引力不足,公司不愿意大规模生产。例如,工业制造场景包括人机协作、智能运输等
第四,创新生态系统需要进一步完善。一方面,产业组织形式需要改进。在产业协调方面,缺乏能够推动创新生态社区协调发展的“连锁所有者”公司。在产业集群方面,缺乏完善的创新载体,如人形机器人产业集群、孵化器、产业园区等,促进产业链上下游集聚发展。另一方面,创新要素的供给结构并不优秀,主要体现在创新要素供给结构对需求结构的适应性不强。此外,需要加强创新服务的效率,特别是在概念验证阶段缺乏财政支持。根据研究,目前科研院所和创业公司的认证
推动科技创新与产业创新紧密结合
针对上述问题,中国需要加强战略总体规划,完善技术体系,构建良好的产业生态,根据产业发展阶段的特点和突出优势,促进人形机器人科技创新与产业创新的紧密结合。
首先,以产业需求为牵引,加快关键核心技术的突破。我们应该围绕产业链部署创新链,系统地布局全栈核心技术。加强“自下而上”的需求,简化和创新组织机制,将公司对轻量化骨骼和高精度传感器的实际需求简化为具有清晰性能参数和合理研发周期的技术列表,并采用“曝光列表指挥系统”和“赛马系统”的模式组织研发。支持构建人形机器人数据中心,包括动作库、物体知识库和数据采集平台,加快构建开源人形机器人数据。支持数字双胞胎和数据模拟领域的领先企业
二是加强智能与制造前沿技术的紧密结合,打造“明星”级整机产品。开发基本版本的整机,重点关注人形机器人的基本功能,如高智能和高运动性,打造一个通用的整机平台,可以支持算法优化和结构改造。在极端环境下开发高精度、低成本交互、高可靠性的功能性整机,促进人形机器人产业化进程,加快降低生产成本。
第三,扩大情景牵引效应,推动技术迭代升级。聚焦工业制造业和生活业务领域具有生态主导地位的高能源市场运营商,选择一批具有强大行业驱动力的关键应用领域,进一步建立商品需求清单,支持人形机器人制造商根据清单加快实施量产计划。组织编制示范应用领域经典案例集,推动人形机器人行业现场示范应用。
四是完善产业组织形态,优化产业发展生态。培育和壮大一批核心技术覆盖面广、产业驱动能力强的人形机器人生态企业,推动产业链上下游协同创新,共同创造生产线。支持各地建设人形机器人产业园区和孵化器,立足区域资源优势和产业优势,加快建设创新能力强、应用领域好的优势集聚区。
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