从追机器人逐者到引颈者人形呆板人能否走出下一个「比亚迪」?

 常见问题     |      2023-12-09 22:11:13    |      小编

  中国的新能源汽车可以从落伍走向追逐,个中一个紧要的风向标,就正在于工夫专利数。硬科技范畴没有捷径,专利是一个行业工夫才华最直接的展现。

  据统计,2011-2020 年环球新能源汽车行业专利授权数目逐年延长。2010 年,日本正在电动车范畴的专利申请位列全国第一,2010 年至 2022 年,中国企业正在电池充电盒和调换方面,专利申请数目到达了日本企业的 1.5 倍。而 2022 年,中国新能源汽车专利申请量一经成为全国第一,占环球新能源汽车专利总申请量的 41.20%。

  国民网商量院迩来颁布的《人形呆板人为夫专利领会陈说》显示,中国正在人形呆板人专利申请方面增速光鲜。

  2015 年,中国人形呆板人专利申请量(261 件)初度超次日本(214 件);2016 年,中国专利申请量初度成为环球第一(721 件);2022 年,中国专利申请总量(6618 件)赶过日本(6058 件)成为环球第一;正在浩瀚人形呆板人企业之中,中国企业优必选科技又以 763 件专利,赶过了本田、特斯拉等,成为环球持有人形呆板人有用工夫专利最多的企业。

  正在人为智能为通用人形呆板人带来新的设念力之际,特斯拉、亚马逊、微软、三星等多家环球巨头企业都正在纷纷参加人形呆板人的研发中。而正在国内,人形呆板人也正在 2023 年成为了最受眷注的新兴资产之一。

  《人形呆板人改进进展引导定见》提出到 2025 年,我国人形呆板人改进体例开端筑设;国内首家省级人形呆板人改进中央也正在北京创造。

  依靠正在人形呆板人行业堆集的专利上风,中国的人形呆板人公司中,可能将走出一个新的「比亚迪」。

  马斯克 2022 年发布的 Optimus 呆板人,据称将正在 2023 年开启量产,而亚马逊投资过的 Agility Robotics 正正在打造全国第一幼我形呆板人为场,据称可能每年量产一万台人形呆板人。

  正在中国,仅全国呆板人大会上,就展出了十几款人形呆板人,个中一半以上都正在近一年颁布。个中,不光有幼米如此的科技巨头入局,也有不少已经潜心于四足或其他呆板人的公司入局。更有前华为天分少年稚晖君正在仲春创造人形呆板人公司,3 个月内就成为独角兽的传奇故事。

  8 月举办的成都第 31 届全国大学生夏日运动会上,优必选科技自立研发的 Walker 系列大型人形呆板人,还登上了完结式的舞台,这是全国性归纳运动会完结式初度采用大型人形呆板人。

  这不是优必选人形呆板人第一次参加这种大型勾当,此前,Walker 系列人形呆板人一经正在迪拜世博会中国馆、沙特 NEOM 新另日城、中国科学工夫馆等场地实行贸易化落地。弗若斯特沙利文的陈说显示,Walker 是中国第一款实行贸易化的大型人形呆板人。

  早正在 1969-1995 年,以早稻田大学的人形呆板人 WABOT 为代表的人形呆板人一经试验开头怠缓静态行走。1996-2015 年,人形呆板人开头连结动态行走,开创者是本田的人形呆板人 ASIMO。2016 年至 2020 年,咱们开头看到波士顿动力的人形呆板人实行令人咋舌的运动行为。

  只是,人形呆板人真正的贸易化,正在过去却并不是一帆风顺。波士顿动力公司被几度出售,2018 年,已经开创人形呆板人先河的本田 ASIMO 呆板人发布退伍,2021 年,一度临盆过 27000 台人形呆板人的软银呆板人公司,发布停产 Pepper 人形呆板人。

  个中片面的缘由,来自过去的人形呆板人,固然具有行为才华,但大脑,即上层的逻辑推理、决议、筹划和与境遇的交互亏折,使得人形呆板人的操纵规模并不普及。同时,本钱的高企也是人形呆板人贸易化艰辛的缘由。

  只是,进入 2021-2022 年,人形呆板人的贸易化远景崭露了新的转折。

  AI 大模子的崭露,打破了人形呆板人的智能限定,促进人机交互方法的厘革,人形呆板人也正让 AI 大模子照进实际。

  活着界呆板人大会上,优必选科技创始人、董事长兼 CEO 周剑提到,人形呆板人一经进入资产化落地阶段,公司将聚焦于人形呆板人的三大操纵场景,囊括工业造作、商用办事和家庭奉陪。他显露,目前优必选科技正正在与国内智能造作头部企业以及高端智能配备处分计划企业搜求人形呆板人正在新能源汽车、3C 电子、机灵物流等工业场景的操纵。

  特斯拉和幼米同样正在搜求人形呆板人正在智能造作范畴的落地能够。正在特斯拉 2023 年 Q2 事迹阐述会上,马斯克表现,方案来岁正在特斯拉工场实行 Optimus 的适用性测试。遵照特斯拉显露的另日倾向,Optimus 的操纵场景另日会涉及工业临盆,也便是由人形呆板人全程收受汽车临盆范畴,实行真正的无人临盆。幼米也显露,另日,幼米的仿人呆板人将融入幼米造作、智能造作多个场景来做资产验证,实行范畴化的验证,实行仿人呆板人正在造作场景当中的数据堆集和模子迭代。

  目前,通用人形呆板人可能正正在大范畴贸易化的前夕。从上面提到的优必选、幼米、特斯拉三家代表性人形呆板人企业的动一贯看,三家企业正在联系范畴的贸易化构造及工夫堆集发扬较速。

  据商量机构预测,至 2030 年,环球人形呆板人市集估计到达 300 亿美金以上,从 2022 年-2030 年,年均增速约 52.2%。

  人们盼望人形呆板人可以借由更低的本钱和更机灵的大脑,进入家居、工业临盆、迎宾等各个范畴,替代只可实行轻易操作的呆板人,且可以更好地适宜人类的境遇。

  人形呆板人的通用性,正在个中起到了闭节效率。和通常呆板人分歧,人形呆板人可以杀青表界感知、双足行走、应用用具、行径交互等一系列劳动,这所需求的工夫不单仅正在机器一个范畴。以特斯拉的呆板人工例,有商量指出,其本钱近 40% 来自于其 FSD 编造(齐备无人驾驶编造,用于呆板人的感知和劳动筹划)。

  这些范畴的工夫,需求不断的历久的科研堆集。《人形呆板人为夫专利领会陈说》显示,2009 年今后,已经正在人形呆板人范畴独领风流的日本专利申请量平缓进展,本田等公司的专利慢慢失效——这从本田 2018 年放弃 ASIMO 呆板人中可见一斑。

  《人形呆板人为夫专利领会陈说》显示,自 2014 年起,中国的人形呆板人专利申请增速明显,正在十年的高速进展下,中国的企业现正在一经站正在比先发者更有上风的风口。以优必选科技为代表的企业和以清华大学、北京理工大学、浙江大学、哈尔滨工业大学等高校为代表的商量机构起到了闭节效率。

  分歧于工业呆板人,人形呆板人中枢工夫可分本钱体构造、中枢零部件、智能感知、驱动职掌、维持境遇五个首要模块机器人。

  固然中枢零部件方面,人形呆板人与工业呆板人雷同,需求应用减速器、伺服电机和职掌器,然而人形呆板人的合座工夫愈加纷乱。

  譬喻,人形呆板人的一浩劫点来自于双足行走,熟手走时可以维系必然速率的前行,同时庇护平均。这不光需求机器上职掌器担当整个指令,伺服驱动器驱动电机、减速器等器件奉行,何如奉行需求驱动职掌工夫中的运动职掌来剖断,而可以安稳行走,也与本体打算中的闭节和腿的打算相闭。

  「从 A 点到 B 点的搬动,最先需求呆板人对境遇有必然感知才华,从而筹划出一条合理的道途,应用运动职掌算法测算出合理的「闭节」力气配比,当呆板人开头搬动时还需求「闭节」可以急速呼应,切实地杀青预期行为,」优必选科技 CTO 熊友军此前担当 21 世纪经济报道记者采访时表现,「险些每一个闭键都联系到不止一项纷乱的中枢工夫。」

  《人形呆板人为夫专利领会陈说》将人形呆板人眷注的中枢界说为宁静牢靠、敏捷天然、切实无误、普及功效、智能化等几个重心。

  很光鲜,正在敏捷天然、宁静牢靠和智能化方面,人形呆板人需求具备的工夫特性,不单仅限定于机器上的才华。

  从专利的分歧工夫分支的申请中,也可能看出这一点。自 2000 年后,人形呆板人重心工夫分支上升的最光鲜的,是本体构造片面(呆板人的头部、肩颈、手臂、下肢、胸腹机器人、闭节和其他构造),其次是智能感知和驱动职掌。

  整个而言,正在本体构造片面,闭节和腿的研发攻陷了中枢位置,正在智能感知方面,专利首要构造正在呆板视觉、途径筹划倾向;正在驱动职掌方面,专利首要构造正在步态职掌倾向。这与人形呆板人的行走难点是划一的。

  而中枢零部件,固然看待呆板人的合座运作极端紧要,但正在人形呆板人更为纷乱的职掌编造专利眼前,专利数目合座反而显得较少,首要集结于减速器倾向。

  究竟上,环球出名的呆板人公司,也都展现出了好似的趋向。囊括本田、索尼正在内的呆板人公司,都是正在全范畴实行专利构造。

  而正在这个范畴,来自中国的企业和高校体现同样极端亮眼。以优必选科技为例,其一经构造了人形呆板人全栈式工夫,囊括呆板人运动筹划和职掌工夫、伺服驱动器、谋略机视觉及语音交互工夫、SLAM 及自立工夫、视觉伺服操作及人机交互、呆板人操作编造操纵框架 ROSA。

  于是,从陈说中可能看出,正在本体构造和驱动职掌的专利申请数目上,优必选科技都排正在了中国第一、环球第二的位子,正在智能感知方面,也排活着界前哨,这三个范畴恰是全国人形呆板人专利最集结的范畴,显示出其商量继续紧跟行业前沿,乃至处于引颈位子。清华大学也正在人形呆板人的本体构造和驱动职掌工夫专利上位居全国前哨。

  并且,优必选科技正在中枢零部件上的专利申请上,也处于中国第一、全国第二的位子。行业普通以为,正在呆板人商量范畴,中国的视觉算法才华并不弱于表洋,而中枢零部件由于研发史乘题目,正在很多范畴片刻不行做到国产化替换。而优必选科技通过自立研发,是全国上少有的可能杀青幼扭矩到大扭矩(扭矩从 0.2Nm 到 200Nm)伺服驱动器批量临盆的公司之一。

  从过往史乘来看,人形呆板人是属于日韩和欧美的范畴。加倍是日本,早正在半个世纪以前,日本早稻田大学加藤一郎教学就正在正在 1973 年缔造了 WABOT-1,这是全国上第一个完备的人形呆板人。而正在中枢零部件上,如减速器上,日本的哈默纳科正在谐波减速器中,纳博特斯克正在 RV 减速器中,也险些处于垄断位置。

  如此的垄断趋向也正在日本的专利申请中体现出来,2012 年到 2022 年,日本的人形呆板人专利集结度正在 80% 阁下振动,显示出了很强的垄断度。

  好似的景况正在韩国和欧洲更甚。韩国的专利申请首要来自三星,别的又有片面来自韩国科学院和当代汽车,源委 2009 年至 2011 年的峰值期晚辈入下行阶段。法国专利申请人首要来自软银呆板人欧洲公司和奥德巴朗,正在 2015 年集结申请了一批专利后专利申请量再次变低。两个国度的专利集结度正在 2022 年都到达了 100%。

  美国的专利集结度固然低于日韩和欧洲,也正在 50% 上下振动。这些都显示起程展国度至公司正在过去人形呆板人上的深重堆集。

  这与中国人形呆板人资产爆发了极大的对照。中国的人形呆板人资产进展较晚,但近年来进展较速,无论是正在中枢零部件的国产化替换上,依旧正在呆板人的本体构造、驱动职掌上都正在接续改进,发现出了一批聚集于各个资产的联系企业机器人。

  譬喻优必选科技,目前具有的有用专利数已达全国第一,年均研发参加比例赶过 50%。遵照陈说显示,优必选科技近五年年均申请专利数目迫近 200 件,专利申请总量排名靠前的本田、丰田、三星、索尼等企业,近 5 年年均申请量以及占比均远低于优必选科技机器人。

  中枢零部件方面,国产物牌市占率也正在急速擢升。囊括双环传动、绿的谐波等公司研发的减速器,市集份额也正在上升。

  优必选科技 CTO 熊友军正在担当采访时曾表现:「中国的呆板人资产固然和美国、日本比拟起步较晚,但咱们拥有后发上风,通盘资产链较量全,许多中枢元器件正在国内都有较好的供应商。」

  如此的行业格式正在专利申请中也能显呈现来。2014 年后,中国的专利申请数目增加,而专利集结度则正在 20%-30% 间振动,没有崭露光鲜的垄断格式,显示出了很强的资爆发机。

  正在如此的专利格式下,可能预测,期近将到来的人形呆板人贸易化海潮中,资爆发机极强的中国、堆集深重的日本和具有特斯拉、Agility Robotics 如此促进量产的公司的美国将功劳更多盈余。

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