5G浪潮下的機(jī)器人：技術(shù)迭代和產(chǎn)業(yè)演進(jìn)加速自主化步伐

今年9月，一份來(lái)自大洋彼岸的視頻引爆了科技圈。Boston Dynamics旗下的人形機(jī)器人已經(jīng)可以流暢、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)前空翻+原地360度跳躍轉(zhuǎn)體了。

雖然這看起來(lái)是作為“炫技”一樣的存在，但背后的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展脈絡(luò)值得一探。

在近日舉行的“GBAS 2019大灣區(qū)機(jī)器人與人工智能大會(huì)”上，中國(guó)工程院院士楊華勇向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者分析道，Boston Dynamics公司的核心技術(shù)包括3D打印和關(guān)鍵元器件兩方面。而從中國(guó)的角度來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵元器件的自主化發(fā)展還處在爬坡上坎階段。雖然一些大國(guó)重器已經(jīng)走到世界前列，在個(gè)別領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了世界領(lǐng)先，但有很多關(guān)鍵元器件仍面臨短板。

“接下來(lái)15-20年是中國(guó)能否成為世界制造強(qiáng)國(guó)，在關(guān)鍵元器件上補(bǔ)足短板的關(guān)鍵時(shí)期。”楊華勇續(xù)稱。

當(dāng)然背后也少不了基礎(chǔ)核心技術(shù)AI、5G等的助推效用。香港大學(xué)工業(yè)和制造系統(tǒng)工程系機(jī)器人和自動(dòng)化講座教授席寧告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者，智能機(jī)器人在制造業(yè)的應(yīng)用面臨3個(gè)新的挑戰(zhàn)：編程、校正方法、機(jī)器人與傳感器良好融合。解決這些問(wèn)題，是工業(yè)機(jī)器人得以滿足智能制造需求的重要步驟。

“機(jī)器人問(wèn)題歸根結(jié)底是通信問(wèn)題。移動(dòng)通訊，特別是第五代移動(dòng)通訊帶來(lái)的新機(jī)遇，為人工智能應(yīng)用提供了絕佳的設(shè)施。”達(dá)闥科技副總裁徐曉暉則向記者指出，5G到來(lái)對(duì)智能機(jī)器人的快速發(fā)展，無(wú)疑意味著一場(chǎng)革命。

智能機(jī)器人補(bǔ)短板

中國(guó)科學(xué)院院士丁漢在多年前提出機(jī)器人將走向“共融”，意指機(jī)器人與環(huán)境、機(jī)器人、人類三者都能高度適應(yīng)。這是未來(lái)機(jī)器人發(fā)展的必由之路。

不過(guò)他向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者分析道，在這一方向下，工業(yè)界目前呈現(xiàn)的進(jìn)度有著較大差異。這是源于，云計(jì)算和AI是智能機(jī)器人的翅膀，但向“共融”的發(fā)展還需要新材料、傳感及驅(qū)動(dòng)技術(shù)等的共同推動(dòng)。“共融的核心還是機(jī)器人本體的剛軟結(jié)構(gòu)，是由一代材料、工藝、裝備驅(qū)動(dòng)著一代共融。”

丁漢強(qiáng)調(diào)，Boston Dynamics公司的發(fā)展歷經(jīng)了很長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)積淀，才走到了今天國(guó)際上的技術(shù)制高點(diǎn)，其產(chǎn)品在動(dòng)力學(xué)控制方面達(dá)到了近乎完美的水平，這對(duì)未來(lái)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和推動(dòng)將帶來(lái)引領(lǐng)作用。但這是否能轉(zhuǎn)換成能普及工業(yè)界或千家萬(wàn)戶的產(chǎn)品，還需要進(jìn)一步摸索落地模式。

中國(guó)工程院院士楊華勇則向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者分析道，Boston Dynamics公司的核心技術(shù)包括3D打印和關(guān)鍵元器件兩方面，這促成了液壓數(shù)字閥門(mén)等元器件的小型化。

“Boston Dynamics有世界頂尖的穩(wěn)定團(tuán)隊(duì)推動(dòng)發(fā)展，這是中國(guó)研發(fā)系統(tǒng)和基礎(chǔ)應(yīng)用研究可以借鑒的地方。”他進(jìn)一步指出，尤其是地方政府不要過(guò)分追逐熱點(diǎn)，不如投入到更具前瞻性的領(lǐng)域，并對(duì)技術(shù)發(fā)展提供持續(xù)、穩(wěn)定的支持，如此會(huì)形成品牌效應(yīng)，并逐漸找到并占領(lǐng)垂直市場(chǎng)。

早年間，楊華勇參與了我國(guó)盾構(gòu)機(jī)的自主化研制過(guò)程，他向記者指出，實(shí)際上基礎(chǔ)元器件常常走在大型裝備的前面，如果沒(méi)有元器件的積累，大型裝備自主化很難實(shí)現(xiàn)。這背后需要基礎(chǔ)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈的共同推進(jìn)，逐步解決一致性、可靠性問(wèn)題，此后再考慮量產(chǎn)和售價(jià)。

“越往上游走，產(chǎn)業(yè)和技術(shù)積累就越多，投資量就越大。在關(guān)鍵元器件方面要大規(guī)模占領(lǐng)市場(chǎng)，需要品牌、口碑、長(zhǎng)期穩(wěn)定的質(zhì)量等支持，這不是短期可以實(shí)現(xiàn)的。”楊華勇續(xù)稱，關(guān)鍵元器件的發(fā)展與基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)軟件等都有關(guān)聯(lián)，接下來(lái)15-20年將是決定中國(guó)在制造領(lǐng)域能否成為世界強(qiáng)國(guó)的關(guān)鍵時(shí)期，因?yàn)樵诖似陂g，大部分的短板都會(huì)被逐漸補(bǔ)上。

對(duì)于當(dāng)前我國(guó)工業(yè)的智能化改造進(jìn)程，楊華勇指出，目前一些流程工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)意識(shí)到了智能化改造的重要性，在這一領(lǐng)域積累了較多數(shù)據(jù)，因此已經(jīng)能達(dá)到良好的效果。而離散工業(yè)在國(guó)內(nèi)有著龐大的數(shù)量，但也發(fā)展不平衡。企業(yè)猶豫是否進(jìn)行智能化改造，核心是如何支撐其成本，這就需要產(chǎn)品擺脫低廉標(biāo)簽，走高端化路徑。“企業(yè)應(yīng)該局部自下而上，先攻克細(xì)分環(huán)節(jié)，慢慢實(shí)現(xiàn)整體智能化，再考慮打造平臺(tái)。云化只是第一步，未來(lái)走向全局?jǐn)?shù)據(jù)治理時(shí)，達(dá)到的階段性效果是可以計(jì)算出來(lái)的。”

AI技術(shù)迭代

在機(jī)器人落地發(fā)展過(guò)程中，AI無(wú)疑是伴隨其共同成長(zhǎng)的好“伙伴”。但在弱人工智能時(shí)代，如何突破技術(shù)藩籬得到更好落地，是當(dāng)前面臨的一個(gè)技術(shù)難題。

即使是AI技術(shù)應(yīng)用廣泛的谷歌，其智能語(yǔ)音助手背后仍然少不了人工的輔助配合。

為此，深醒科技聯(lián)合創(chuàng)始人袁培江向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者指出，2.0時(shí)期的深度學(xué)習(xí)面臨著數(shù)據(jù)趨向飽和、能力接近極限的瓶頸，缺點(diǎn)將越來(lái)越明顯，這意味著完全依靠過(guò)去標(biāo)注數(shù)據(jù)形式的訓(xùn)練模型，將是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。更遑論標(biāo)注的數(shù)據(jù)仍然會(huì)存在噪聲、誤差的影響。

“當(dāng)模型嚴(yán)重依賴于訓(xùn)練數(shù)據(jù)時(shí)，如果數(shù)據(jù)本身是有誤的，那得出的結(jié)論也就很可能是錯(cuò)誤的。這是第三代人工智能必須要面對(duì)的。”他指出。

因此未來(lái)的人工智能，很有可能不是基于現(xiàn)在的黑盒子以及深度學(xué)習(xí)架構(gòu)，而是一種可以解釋、可信的，是魯棒的。在已有的基礎(chǔ)上，需要面對(duì)的是人工智能和大數(shù)據(jù)如何進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新。

袁培江介紹道，這也是公司在探索3.0版深度學(xué)習(xí)模型的核心方向。同樣很重要的是，要考慮AI的安全機(jī)制需要不斷優(yōu)化。“當(dāng)我們達(dá)到一定階段后，回過(guò)頭來(lái)，會(huì)把很多技術(shù)逐漸強(qiáng)化。這是技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。”

當(dāng)前的AI能力還不夠，但未來(lái)5-10年，這項(xiàng)技術(shù)必然是人類不可或缺的伴侶，將會(huì)對(duì)人類的生活帶來(lái)巨大變化。

袁培江續(xù)稱，當(dāng)前AI技術(shù)落地最廣的領(lǐng)域是視覺(jué)和語(yǔ)音，是由于這些領(lǐng)域積累了大量數(shù)據(jù)。在工業(yè)制造場(chǎng)景的需求固然很多，但找到痛點(diǎn)并不容易。

“個(gè)人認(rèn)為工業(yè)制造在逐步發(fā)展過(guò)程中，會(huì)帶來(lái)新機(jī)遇，同樣也需要不斷試錯(cuò)。從目前階段來(lái)看，當(dāng)前發(fā)展階段的體量還不足以支撐企業(yè)在這一領(lǐng)域成長(zhǎng)為巨頭，相對(duì)屬于挑戰(zhàn)較大的市場(chǎng)。當(dāng)然，任何技術(shù)最終都會(huì)找到最適用的土壤生長(zhǎng)。”他總結(jié)道。

此外，傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人編程耗時(shí)且復(fù)雜，但隨著目前3C行業(yè)的產(chǎn)品更新周期縮短到6個(gè)月，對(duì)編程的復(fù)雜程度降低帶來(lái)很高訴求。“我們的思路是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，讓計(jì)算機(jī)通過(guò)AI的方法自動(dòng)分析設(shè)計(jì)，自動(dòng)產(chǎn)生機(jī)器人程序。”席寧介紹道，為此可以減少人工編程工作，也能更快完成對(duì)程序的檢驗(yàn)。

由于機(jī)器人本身帶有傳感器，通過(guò)傳感器獲取的實(shí)時(shí)信息與自然語(yǔ)言技術(shù)的結(jié)合，則可以更快理解程序，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行快速編程。

5G引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革

底層通訊技術(shù)的演進(jìn)，將進(jìn)一步帶來(lái)機(jī)器人市場(chǎng)的巨大變革。

席寧向記者表示，5G具備的低延遲、大帶寬、可靠性高等特征，給機(jī)器人應(yīng)用提供了新的通訊手段，以前很多機(jī)器人之間無(wú)法達(dá)成的協(xié)調(diào)和配合工作將可以實(shí)現(xiàn)。“所以未來(lái)將是更加復(fù)雜、有規(guī)模的協(xié)調(diào)系統(tǒng)，可以大幅提高效率，完成更復(fù)雜、對(duì)智能化要求更高的工作。”

舉例來(lái)說(shuō)，在5G技術(shù)加持之下，機(jī)器人可以幫助人類拓展手、眼睛和耳朵的功能，輔助遠(yuǎn)程加工和制造，從而克服由于距離、尺度、環(huán)境限制帶來(lái)的智能制造發(fā)展難題。

袁培江則認(rèn)為，“早年間AI技術(shù)的起起伏伏，是在于技術(shù)條件不具備足夠的支撐性。但5G和現(xiàn)在的第二代深度學(xué)習(xí)模型，會(huì)帶來(lái)足夠的場(chǎng)景和資源，這意味著5G和AI將會(huì)呈現(xiàn)互相加速推動(dòng)發(fā)展的過(guò)程。”

達(dá)闥科技已經(jīng)推出了云端機(jī)器人產(chǎn)品，公司副總裁徐曉暉向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者分析，人的大腦有1000億個(gè)神經(jīng)元，但放到機(jī)器人上要實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的運(yùn)算能力，可能將需要噸為單位重量的機(jī)器人大腦才能實(shí)現(xiàn)。

這意味著云端化是機(jī)器人大規(guī)模協(xié)同運(yùn)作的必然結(jié)果，5G則是催化劑。“可以說(shuō)，云端智能機(jī)器人就是5G的殺手級(jí)應(yīng)用。”他續(xù)稱，機(jī)器人的個(gè)體學(xué)習(xí)難以得到系統(tǒng)性的能力提升，通過(guò)云端連接貫通，機(jī)器人變成了群體學(xué)習(xí)，就將帶來(lái)機(jī)器人能力的進(jìn)一步互相提升。

由此可能帶來(lái)的隱性威脅，則需要區(qū)塊鏈技術(shù)的護(hù)航。徐曉暉進(jìn)一步解釋，未來(lái)機(jī)器人的功能將遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于手機(jī)，那么是否會(huì)面臨潛在的機(jī)器傷人等事件需要前期有所防范。運(yùn)用區(qū)塊鏈的互信機(jī)制，從云端對(duì)機(jī)器人操作指令進(jìn)行認(rèn)證和掌控，就可以解決這一問(wèn)題。

“這將帶來(lái)不可思議的變化。”徐曉暉總結(jié)表示，云-邊-端智能機(jī)器人正在向機(jī)器人本體-5G網(wǎng)絡(luò)-邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)-機(jī)器人安全專網(wǎng)和大規(guī)模云端“大腦”的架構(gòu)發(fā)展。當(dāng)接入量越來(lái)越大，對(duì)云的數(shù)據(jù)處理和傳輸將帶來(lái)根本性變化，機(jī)器人云端化將是智能服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的必由之路。