機器人：「智能機時代」來臨，即將替代人工

一場服務機器人的產業熱潮，正向我們洶涌襲來。

在剛剛過去的2021年，全球服務機器人銷售額達到146億美元，年增長率達到32.2%創造了2016年以來的增長率峰值，其中，中國服務機器人市場的規模為391.8億元，全球占比超過1/4。

短短一年內，中國服務機器人企業的數量，暴漲了78.92%，達到10.5萬家；服務機器人賽道融資也有113起，融資金額總計超過440億人民幣。

更重要的是，當下只是起步。

第三方報告預測，中國服務機器人的年銷售額，有望在2023年達到613.5億元，較2021年實現翻倍。

工信部等15部委2021年12月聯合印發的《“十四五”機器人產業發展規劃》也預計，中國機器人產業的營業收入，未來5年的年均增速將超過20%。

在這份規劃中，多項推動服務機器人產業發展的頂層規劃也即將逐步落地。

毫無疑問，整個行業的發展，已經逼近“臨界點”：

供給端的5G、人工智能、柔性關節等技術突破，需求端的疫情、數字化產業升級等趨勢變化，正在讓服務機器人從“功能”走向“智能”，從概念試點走向全面普及，即將迎來爆發式的市場規模增長。

許多年來，我們一直堅信，機器人會像智能手機一樣，在整個人類社會全面普及。

早在2007年2月，比爾·蓋茨就曾在《環球科學》雜志上預言，不遠的將來，每個家庭都將擁有一個機器人。

但現實的情況是，時至今日，這個夢想依然遠未照進現實。

雖然機器人的研發、制造和應用，一直倍受政府和資本重視，中國更是從2013年以來，就已經連續8年蟬聯全球最大機器人市場。

但是，與主要工作在“無人環境”，更注重效率和精準度的工業機器人不同，服務機器人的應用場景，需要與人近距離接觸，所以更注重服務過程的“柔性”和安全性。

所以，服務機器人需要更加輕便、智能，以及更強大的環境感知與人機交互能力。

服務機器人必須依賴于新材料、人工智能、柔性關節、傳感器等多個不同領域科技的全面突破，才能真正實現產品的成熟。

與此同時，更復雜的技術需求，也就意味著更高的成本。這也進一步制約了服務機器人的商業普及。

不過，形勢已經逐漸變化。

在需求側，自2019年以來，新冠疫情的肆虐，讓“無接觸服務”成為剛需，從醫院到酒店，從配送到巡檢，在疫情防控和復工復產的過程中，已經有大量的服務機器人走上工作崗位。

甚至在近幾年兩會上，已經有越來越多行業的代表，建議在滿足經濟性、技術性和可靠性要求的條件下，用機器人替代人工重復勞動，緩解日漸加劇的“用工荒”。

更重要的是，在供給側，服務機器人走向成熟的兩大瓶頸，也都有了解決方案。

第一個瓶頸，是智能水平。

過去，由于人工智能能力限制，服務機器人只能像是功能手機一樣，從事限定的固定工作，送餐的做不了清潔，巡檢的剪不了葡萄。

而現在，伴隨新型材料、高精度控制和軟件算法的持續突破，人工智能在深度學習、知識圖譜、場景識別、人機交互、推理認知等領域突飛猛進，服務機器人即將實現一個具有顛覆意義的升級：

就像智能手機取代功能手機一樣，當前普遍應用的，功能單一的服務機器人，將逐步被能提供多功能、多模態服務體驗的，具有通用智能的服務機器人所取代。

中國通信基礎設施的升級，更讓“云端智能機器人”的落地成為了可能。

機器人的運動需要依靠關節。過去，隨著關節增加，計算量會不斷放大，從而大量消耗機器人的算力和能源，導致機器人的體積、能耗和成本增加，極大地影響了服務機器人的應用和普及。

“云端智能機器人”則是中國機器人獨角獸企業達闥提出的架構，它將機器人負責計算工作的“大腦”與本體分離，把“大腦”放在云端，機器人本體主要負責感知和服務。

這樣，就徹底打破了傳統服務機器人的“上限”：只需要一個通訊網絡連接各個關節，整個系統就變成了一個可以無限擴展的體系，可以做出任何復雜的機器人。

這個設想的前提條件，是必須建立一個完整、高速的“云-網-端”體系，通過一個強大的云端大腦，一張高速可靠的神經網絡，連接海量的機器人本體，整個體系協同為我們完成服務。

而5G網絡的一個重大進展，就是能將網絡信號的傳遞時延，縮短到10毫秒以內——與之對應的是，人體神經的信號傳輸速度，從大腦到關節和肌肉的時延一般需要180~240毫秒。

與此同時，今年國家正式啟動的“東數西算”工程，也對骨干網絡的數據傳輸提出了非常高標準的技術要求，即使數據從張北集群的阿里云數據中心，傳送到位于貴安的騰訊數據中心，時延原則上也不超過20毫秒。

這意味著，通過一千公里以外的“大腦”，來支撐智能機器人為我們服務，它的反應速度依然可以比我們人體的神經反應還要快。

第二個瓶頸，是機器人的柔性服務能力。

過去，絕大多數服務機器人，都是有腳無手，有滾輪可以行動，甚至能夠交互，但絕大多數都沒有靈活的手臂，無法實現像真人一樣為我們服務。

然而，面向未來，無論送貨也好，照顧老人也好，整理家務也好，處理農活也好，越是智能化的智能機器人，越需要具有強大的“動手能力”。

這個瓶頸，正是攻克高端機器人的最后一道壁壘：要讓服務機器人獲得靈活的手臂，實現復雜的組合動作，必須要有智能的、小型化的、高強度的柔性關節。

這一核心部件，占到智能機器人成本的70%，也是我國機器人產業一直以來的短板，長期被被國外機器人“四大家族”壟斷。

而現在，國內機器人企業也已經通過自主研發，補上了這一塊關鍵的短板。

2021年，上海閔行的馬橋人工智能創新試驗區內，一座占地243畝的智能機器人基地已經拔地而起。

這個基地規模量產的一個核心產品，就是達闥自主研發生產的SCA（智能柔性關節）。在同樣性能下，它的體積只有傳統伺服器系統的1/10，最小可以做到直徑35毫米粗細，可以讓機器人的體積更小，運動更加靈活。

依托SCA，達闥于2021年獲批上海市戰略性新興產業項目，為該專項設立以來支持力度最大的項目。目前已有超百家生態客戶正在使用達闥SCA，包括醫療機器人、康復機器人、特種機器人等。

此前，達闥已于2019年成功研發制造了擁有34個自由度的人形服務機器人Ginger，它擁有一雙靈活的雙手，可以進行各種動作。

“人體的骨骼，大概有350個自由度，未來，只要有一個帶寬足夠高的網絡，足夠快的延遲，給每個關節一個IP地址，我們完全可以造出一個具有同樣多自由度的，雙足人形的云端智能機器人，達闥就是要給每個家庭造一個家庭保姆機器人。”達闥創始人黃曉慶說。

值得注意的是，在服務機器人的發展浪潮里，中國企業將有望占據更加重要的產業地位。

在此之前，由于起步晚、缺少技術積累、產業基礎薄弱，中國的工業機器人產業大量核心技術和核心零部件都不得不依賴國外企業，高端供給缺乏，直到當下，仍然需要不斷追趕。

但在服務機器人領域，中國已經與國外企業來到了同一起跑線，甚至在云、網、智能等一些領域建立領先優勢。

一個最具代表性的例子是，早在2015年，達闥就率先提出了“云端機器人”概念，并全面展開布局。目前，達闥在商業零售、公共衛生、通信、教育、公共安全、電力能源、農業、環衛等多個垂直行業已開始商業化并占據先發優勢，成長空間巨大。

現在，達闥已經成功構建了機器人的云端大腦操作系統“海睿”，以及機器人虛擬開發平臺“海元世界”——機器人的元宇宙。

海睿系統的本質，正是達闥為云端服務機器人搭建的“云-網-端”架構，它已經建立起了一個具有通用智能能力的大腦，一個安全高效的神經網絡，以及已經經過成功驗證的云端智能機器人體系。

海元世界是機器人理解物理世界、智能訓練和虛實交互的工作和學習的環境。在云端算力的支撐下，數以百萬計的數字孿生機器人在海元世界中，不斷進行大規模仿真場景下的深度強化學習，逐步形成云端機器人的智能。然后通過虛實結合技術，實現機器人在真實世界工作。

與此同時，達闥的海睿操作系統還為開發者提供了機器人應用開發的集成化的應用開發套件RDK，即HARIX RDK。它提供完整的可視化開發工具，開發者通過直接拖拽的方式就可以實現低代碼應用開發，這樣，開發者就能完全脫離物理機器人，快速、低成本地開發各種機器人應用，大幅降低了機器人應用開發的門檻。

“甚至，不會寫程序的人都可以來做機器人的應用開發。”黃曉慶說。

達闥推出海睿系統的目的，是要將云端智能機器人的架構，開放給整個行業。

過去，如果一個創業團隊要開發智能機器人，需要先考慮采用什么樣的芯片、傳感器、關節、伺服器、雷達、影像模組，它們以怎樣的方式進行組裝，成為怎樣的產品形態，再從無到有開發驅動程序和學習算法，再一步一步進行驗證和調整優化……不但費時費力，而且成本大、風險高。

現在，依托海睿操作系統，第三方機器人公司只需接入達闥的云端大腦就可以在虛擬平臺上快速完成機器人的仿真建模、應用開發和虛擬驗證，完成后，再按照仿真的指標去生產真實的機器人即可。

“我們的定位，是生態的架構者。”黃曉慶說，整個智能機器人行業，是一個極其漫長復雜的產業鏈，其中，其他人能做的絕大多數領域，達闥都不會涉足，“比如智能柔性關節，我們當時也是先找了一圈，國內實在沒有人能做出來，才不得不自己動手，為生態把這個缺環補齊。”

現在，達闥已經與眾多行業伙伴以及大學院校展開合作，服務產業鏈超過2400家客戶。“達闥將持續推動云端機器人產業生態系統建設與產業規�；�發展。”黃曉慶說。

當下，一個業界普遍的認知是，未來十年，必將成為服務機器人的“黃金十年”。

如果說，疫情為服務機器人的應用打開了窗口，那么，人口老齡化的嚴峻挑戰，勞動力的嚴重匱乏，作為未來中國社會的重大挑戰，必將促進更多的工業機器人與服務機器人，越來越智能，越來越普及，協助我們完成更多工作。

在這個過程中，伴隨信息通信、生物技術、新能源、新材料、人工智能等技術的推陳出新，機器人產業也將站上起飛的風口，迎來從功能向智能的質變，不斷升級換代、跨越發展，最終在整個社會實現大規模的應用普及。

或許，在不久的將來，我們就如同比爾蓋茨的預言，將迎來“家家都有機器人”的時代。

屆時，云端智能機器人將會成為PC和手機之后，人類的第三臺計算機。”黃曉慶說。

在工業機器人持續進擊、不斷刷新歷史成績的同時，服務機器人也上。國際機器人聯合會統計數據顯示，新冠肺炎疫情發生以來，服務機器人實現逆勢增長，預計2022年同比增長20.7%。