釘子之問

幾秒鐘掃描，焊材數(shù)據(jù)盡收眼底，AI自動(dòng)校準(zhǔn)后，以每分鐘10米的速度完成復(fù)雜焊接任務(wù)……在華工科技中央研究院的實(shí)驗(yàn)室里，工作人員通過電腦端的AI大模型發(fā)布指令，藍(lán)色激光線在一塊塊焊縫形態(tài)各異的鋼板上快速移動(dòng)，一旁的機(jī)械臂正忙碌作業(yè)。

“用傳統(tǒng)算法處理，每種類型的焊縫都要單獨(dú)建模，效率低下且精度不高。‘投喂’足夠多的數(shù)據(jù)后，AI大模型支持多種類型的焊縫統(tǒng)一識別，無需人力過多干預(yù)，識別效率更高，焊接路徑更精確，穩(wěn)定性更強(qiáng)。”華工科技中央研究院視覺算法工程師熊忭說。

“在高爐煉鐵和熱軋鋼帶兩個(gè)環(huán)節(jié)中，通過盤古鋼鐵大模型進(jìn)行高爐爐況預(yù)測，可以大幅提升爐內(nèi)工況的穩(wěn)定性。每減少10℃的溫度波動(dòng)，每噸鐵水就能減少1千克焦炭消耗，成本降低3元。僅每年高爐爐況的優(yōu)化，就能讓寶武鋼鐵降低10億元的成本。”華為云CTO張宇昕在盤古大模型5.0發(fā)布會(huì)上介紹。

“這一輪AI所體現(xiàn)的革命性特征，不僅是可以生成文字、圖片，而是可以生成代碼，構(gòu)建人機(jī)交互新模式，與產(chǎn)品研發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)作業(yè)、產(chǎn)品運(yùn)營等制造環(huán)節(jié)、場景相結(jié)合，提升生產(chǎn)效率，形成新生產(chǎn)力，并引發(fā)產(chǎn)業(yè)競爭格局重構(gòu)。”阿里研究院副院長、阿里云智能集團(tuán)副總裁安筱鵬說。

在消費(fèi)端應(yīng)用場景中，AI大模型的“幻覺”“小差錯(cuò)”可能只是茶余飯后的笑料，但在制造業(yè)關(guān)鍵場景中，哪怕一點(diǎn)點(diǎn)小失誤，都可能引發(fā)致命連鎖反應(yīng)。因此，業(yè)內(nèi)把AI大模型在消費(fèi)端的落地比作“平原戰(zhàn)”，而把在工業(yè)制造領(lǐng)域的落地比作“山地戰(zhàn)”“高原戰(zhàn)”，后者要艱巨得多。

亞毫米級精度

“相比人類，我們生產(chǎn)的移動(dòng)復(fù)合機(jī)器人腿腳更靈敏，移動(dòng)精度達(dá)到2毫米級。”優(yōu)艾智合機(jī)器人科技有限公司（以下簡稱“優(yōu)艾智合”）市場總監(jiān)關(guān)健告訴《瞭望東方周刊》，“在20萬平方米的超大空間內(nèi)自由運(yùn)行，機(jī)器人的定位精度始終保持在1個(gè)米粒的范圍內(nèi)。”

在湖州吳興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人搭配機(jī)械臂、視覺、夾爪等部件，就像擁有了手臂、眼睛、手。所謂“復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人”，是指基于AI智能算法，集環(huán)境感知、動(dòng)態(tài)決策、行為控制與自主執(zhí)行等多功能于一體的綜合機(jī)器人系統(tǒng)，其可以通過傳感器感知周圍環(huán)境并作出智能決策，在非預(yù)設(shè)路線上自主決策，獨(dú)立完成任務(wù)。

此前，在科幻電影《流浪地球2》中，有一群移動(dòng)機(jī)器人，在地球上承擔(dān)著安檢、運(yùn)輸、維護(hù)等工作，忠誠地為人類保駕護(hù)航。這些復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人長得方方正正，沒有人類的外觀，但有著能發(fā)揮人類身體功能的機(jī)械臂、滑輪、攝像頭等部件。電影中對未來機(jī)器人的這些構(gòu)想，原型就來自優(yōu)艾智合日常生產(chǎn)的成品機(jī)器人。

2022年，優(yōu)艾智合被業(yè)內(nèi)評為“具有全球競爭力的20家中國機(jī)器人公司”之一。目前，該企業(yè)的機(jī)器人產(chǎn)品在國內(nèi)以半導(dǎo)體為代表的電子行業(yè)和以電力為代表的能源行業(yè)實(shí)現(xiàn)出貨量第一。

在精密制造的特殊場景下，“精準(zhǔn)地將一個(gè)零部件按照要求搬運(yùn)到精確位置，并非一件容易的事”。西安交通大學(xué)教授、國家“智能制造和機(jī)器人”重大項(xiàng)目專家組成員梅雪松說。

“在精密電子元件制造中，薄如蟬翼的晶圓材料如果用手拿，即使輕微震動(dòng)，都有可能導(dǎo)致晶圓彎曲變形或者碎裂。百級無塵的潔凈車間環(huán)境，更對復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人提出了極高的性能要求。”關(guān)健說，“公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)給機(jī)器人的手臂安裝了一套特殊的‘肌肉模組’，機(jī)器人可以邁著毫米級的步伐，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對精密零件的‘輕拿輕放’。”

關(guān)健進(jìn)一步介紹：“通過我們自研的融合定位導(dǎo)航算法，可針對機(jī)器人內(nèi)部的IMU（慣性測量單元）、里程計(jì)、雷達(dá)等多種傳感器采用實(shí)時(shí)在線的誤差計(jì)算與補(bǔ)償，結(jié)合多元傳感器的特征實(shí)時(shí)補(bǔ)償原始信號，保證機(jī)器人在實(shí)際運(yùn)行工況中不斷自主學(xué)習(xí)環(huán)境特征，修正自身參數(shù)，做到‘下一秒更精準(zhǔn)’。”

優(yōu)艾智合在2017年籌備成立，彼時(shí)，亞馬遜等公司已經(jīng)開始在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人。“同時(shí)期，國內(nèi)熱門的服務(wù)型機(jī)器人正陷入商業(yè)場景落地難的困局，很多機(jī)器人沒有以解決問題為初衷，而是把力氣放在了做噱頭上。”關(guān)健說，“噱頭無法贏得市場，深入場景才能促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人的良性發(fā)展。”

圍繞半導(dǎo)體、新能源、數(shù)據(jù)機(jī)房、大型倉庫、海上石油、露天煤礦等場景，移動(dòng)機(jī)器人均大有可為。比如，以往風(fēng)能、水能、潮汐能等能源工廠在人工巡檢中一旦發(fā)生意外，工人就有生命危險(xiǎn)，類似的場景也發(fā)生在煤礦場、鐵路線上。這些場景的難點(diǎn)、痛點(diǎn)都被1：1還原放置在了優(yōu)艾智合內(nèi)部的研究臺上，作為機(jī)器人作業(yè)的目標(biāo)。

“AI大模型的泛化能力在游戲、金融、醫(yī)療、直播電商等領(lǐng)域迅猛發(fā)展，但在工業(yè)領(lǐng)域，還需要一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。工業(yè)場景復(fù)雜，每個(gè)細(xì)分領(lǐng)域都要專業(yè)的技術(shù)解決方案，準(zhǔn)入門檻高。”關(guān)健說，“我們用全自研的算法，從零搭建架構(gòu)，面向精密制造領(lǐng)域細(xì)分、繁雜的場景形成模塊化組態(tài)化的產(chǎn)品架構(gòu)。每一行代碼都是自己敲的，且不斷迭代，這讓我們擁有快速開發(fā)部署的能力，也是我們立足相關(guān)行業(yè)第一的底氣。”

“我們的理想是為中國制造業(yè)升級提供值得信賴的機(jī)器人生產(chǎn)力。”關(guān)健說，“從2023年到現(xiàn)在，團(tuán)隊(duì)一直在思考AI大模型的應(yīng)用。在遠(yuǎn)離生產(chǎn)操作的部分，比如機(jī)器人的路線規(guī)劃等，我們會(huì)考慮創(chuàng)造屬于自己的調(diào)度模型。但在核心業(yè)務(wù)板塊，我們暫持謹(jǐn)慎態(tài)度。因?yàn)榇竽Ｐ湍壳斑€做不到精密制造所要求的百分之百精準(zhǔn)。從長遠(yuǎn)來看，我認(rèn)為未來工業(yè)機(jī)器人必將像人類一樣有各種各樣的工種和崗位，彌補(bǔ)人類勞動(dòng)力，與人類共融共生。”

深耕“關(guān)節(jié)”賽道

8月21日，在2024世界機(jī)器人大會(huì)上，江蘇意優(yōu)機(jī)器人科技有限公司（以下簡稱“意優(yōu)科技”）展示了其新品人形機(jī)器人專用關(guān)節(jié)PHT系列。

“這是意優(yōu)科技在人形機(jī)器人核心零部件領(lǐng)域的最新突破。”意優(yōu)科技運(yùn)營總監(jiān)趙運(yùn)濤告訴《瞭望東方周刊》，“新一代關(guān)節(jié)自重更輕、厚度更薄，不但滿足人形機(jī)器人輕量化、體積小的發(fā)展趨勢，更符合整機(jī)設(shè)計(jì)需求，通過減輕人形機(jī)器人上半身的運(yùn)動(dòng)慣量，可以提升整機(jī)的穩(wěn)定性與運(yùn)控表現(xiàn)。”

“人形機(jī)器人為什么能夠完成揮手、轉(zhuǎn)身等各類精細(xì)動(dòng)作？答案就在于關(guān)節(jié)。”趙運(yùn)濤介紹說，“關(guān)節(jié)是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)能力與靈活度的基礎(chǔ)。一體化伺服關(guān)節(jié)模組更是機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)以及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的核心，在機(jī)器人領(lǐng)域占有重要地位。”

每個(gè)關(guān)節(jié)主要由減速器、電機(jī)、編碼器、驅(qū)動(dòng)器、抱閘、力傳感器等六大模塊的幾十個(gè)零件組成。“對一個(gè)機(jī)器人來說，核心零部件——關(guān)節(jié)成本占硬件總成本的50%以上。人形整機(jī)公司采用我們的一體化關(guān)節(jié)模組設(shè)計(jì)與研發(fā)，能大幅度降低硬件研發(fā)周期和成本。”趙運(yùn)濤說。

AI 大模型作為新的生產(chǎn)力工具，將從內(nèi)容領(lǐng)域（文生文、文生圖等）深度擴(kuò)張到生產(chǎn)實(shí)體領(lǐng)域，在制造業(yè)的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量管理、運(yùn)營控制、營銷服務(wù)、組織協(xié)同和經(jīng)營管理等各個(gè)環(huán)節(jié)中引發(fā)新的效率革命。

“2018年意優(yōu)科技成立時(shí)，人形機(jī)器人概念還沒有大火，關(guān)節(jié)模組主要應(yīng)用在工業(yè)場景。從國外市場買一個(gè)關(guān)節(jié)要好幾萬元，且貨期長達(dá)半年。從那時(shí)起，我們就認(rèn)定關(guān)節(jié)技術(shù)值得深入去做。”趙運(yùn)濤回憶說。

2020年，意優(yōu)科技團(tuán)隊(duì)正式推出行星、諧波及推桿關(guān)節(jié)模組。2021年至2023年，關(guān)節(jié)模組在性能上達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先，在人形機(jī)器人上實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用。行星、諧波及推桿關(guān)節(jié)模組，涵蓋人形機(jī)器人上肢、腰部、下肢能用到的全身所需關(guān)節(jié)。

產(chǎn)品迭代背后是經(jīng)年累月的技術(shù)研發(fā)和資金投入，如果沒有商業(yè)應(yīng)用，公司就會(huì)面臨“缺血”困境。“不過，每解決一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，就能解鎖數(shù)個(gè)應(yīng)用場景。小到單手捏住一個(gè)螺絲，大到雙手抱起一扇車門。但凡需要旋轉(zhuǎn)且有高精度控制要求的地方，都可以應(yīng)用獨(dú)立關(guān)節(jié)，通過一個(gè)個(gè)工業(yè)場景和創(chuàng)新型應(yīng)用的落地，我們就有了支持繼續(xù)攻堅(jiān)創(chuàng)新的‘回血’。”趙運(yùn)濤說。

“作為新興技術(shù)產(chǎn)物，人形機(jī)器人的一體化關(guān)節(jié)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料、定制化開發(fā)等方面都處在從無到有的市場初期，國內(nèi)有足夠大的市場想象空間，這是我們作為關(guān)節(jié)廠商前所未有的機(jī)遇期。”趙運(yùn)濤說，“作為機(jī)器人核心零部件研發(fā)浪潮中最早的參與者，意優(yōu)科技占據(jù)了先發(fā)優(yōu)勢。”

傳統(tǒng)伺服領(lǐng)域由電機(jī)、減速器、編碼器、驅(qū)動(dòng)器等多種零部件分體式組成，意優(yōu)科技通過技術(shù)創(chuàng)新把一些重要零部件集成一個(gè)體積更小、重量更輕、集成度極高的模組，能讓機(jī)器人“做之前不能想象的動(dòng)作”，以更高的性能適應(yīng)更豐富的場景，因此具有極高的產(chǎn)品競爭力。

“如今，AI大模型已然成為人工智能發(fā)展進(jìn)程中全新的里程碑。各國都在做人形機(jī)器人，不進(jìn)則退，即便作為機(jī)器人關(guān)節(jié)行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)，我們也有強(qiáng)烈危機(jī)感。關(guān)節(jié)性能的提升沒有終點(diǎn)，只有更好，沒有最好，必須不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，探索新的材料、新的設(shè)計(jì)、新的控制算法，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)性能的持續(xù)優(yōu)化。”意優(yōu)科技創(chuàng)始人孫則詎說。

“釘子在哪里”

“我們調(diào)研了全球800多個(gè)樣本、中國100個(gè)樣本后發(fā)現(xiàn)，在生成式AI應(yīng)用這件事上，‘什么都還沒有做’的中國企業(yè)只占7%。”國際數(shù)據(jù)公司（IDC）中國副總裁兼首席分析師武連峰說，這意味著，大量能源、電力、化工、汽車、制造等行業(yè)的中國企業(yè)都在嘗試部署生成式AI。

不過，國內(nèi)分析機(jī)構(gòu)調(diào)研表明，一方面，中國制造業(yè)對AI大模型具有的共識，即AI大模型未來必將融入制造業(yè)的生產(chǎn)和管理；另一方面，對大部分制造業(yè)企業(yè)而言，大模型還是新事物，雖然可以用在檔案整理、文件生成等外圍場景，但在核心生產(chǎn)場景，大家還在觀望。

事實(shí)上，中國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù)量超過40萬家，覆蓋41個(gè)工業(yè)大類、207個(gè)工業(yè)中類、666個(gè)工業(yè)小類，存在著大量的應(yīng)用場景和業(yè)務(wù)痛點(diǎn)。“AI大模型的出現(xiàn)，帶來了一把好用的‘錘子’，隨著多模態(tài)大模型的逐步推進(jìn)，錘子有了，釘子在哪里？工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用場景如何打開？”中工互聯(lián)（北京）科技集團(tuán)董事長智振提出了“釘子之問”。

手握錘子找釘子，究竟難在哪里？

首先，工業(yè)領(lǐng)域需要邏輯嚴(yán)密、結(jié)果精確的計(jì)算結(jié)果，要求的是100次運(yùn)算都必須“0失誤”。“大模型的幻覺問題決定了它目前還是概率產(chǎn)出，但工業(yè)里面要么是經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，即100%正確，要么需要干預(yù)。”騰訊云智能制造首席專家邴金友說，AI大模型的不確定性目前難以滿足工業(yè)領(lǐng)域?qū)Π俜种贉?zhǔn)確性的要求。

其次，高質(zhì)量、大規(guī)模且標(biāo)注精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)資源是工業(yè)大模型訓(xùn)練與優(yōu)化的堅(jiān)固基石。“制造業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)、知識、經(jīng)驗(yàn)等無法分享，導(dǎo)致數(shù)據(jù)流動(dòng)差，難以出現(xiàn)垂直行業(yè)大模型；如果單個(gè)企業(yè)出面做私有化垂直的微調(diào)大模型，又面臨訓(xùn)練成本高、維護(hù)難度大的問題。”施耐德電氣數(shù)字化總設(shè)計(jì)師毛春景說。

歸根到底，目前仍有許多難點(diǎn)需要突破，AI大模型在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用落地將會(huì)是一個(gè)漸進(jìn)式的發(fā)展。“AI大模型作為新的生產(chǎn)力工具，將從內(nèi)容領(lǐng)域（文生文、文生圖等）深度擴(kuò)張到生產(chǎn)實(shí)體領(lǐng)域，在制造業(yè)的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量管理、運(yùn)營控制、營銷服務(wù)、組織協(xié)同和經(jīng)營管理等各個(gè)環(huán)節(jié)中引發(fā)新的效率革命。”安筱鵬說。