云端(duān)机器(qì)人这个(gè)全新的(de)产业在(zài)世界(jiè)范围内受(shòu)到越来越多的关注。
无论是最近一大批云端智能机器人(rén)服(fú)务提供商受到美国实体清单影响,类似达闼科技企(qǐ)业SEC上市等商业活动步伐受挫,还是国(guó)内作为云(yún)端调度(dù)系统服(fú)务商的(de)九号机器人即将(jiāng)登录科创板,或者是不(bú)久(jiǔ)前全家便利(lì)店引进(jìn)用于缓解(jiě)人(rén)力(lì)的远(yuǎn)程遥控云端机器人,更早以前南(nán)京邮电大学和日本远程教育大学采用云端机器人的毕业仪式(shì)。云端机器人产业其实一(yī)直没有离开机器人科学创(chuàng)新学者(zhě)和企业家(jiā)的视野。
云端(duān)机器人的起源到(dào)爆发
说起云端机器人(rén),这(zhè)个产业从开始到发展也不过才10年时间。最早在(zài)Humanoids 2010 会(huì)议上(shàng),卡耐基梅隆大学的James Kuffner教(jiāo)授(shòu)提出了“云机(jī)器人”的概念,即借助5G互联网与云(yún)计算,帮助机(jī)器与人相互(hù)学习和知识共(gòng)享,解(jiě)决单(dān)个机(jī)器自(zì)我学习的局限性(xìng),概念提出后引(yǐn)起(qǐ)了广泛(fàn)的讨论(lùn),一部分领先学者和(hé)企业家开始尝试对云端机器人的研(yán)究(jiū)和产业化落地。
云端机(jī)器(qì)人概念得到了国内产(chǎn)业界和学术界有识之士的重视(shì)是在2017 年(nián),中国信通院、IDC和英特尔共同发布的《人工智能时代(dài)的(de)机器人 3.0 新生态(tài)》白(bái)皮书也(yě)就曾提出(chū),2015年后(hòu)机器人步入3.0时(shí)代(dài)下,感(gǎn)知、计(jì)算、控制等技(jì)术的迭代(dài)升级和图像识别、自然语音处(chù)理、深度认知学习等新(xīn)型数字技术在机器人(rén)领域将得到深入应用,实现从感(gǎn)知到认知、推(tuī)理、决策的智(zhì)能化进阶。报告(gào)认为,当(dāng)机器人按照(zhào)该(gāi)路(lù)线演变,无限接近人的智力(lì)水平(píng)时,现(xiàn)有电子元器件的集成水平必然不再能够(gòu)满足新的需求,而在5G能够提(tí)供大带宽、低时(shí)延、高可靠通信的(de)数据传输服(fú)务后,新(xīn)的(de)机器(qì)人思考和决(jué)策方式即将出现,届时,云端(duān)机器(qì)人就(jiù)能成为一种有着(zhe)极大想象空(kōng)间的解决方案。
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机器人4.0在云端
时间到了2019年,达(dá)闼科技联合英特尔、新松、科沃斯在《机器人 4.0 白(bái)皮书(shū)》写到,机器人(rén)在2020年后将进入 4.0 时(shí)代,也就是云端(duān)机器(qì)人时代,简单来说就是(shì)机器人的脑(nǎo)袋在云里,机(jī)器人的身体(tǐ)可以在现场,机器人(rén)的神经网络是移动通信,云、网、端三(sān)者结(jié)合(hé)形成云端机器人,即(jí)把传统(tǒng)机器人的决策大脑分布在从云到(dào)端的各个地方,充分(fèn)利(lì)用边缘(yuán)计(jì)算去提供更(gèng)高性价(jià)比的服务,把要完成任(rèn)务的(de)记忆场(chǎng)景的知识和常识很好的组合起来,实现规模化部(bù)署。4.0时代下,机器人除了具有(yǒu)感知能力实现智能协作,还具有理解(jiě)和决策的能力,达到自主的服务。当时,达闼科技也完成(chéng)了(le)3亿美元的B轮融资,估值超过15亿美元,Cloud Minds这家企业才开始受到业界更广泛(fàn)的关注(zhù),同时他们所提到的云端(duān)机器人也受到全世界的瞩目。
但云(yún)端机(jī)器人在学(xué)术界和产业(yè)界(jiè)都是一个较为超前的创新生态,媒体行业和普通民众对此的(de)关注程度一向不高,相关产(chǎn)业上下游发(fā)展并不算迅速,直至2020年初,疫(yì)情在(zài)全(quán)世界开始爆发,达闼科技(jì)捐赠多款5G云端智能(néng)机(jī)器(qì)人助力疫情防控,无人化云端远程机器人应用才开始逐渐见著于更多媒体(tǐ)报道(dào)。随着疫情在全世界的蔓延(yán),5G、AI、大数据等(děng)为代(dài)表的信息技术应用让更多人看到了未来(lái)云(yún)端(duān)智能机(jī)器人的(de)发展前景。
与此同时,全(quán)球(qiú)5G商用步伐不断提速,根据GSA的统计数字,截至2020年3月,全球共有63家运营商实现(xiàn)了5G商用(yòng),359家运营商投资5G,进行网(wǎng)络部署和测试验证,5G网络建设呈现如火如荼的景象,这为云(yún)端机器(qì)人的发展创(chuàng)造了坚实的(de)硬件基(jī)础。
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同时,在(zài)2020年(nián)3月初,国家在大政策上也开始针对新产业(yè)发力,中(zhōng)央明(míng)确提出要加快5G网络(luò)、人(rén)工智能、数据(jù)中心等新型基础设施建设进度,新基建被多数地方政(zhèng)府(fǔ)列入2020年投资计(jì)划。创新技术从未像今(jīn)天这样被推到前台,展现历史未(wèi)见的高度,在新基建政策推动下,人工智能正变得越来越基础(chǔ)设施化,相关产业发展(zhǎn)逐步进(jìn)入快车(chē)道,而能(néng)提供强大算力支撑的(de)云计算(suàn),在数字经济发展(zhǎn)中也(yě)有着不可(kě)或(huò)缺(quē)的重要性,作(zuò)为新基建软件(jiàn)技(jì)术的重要(yào)承接载体,云端机器人了更(gèng)广阔的应用领域(yù)。
但随后5月23日(rì),一系(xì)列与达闼(tà)科技、云从科技类似布局前(qián)沿(yán)云相(xiàng)关产业的(de)中(zhōng)国科(kē)技企(qǐ)业都被列入(rù)“实体清单(dān)”,云机器人作为一(yī)种世(shì)界前沿的新概念,美国希望(wàng)此举限制中(zhōng)国企业在前沿(yán)产业上的(de)技术(shù)创新能力,再后来更是通过禁止MATLAB打击(jī)中国高校推(tuī)进(jìn)技术创(chuàng)新发(fā)展,这(zhè)场(chǎng)中美之间面向未来(lái)产业的科技(jì)较量愈演愈烈,也变相证明了云端机器人等新兴技术产业的发展潜力。
场景进步倒逼云端化
就实际应(yīng)用(yòng)场景来说,更智能(néng)化是(shì)机器人发展不断满(mǎn)足(zú)引用场(chǎng)景需求复杂化的必(bì)然(rán)趋(qū)势,而云(yún)端机器人可以说(shuō)就是(shì)人工智能的实体化,因(yīn)此走向云(yún)端也是未来工业、服务等领域实现智能化(huà)转(zhuǎn)型升级的极好途径。
在任何行业发(fā)展过程中,企业都会(huì)为了提升竞(jìng)争(zhēng)力(lì)思考(kǎo)如何降本增效,而具体到场景(jǐng)就是例如如何在较短(duǎn)时(shí)间完(wán)成部署、产线之间如何相互(hù)感知协同、如(rú)何实时了解工厂(chǎng)运行状(zhuàng)态、出了问(wèn)题怎么样最快地去解(jiě)决(jué),以及本地计算(suàn)成本怎么(me)降(jiàng)低(dī),机器人行(háng)业的(de)发展也在延续着这一轨迹,在机器人(rén) 1.0时代,机(jī)器人从对外界环境(jìng)没有感知,只能单(dān)纯(chún)复现人类的示教(jiāo)动作(zuò),只能在制造业领域替代工人进行机械性的(de)重复体力劳动,于(yú)是(shì)人们为此(cǐ)将传感器(qì)应用到了行(háng)业(yè)中。
到了(le)机器人2.0时代,就可以通过传(chuán)感器和数字技术的应用构建(jiàn)起机器(qì)人(rén)的感觉能(néng)力,并模(mó)拟部分人类功能,这不但促进了机(jī)器人在工(gōng)业领域的成熟应用(yòng),也逐步开始向(xiàng)商业领域拓展应用,但为(wéi)了提升机器(qì)人在更多场景的柔性化(huà),在3.0 时代(dài)下(xià),机器人实现了从感(gǎn)知到认(rèn)知、推理(lǐ)、决策的智能化进阶,柔性化程度(dù)不断提升,拖动示(shì)教、虚(xū)拟仿真等方式使(shǐ)得机(jī)器人能够应用和(hé)还原更多行业的复杂生产工艺并加强,但(dàn)人类仍然想要实现机(jī)器人(rén)在处理效率上进行加强。
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于是到(dào)目前,人类开(kāi)始考虑让(ràng)机器人真正替代人类的(de)劳动时间,脱离(lí)开固定(dìng)的形(xíng)体和场(chǎng)地做一些(xiē)更为实际的(de)工作,在这时机器人除了要(yào)具备感知能力,还需要有(yǒu)记忆、场景理解的能力(lì),拥有知识(shí),才能够优(yōu)化决策,能自主实(shí)施工作,并(bìng)进(jìn)行(háng)个性化演进,因此仍然需要提高(gāo)机器人完成特定和复杂(zá)问(wèn)题解决能力(lì)。而这些问题,人工智能与5G技术的发展使得云端智能服务机器人产业(yè)能够实现更优秀的(de)解决(jué)方案。例如利(lì)用人工智能(néng)技术提高机器(qì)人本体感知能力的(de)同时(shí),提升个(gè)性化自然交(jiāo)互能力,利用(yòng) 5G 技(jì)术,机器视觉系统时延能无限接近与(yǔ)人,同时(shí)大大缩短从终端到接入(rù)网的(de)时(shí)间,带宽大幅度上升(shēng),这使得很多东(dōng)西可以放到边缘端,加入更多的(de)计算能力,包括云端大脑(nǎo)的(de)一些扩展,即将(jiāng)大脑(nǎo)计(jì)算(suàn)和机器人(rén)本体分离,能把大脑计(jì)算放在(zài)云端,实现集(jí)中控制和智能(néng)输出,助(zhù)力机(jī)器人规模化部(bù)署。
云端(duān)机器人能做什么?
那云端(duān)控(kòng)制大(dà)脑到底能实现哪(nǎ)些机器人的(de)提升呢?举个(gè)简单的例子,在移(yí)动(dòng)机器人领域,想要协调数百(bǎi)个乃至成千上万甚至更(gèng)多(duō)机器人之间的复杂行为,这对于普通电(diàn)脑而(ér)言(yán)已经将很难实现,但(dàn)如(rú)果将移动机器人(rén)调(diào)度控制云端(duān)化,多个客户共用一台云端调(diào)度(dù)服务器,则可以充分利用云(yún)端计(jì)算(suàn)机的算力,降(jiàng)低单机部署成本。5G带来的高可靠(kào)、高并发和低(dī)延迟的(de)云端无线(xiàn)接入方式可(kě)以实现云(yún)端调(diào)度实时化,从而有效的提升(shēng)工厂的整体效率,降低硬件所带来的成本,在目前,斯坦德机器人等一部分AGV企(qǐ)业也已经开始在采用(yòng)此类云端柔性物流调(diào)度系统(tǒng),全方位提升物流调度效率。
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而在工(gōng)业(yè)领域,云端(duān)机(jī)器人也在不断(duàn)改变着生产方式,随着如今消费者(zhě)的个性化需求(qiú)繁多,小批量、多(duō)品种、个性(xìng)化定制等生(shēng)产需求的不断改变,对生(shēng)产模式的柔(róu)性化(huà)要求越来越迫切,普通的生产线难以完全按(àn)照消费者需求生产出(chū)相应(yīng)的(de)产品,导致部(bù)分装备换代频次(cì)低的企业产品出现不畅(chàng)销或者产能过剩。而(ér)另外一些客户的小批量需求,因为产线不匹配(pèi)或者柔性低而无法生产(chǎn)出完全满足(zú)客户(hù)需求的(de)产(chǎn)品。
随着5G、大数据(jù)、云计算和人工智能技术的快速发展,工业互(hù)联网的需求愈演愈烈。云端机(jī)器人(rén)未来能把基于大(dà)数(shù)据的智能化计算移到云端,从而实现在工艺(yì)过(guò)程优化、远程监控、状态分(fèn)析和预测性维护等生产使(shǐ)用(yòng)环节(jiē)的数据化(huà),优化机器人本体的控制器等硬件,同时利用机器学习和云计算(suàn)技术(shù)将这些海量数(shù)据、规(guī)则和知识形成机器人的(de)云端智能生产(chǎn)力。整个制造系统的(de)数(shù)字(zì)化、网(wǎng)络化和智能化将是未来工业发展的必(bì)然(rán)趋势,决胜云端不再只是一个口号。
产业(yè)与展望
从全世(shì)界云机器人的概(gài)念提(tí)出到如今,也(yě)不过短短10年,虽然5G、大数据、人工智能(néng)的产业都出现了可(kě)惜的发展态势(shì),这些仍然不够形成一个完善的云(yún)机器人(rén)产业生(shēng)态(tài),任(rèn)何一个产业链的从上游原材料和零部件(jiàn)的产商到下(xià)游应用(yòng)集成延伸,生态构(gòu)建都存在(zài)一定周期性,云端机器人产业的发(fā)展也(yě)不是对(duì)机器人既有模式简单的继承和叠加,而(ér)是在生产(chǎn)方式上出现的全新(xīn)变革(gé)。现如今,中国的云端相关产业(yè)链企(qǐ)业虽然在(zài)人工智能、AI等新学(xué)科的大力推进下(xià)取得了一定阶段性成(chéng)果,都仍还(hái)在不断成(chéng)长的过程中。
按照国内最早开始进入云端机器人领域企业达闼科技(jì)的构想,未来(lái)云(yún)端机(jī)器人会将由云端大脑、神经网(wǎng)络VBN和(hé)及(jí)机器人本体(tǐ)等组(zǔ)成。其中,云(yún)端大脑提供机器人所需要的智能视觉(jiào)、智能听觉、智能运动等多模态(tài)AI能力(lì),通过遍(biàn)布全球的(de)移动通信安(ān)全(quán)高(gāo)速网络,将能力(lì)传输(shū)给(gěi)远(yuǎn)端(duān)的机器人控(kòng)制(zhì)器(qì)和(hé)各种机器人、智能设备本体上。立足云端机器人(rén)的概念,达闼科技建立了云端大脑、神经网络、机器人本体三层架构,并(bìng)广泛培植生态,达闼(tà)科技旗下产品也形成云端(duān)智能架(jià)构、云(yún)端智能设备以及云端机(jī)器人三大类,目前实现不仅局限单一的设备,更是(shì)全方位硬件的(de)云(yún)端化改造和升级。
据(jù)公开(kāi)资料显示,目(mù)前达闼科技的云端大(dà)脑HARIX基(jī)于人工增强的机器智(zhì)能(néng),将视觉处(chù)理、自然语言处(chù)理、机器人运动(dòng)控(kòng)制和(hé)虚(xū)拟现实等技术集成在云端,旨在实现百万级机器人的(de)在线运营。这或许也成为达闼科(kē)技被(bèi)列入“实(shí)体清单”的根本原(yuán)因。
而目前类似(sì)九(jiǔ)号机(jī)器人等应用企业提出的云端机器人解决方案,是将机(jī)器人(rén)的计算(suàn)能(néng)力和数据从本地迁至云(yún)端,从(cóng)而以此为基础研发出一整套的高配送效率(lǜ)、高响应速度的云(yún)端调度系统。他们将机器人与云平(píng)台结合,把机器人(rén)的“大脑”置(zhì)入云平台(云端(duān)),借助于云服务(wù)强(qiáng)大的计算(suàn)、存储能力(lì)以及(jí)资源(yuán)共享等(děng)优势,从而达到运(yùn)维(wéi)人员可随时随地上访信息、了解机器人运行状态(tài),以此节省机器(qì)人制造成本、人工运维成(chéng)本(běn),提高机器人运作(zuò)所需的(de)计算能(néng)力。用SLAM技术结合云端计(jì)算能(néng)力,能让机(jī)器人拥有智能(néng)和自主性,从而使得机器人具备更强(qiáng)室外自主(zhǔ)导航和自主避障能力。
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可以看到,虽然目前有(yǒu)相关的企业已经在云端机器人领域进行了可延续性的拓展,但作为一个全新的(de)产业,其进展并不(bú)算快,目前大多数企(qǐ)业(yè)仍然处在实验室摸索阶段,与大规模大范围(wéi)的商(shāng)业化落地(dì)还存(cún)在(zài)相当大的差距。
不(bú)得不(bú)考虑到的是,作为一(yī)个全新的产业,虽然(rán)外界有观点认为,云端机器人和当时作(zuò)为移动通信网络产(chǎn)业的新业(yè)务(wù)增长点手机(jī)的发展类(lèi)似,但(dàn)因为云端(duān)技术的研发高集成度品机(jī)器人(rén)的耗(hào)资,目前看来将会远远高于研发智能手机,同时5G、AI、区块链(liàn)、机器人的研发也需要大量精英人(rén)才,上游供应(yīng)链(liàn)的产业(yè)集群没有太多(duō)的铺垫,热度还没有(yǒu)完全形成,成本相(xiàng)应居高(gāo)不下,这导致目前云端机器人产(chǎn)业上(shàng)下游都面临着资金,人才、市场等(děng)多重考验,再加上疫情和贸易战(zhàn)等多个维度不同形式的冲击(jī),云(yún)端机器(qì)人(rén)产业想要真正崛起,确实还需要(yào)更多维度的努力。