说到服务机器人你最先想到的是什么,扫地机器人,餐厅里的送餐机器人,或者会跳舞能编程的机器人?电影里能说会道会思考,能跑会跳做任务的人形机器人还离大众太遥远。。。目前世界上最先进的的三款人形机器人Asimo、HRP-4C、NAO。前两个都是日本企业制造的,NAO是法国公司制造。自小型人形机器人在央视春晚、两会上火了之后,人形机器人成为服务机器人的风口了吗?人形双足服务机器人离我们还有多远?

据国际机器人协会(IFR)表示,未来三年内,服务型机器人的市场需求将大幅增加,其市场规模预计将达到460亿美元(2015年仅为70亿美元)。可协助医生做手术、帮农民挤奶、在仓库运送货物和打扫卫生的机器人未来将有更多用途,它们甚至会成为每个人家庭的一员。

专家认为,专业级服务型机器人和面向个人和家庭的服务型机器人到2019年将各自占据市场的半壁江山。

在专业级领域,医疗机器人的销售将领先于农业和物流机器人。而在快速增长的个人和家庭市场,各种扫地、割草和擦窗户的机器人则是主流,此外能供家庭和个人娱乐的机器人也将蓬勃发展。

上春晚跑两会,人形机器人这么忙出货有多少?

小型人形机器人最惹大众注目的应该是2016年央视春晚上来自深圳优必选的Alpha机器人,随后城市漫步的小E机器人表演出现在高交会、17年央视春节系列节目、以及最近的两会上。还有北京进化者机器人公司研发的一款名为“机器人小融”的智能机器人小秘书参与了今年全国“两会”的新闻报道。新华社也派出了自己的智能机器人“记者”——爱思(Inspire)并成功采访了一位人大代表。

据深圳市优必选科技有限公司创始人周剑介绍,2008年优必选从人形机器人的核心源动力伺服舵机研发起步,逐步推出了消费级人形机器人目前有Alpha 1代, Alpha 2;Alpha 1代主要的功能是教育和娱乐;Alpha 2是一款平台级智能机器人;2016年7月我们推出了主打STEAM教育的Jimu机器人,Jimu机器人目前已经入驻全球Apple Store零售店。此外,我们今年1月和Amazon联合推出了基于Alexa语音助理的人形机器人Lynx;将于今年6月份推出商业人形机器人Cruzr。

2016年优必选销售额约3亿元,国外和国内销售占比接近6:4。渠道建设方面,优必选在全球拥有5000多家体验门店,并与天猫、京东商城等电商平台建立了深度合作。

城市漫步的“小E”机器人目前已推出第一代产品,去年销量约为一万多台,国际电子商情记者采访深圳市城市漫步科技有限公司总经理李正的时候,他正忙着“小E”二代、三代的研发事宜。据介绍,“小E”二代、三代产品加入了麦克风阵列、4G以及机器人的面部表情,眼球可转动。6麦麦克风阵列的加入实现10米内与机器人的对话。4G版本通讯速度更快。配置800万摄像头可进行人脸识别。第三代产品手臂的功能更强大,现有产品搭配15公斤的舵机,新一代产品增加到20公斤,如此机器人的动作、行走更加迅速流畅。此外,机器人将具有防摔倒功能,摔倒后自己可以自行爬起。

类似于送餐、迎宾机器人这样的应用场景,城市漫步另一款“漫迪”机器人做为大型的人形服务机器人目前市场零售价在7-8万元。李正表示,大型机器人的应用市场主要集中在商业用途,由于价格高昂,出货量不多。

海南双猴科技(深圳)有限公司副总经理李俊告诉国际电子商情记者,去年推出的大圣金刚机器人主打旅游项目,目前在做项目后台开发,大圣金刚还没有正式上岗。这台服务机器人的售价不会低于10万元。

据国际电子商情记者了解,即便是市面上服务机器人热品出货量也并不高,出货仅达万台。人形服务机器人销量还无法形成规模化,不过,继亚马逊ECHO的热销后,人形机器人或将掀起下一波智能家居热潮。

人形机器人极有可能成为下一个智能家居爆品

早前,优必选和Amazon联合推出了基于Alexa语音助理的人形机器人Lynx,周剑非常看好家用机器人这一市场。不过,他指出,看似家用机器人的元年即将到来,但存在不少问题。事实上,目前市场上的家用机器人所占份额,90%以上是扫地机器人,而其他功能服务机器人并没有进入市场。如同智能家居一样,元年一直是噱头,而真正解决用户痛点的产品却尚未真正成形。服务机器人的痛点目前主要有两点:一是产品智能化与用户体验无法达到消费者的要求;二是市场上机器人产品品质良莠不齐,价格高昂等。

周剑认为,目前市场上很多家用机器人主打智能化特色,具体表现在人机互动上,能通过语音提醒等交互方式完成用户个性化需求,而事实上,目前的智能化程度还远远达不到用户的要求。由于技术,尤其是交互技术非常不成熟,导致功能的使用较为生硬或是死板,就拿儿童陪伴机器人来说,目前的语音技术方案并不能在特定的对话场景中深入交谈,如小孩子喜欢聊动画片,在动画片的环境下没有针对这个特定语境对交互的语义进行深度研究。此外机器人尚不具备深度自学习能力,从而导致了机器人无法通过自我学习在场景下与人进行自然交流,这也是机器人最难突破的点之一。如果想要做出真正让用户惊艳的产品,必须要聚焦到特定的场景和用户上,把场景化的服务做到最佳体验。

“未来3年是服务机器人行业发展的爆发期,具备技术创新能力和深谙商业模式运营的一批企业将会脱颖而出。”

人形机器人当作智能家居的中控,城市漫步也在布局,“我们的人形机器人关注三大应用,教育、健康、智能家居,目前这三块我们已经全部打通了。”李正说。智能家居方面,由一个机器人控制家庭的家电,语音控制。健康数据、老人看护,教育方面囊括了从幼儿园到高中的全部教材。小E第三代产品将主打高端市场,品质和功能全部提升,等同于大家电,具有更长的保修期、更高的品质。

智能家居一直缺少一个中控设备,类似亚马逊的ECHO,双猴科技推出的MONO HOME也是一款智能家居产品。“人们会认为是不是我们在模仿ECHO,然而并没有,我们在产品研发时甚至并不知道ECHO,但我们的理念不谋而合。”李俊说道。对于人形机器人这一类产品未来是否会用到智能家居上面,李俊认为,目前主要的应用仍集中在行业应用,人形机器人切入智能家居需找到痛点,例如教育需求,由于能消费得起人形机器人的用户偏向高端,这类用户对于孩子的教育更倾向选择一对一式的教学,通过机器人进行的互动教育会不会是一个痛点需求呢,值得思考。不过,人形机器人该如何成为人类家庭中的一员,正是同业者努力的方向。

舵机成本高昂 人形双足服务机器人加紧低调研发

舵机在人形机器人部件中占据相当高的成本,据称舵机成本占比高达6成,这也直接影响人形机器人的售价。周剑介绍说,舵机是人形机器人动力的来源,类似人的关节,通过控制信号就可完成各种动作。同类型的舵机在日本的市场价是每个几十到上百美元,一个使用20个舵机的人形机器人价格最低也要1.5万元,而拥有多项专利、质量更优的优必选自主研发的舵机性价比很高,我们的舵机性能媲美日韩、欧美国家的舵机,但成本更低,性价比更高。

微伺服舵机的特点是在机器人的稳定性、协调性等方面更具优势。技术难点伺服系统不但要具有快的动态响应和高的动、静态精度,而且要对参数的变化和扰动具有不敏感性。

据悉,优必选科技计划明年完成微型伺服舵机研发商业化,并推出全球首款商业化双足家庭机器人。2018年,将完成大扭矩高爆发力伺服舵机研发商业化,使家庭服务机器人AI技术应用世界领先,并推出系列化双足家庭服务机器人。同时,优必选考虑在三年内推出人形家庭服务机器人操作系统,并推出全球首款基于商业化目的开发的类人家庭服务机器人。

周剑表示,舵机的成本在整个双足机器人产品的比重主要取决于机器人全身采用自由度的数量及舵机的规格,例如20公斤,40公斤更大扭矩的伺服舵机价格定会不一样。对于整个机器人造价来讲有很多因素,除伺服舵机外,还包括机器视觉、语音语义、情感识别、导航避障等软硬件的结合,所以未来有利于市场推动的产品定是消费级和用户体验良好的产品。

“舵机的成本在所有的配件里面是最高的,特别是无刷电机成本更高。如果采用无刷电机,舵机成本大概占到一半。”李正表示,城市漫步自研的舵机从最小2公斤到500公斤皆有覆盖。此外,自有专利将用于即将发布的咪卡机器人,这个专利将使得舵机带上扭动功能,可以自如伸缩。“在机器人的关节上我们加了一个离合且带电压保护,这样机器人跳舞、活动时如果人为去折动手臂时不会被折坏。”据悉,小E第三代将采用无刷电机,具有寿命长耐用性好的特点,这款产品将定位大家电级,在第二代采用的12-15公斤的基础上,第三代将采用20-25公斤的舵机,舵机的保修时间也将从3-6个月延长到一年。

舵机的研发尤其是重量级舵机具有一定的门槛,李俊表示他们在做大圣金刚研发时采购了国外的舵机,而没有坚持自己研发。“当时请了国内大学的教授过来做舵机研发,打算往这方面突破,后面由于公司策略的调整而放弃了这一块,舵机的基础研发并不难,例如一个支持6自由度的舵机相对简单,然而像双足行走这类应用对舵机要求很高。目前人形机器人在移动上比较常见的方面还是底盘万向轮。”

随着工业4.0智能制造的崛起,国内必将大力投入对机器人赖以使用的伺服电机的技术研发,渴望成本下降带动人形机器人产品价格的降低。

机器人的语义解析、强化学习、良好的人机交互

人工智能已被纳入政府工作报告,它的发展也将迎来一个新的时期,人工智能是人形机器人必不可少的组成部分。在语音语义、运动控制、机器视觉等方面有待提高。

人形机器人是最为人类接受以及最适应人类生活及情感的形态,而人形机器人是家庭服务机器人的最终目标,这就需要赋予机器人以人的形态以及人的功能,这是人类与机器人之间最友好的交互方式和使用方式。周剑表示,就双足家庭机器人而言,需要解决涉及人形机器人驱动伺服步态运动控制算法,家庭场景AI机器视觉,语音语义理解、包括情感识别,包括导航避障等难点需要攻克。

双足机器人进入家庭将逐渐开始做一些事情,与人之间的交互也是前所未有的。门槛的话可能机器人售价会略高,中产以上家庭有可能消费得起。目前,整个消费级机器人市场还处于萌芽待教育的阶段,机器人的功能和人类的生活场景强联系的认知还需提高。人形机器人领域是高门槛,人才的保障以及跨机构和企业的合作显得尤为重要。

未来三年优必选将重点布局人工智能领域。为此,优必选引入了前IEEE主席霍华德博士、IEEE Fellow、欧洲科学院院士、悉尼大学教授陶大程、清华大学赵明国教授三位业界翘楚,在机器视觉、运动控制、语音语义等方面重点布局,此外,和清华大学、华中科技大学、科大讯飞成立了智能机器人研究院,和悉尼大学成了人工智能研究院以确保优必选在机器人和人工智能领域的领先优势。

从语音识别来看,国内科大讯飞的语音识别系统识别率已达到90%以上,然而在语义理解上有待深入研发。目前城市漫步、双猴科技都采用了科大讯飞的语音系统,语义理解上则涉及深度学习的算法系统。李俊认为通过与科大讯飞的战略合作,采用最先进的语音识别系统,再加上自行对语义理解开发算法,让机器人交流带上一定的感情。李正也表示,我们的另一套深度学习系统,与科大讯飞的语音系统相结合,在此基础上做二次开发。

举例来说,科大讯飞的系统能够通过单次信息识别语句,然而真正的对话是多轮次的,和机器人聊天后它应该能记住对方是谁,这可以对上百句的上下文进行分析。再例如,问天气,通常我们需要问出是哪里的天气,有了语义理解在其中,产生一个逻辑后,机器人已经了解你的位置和环境,不必告诉它你在哪里,它就能自然说出天气情况。从而达到与人交流更人性化,更容易沟通。据悉,城市漫步的语义解析系统是与美国硅谷的研发团队合作。目前这类做深度学习算法的公司比较火,有自己特有的算法技术,不足的是缺乏大数据的支持。没有大数据光有算法显然不行。

语音识别、网络高速、获取更多的大数据,这几点满足之后就是深度学习和强化学习了。强化学习更侧重对人语句的理解,机器人将这些对话记录下来并通过一定的算法判断人的行为语言习惯等。这是相对更为复杂的逻辑。机器人与人自然流畅的交流,这需要行业公司一起来实现。

人工智能离不开硬件支持,AI芯片领域包括了英伟达、ARM、INTEL、IBM、谷歌、微软等公司。2016年英伟达发布了多款针对深度学习的芯片,例如可执行深度学习神经网络任务的Tesla P100 GPU,基于Pascal架构的深度学习芯片Tesla P4和Tesla P40,其中,Pascal架构能助推深度学习加速65倍。

目前,全球85%的智能移动设备中都采取了ARM架构,其中,超过95%的智能手机运用了ARM的处理器。ARM在被收购之后,软银也对ARM早已开始的人工智能项目“Blue Sky Program”表示了极大的支持。

今年上半年,Intel将发布首款利用Nervana技术的深度学习硬件。Nervana芯片主要面向训练——创建深度学习计算机模型,它也可以用于推理——通过更多数据强化深度学习模型。这些硬件支持将加速人工智能向产品的导入,令机器人真正拥有智能的头脑。

去年“机器人伤人”事件尽管最后是人为操作不当引起的,并非真的伤人,但机器人与人交互的安全性值得关注。从人脸识别到视觉避障再到机器运动,方方面面为机器人的安全把关。城市漫步的小E加入人脸识别,基于算法做二次开发,同时超声波传感器以及3D摄像头进行视觉避障。还有一种方式,通过压电薄膜传感器,为每个机器人手臂安装一个模块,当人触碰时可感应并停止动作。这个传感器模块可以调节频率,设定在某个频率时机器人感应到即为暂停,以此保障交互安全。

如周剑所言,未来,机器人进入家庭成为人类的家庭新成员,在人机交互的过程中我们会保证从产品外观设计、外壳材料、到人机交互页面的操作指南,不仅做到环境友好型,更会做到用户友好型,让机器人成为人类得力的伙伴。

落地应用支撑人形服务机器人向前

人形服务机器人由于面临价格、应用场景以及人工智能等因素的影响,实际上行业普遍存在着外热内冷的情况,真正脱颖而出的还太少。双猴科技尽管推出了大圣金刚服务机器人,公司的策略却不仅于此。李俊表示,我们主要走三条路线,智慧家庭、智慧旅游和智能办公。智慧家庭覆盖的产品包括了大圣魔脑音箱、泡泡护牙机器人等。智慧旅游目前服务三个项目,未来深度与旅游景点、酒店合作,主打大圣金刚服务机器人。智能办公则将语音识别与办公商务应用相结合。

据前瞻产业研究院发布的《中国服务机器人行业发展前景分析报告》显示,全球服务机器人市场总值正以20%-30%速度增长,预计2017年规模将达到461.8亿美元。届时,我国服务机器人市场规模也将达到240亿元。

2017年,优必选销售目标为10亿元左右。优必选收入来源主要分为四块,第一是亚马逊合作的Lynx机器人,将和Echo一样成为一款明星产品;第二是来自于IP产品的来源;第三是Jimu机器人;第四是To B的Cruzr机器人,包括在银行、商超、海关、安防监控等领域也是可以预期的。这几方面的增长,能够实现2017年的收入预期。

去年城市漫步的小E、漫迪机器人获得市场的认可,今年李正有信心做出更大的出货量,他表示,2017年的目标漫迪服务机器人出货1000台以上,主要用于商业服务、考勤、交互等。即将推出的咪卡机器人力争销售20-30万台,针对儿童和智能家居市场。“这款新产品不仅能当作智能手机使用,还可起到控制家电的作用,咪卡小巧的体积却有着灵活的肢体,价格也更亲民。预期成为今年的热卖品。”

成本、智能化成为大多数机器人企业面临的问题,缺乏出色的优势也使得同质化竞争考验着整个行业,为此,李正希望城市漫步能够至少把握几大核心方向。一是舵机的研发,坚持自身的研发并降低成本。二是语音交互,在深度学习和强化学习方面与各方合作做好二次开发。三是云计算,从2010年开始切入云计算,可是说是国内最早的一批,实现了语音处理、知识库、远程升级均可在云端完成。四是开放的SDK软件发,截止目前已经300多位机器人爱好者购买了我们机器人的开发板,运用开放的SDK进行应用开发,包括智能家居、人脸识别,很快,未来几个月后便有更多应用发布,这一点可以超越一些同行。五是大型服务机器人可实现激光室内导航,自动规划路径,自动避障等。六是正在做的3D摄像头深度算法,并接入VR功能,可识别物体并进行VR游戏。

“服务机器人产业下一个万亿级的蓝海市场,现阶段仍需脚踏实地的研发,现在是蓄势待发的时候。”他最后说道。

(本文来源于国际电子商情)