記者俞陶然
人形機器人是未來產業的標誌性產品之一,有望成為繼電腦、智能手機、新能源汽車後的顛覆性產品,將深刻變革人類生產生活方式,重塑全球產業發展格局。
在這個產業領域,上海如何開展科研佈局,為培育新質生產力提供科技支撐?日前,由上海機器人產業技術研究院牽頭,聯合上海交通大學、復旦大學、同濟大學的科研團隊,以及傅利葉智慧、智元等企業,啟動了人形機器人數据集建設項目。“這是一個產業共性技術研發項目。”上海機器人產業技術研究院副院長周梅傑說,“數据集建成後,將向國內企業和科研團隊開放,用來訓練人形機器人大模型,讓機器人擁有發達的大腦和小腦。”
建設自主可控高品質數据集
隨著人工智慧大模型的興起,人形機器人體內將部署專用大模型,從而能理解人類發出的指令,並完成各種任務。訓練機器人大模型的原料,就是數据集。
去年7月,穀歌旗下DeepMind公司發佈了機器人視覺、語言、動作模型RT-2。今年2月,DeepMind與斯坦福大學團隊聯合開發出人形機器人數据集ALOHA 2.0版,還展示了ALOHA機器人的烹飪技能。
面對國際競爭,建設自主可控的高品質數据集,成為我國發展人形機器人科技和產業的當務之急。為此,人形機器人數据集建設項目計畫在未來兩年裏建設一個人形機器人資料獲取、治理與應用驗證平臺。
“這是平臺建設的流程圖。”在上海機器人產業技術研究院的機器人智慧創新實驗室裏,周梅傑指著大螢幕介紹,資料獲取、數據上傳、自動標注、數據增强、大規模回歸測試、應用驗證……每個環節都由高校團隊或研究院負責。兩家企業的首要任務是提供機器人本體,傅利葉智慧研製的GR-1、智元打造的“遠征”系列機器人將進入實驗室,參與各種任務實驗,幫助科研團隊完成資料獲取。這些數據進入原始資料庫後,將自動觸發分類、清洗和標注的數據加工流水線。
開源“技能包”加速培育
現時,人形機器人實驗場地正在搭建中。走進機器人智慧創新實驗室,記者看到一個區域的上方安裝了多臺動作捕捉相機。不久的將來,上海機器人產業技術研究院將把這裡佈置成家庭場景,放置家電、沙發、樓梯等物件,並建成資料獲取平臺,隨後開展人形機器人的家庭服務場景實驗。
除了機器人本體和動作捕捉相機,資料獲取平臺還包括機器人感測器、控制器、遙操設備、通信模塊和數采軟件等部分。其中,機器人感測器對標人的感官系統,包含視覺、聽覺、觸覺和嗅覺等。它們採集的數據,對人形機器人未來成為我們的家庭伴侶至關重要。
“無論是製造業還是服務業,人形機器人都有很多應用場景,將成為造福百姓的新質生產力。”參與項目的上海交大機器人研究所博導閆維新說,數据集項目對培育新質生產力具有重要價值——通過構建機器人的原子動作集合,將開發出擰螺絲、用扳手、端水杯等一系列技能包。企業獲得這些技能包後,可節省大量研發成本,加速新質生產力培育行程。
在這個項目中,復旦大學電腦學院研究員馮瑞負責數據質量評估和增强。由於採集到的多模態數據包含很多雜訊,科研人員要進行處理,以提高數據質量。馮瑞表示,這是開發具身智慧的一項基礎工作,適合高校和科研機構來做,做成後通過開源為產業界提供科技支撐。
研發產業關鍵共性科技
在實驗室裏,記者還看到了多款圓形的人形機器人零部件。周梅傑介紹,它們是旋轉關節,由上海機器人產業技術研究院自主研發。其中一個型號的峰值扭矩達到500牛·米,是全球已知人形機器人旋轉關節中最大的,可以使機器人擁有很强的爆發力,甚至能完成後空翻。現時,這款旋轉關節已獲得300萬元契约訂單,將用於北京松延動力的人形機器人產品。
關節模組是人形機器人的覈心零部件,分為旋轉關節和直線關節兩類,在很大程度上决定了機器人的爆發力和負載力。上海機器人產業技術研究院為何能在旋轉關節上取得突破?研究院院長鄭軍奇說,這得益於功能型平臺的“研發產業關鍵共性科技”這一定位。
經過4年研發反覆運算,達到國際領先水準的旋轉關節已經問世,國產直線關節和驅動器有望今年問世,從而為國內人形機器人企業提供全套關節模組產品。“在直線關節上,全球只有特斯拉的人形機器人使用了行星滾柱絲杠,推力可達8000牛。我們研發的行星滾柱絲杠有望打破這個局面,並把價格降下來。以色列ELMO公司的驅動器處於壟斷地位,一片賣2萬元。我們的產品可以把成本降到千元級別。”周梅傑的話語中,透著自信。
取得產業關鍵共性科技突破後,“孵化創新企業”這一功能型平臺的定位也將付諸實踐。最近,上海機器人產業技術研究院正在孵化一家人形機器人企業。這家企業計畫今年發佈人形機器人“小八”,並完成首輪2000萬元融資。
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