技術和認識拐點已然清晰,社會正邁入下一個發展階段。
這只名叫“優悠”的大熊貓應該是世界上從未出現過的物種。在10月迪拜世博會的中國館現場,這個憨態可掬的機器人將作爲和平友好使者介紹中國熊貓生態長卷、智慧農業等展項,還會現場表演中國書畫、太極功夫和瑜伽。
它其實是優必選科技在自有的大型仿人機器人Walker X的基礎上,基于模塊化設計的特點,爲迪拜世博會中國館專屬定制的機器人。
Walker X 下象棋
熊貓“優悠”只是指數級發展的機器人行業的一片縮影。在9月15日的世界機器人大會現場,你可以聽到“愛因斯坦”仿生機器人給觀衆做科普,看四足機器狗靈活地跑跳。另一邊,外骨骼康複訓練機器人正支撐著患者做恢複訓練,手術台上,白色手術機器人動作繁複,目不暇接。我們正在逐漸適應機器成爲日常生活的注腳。
很難否認,無人化、智能化、機械化將是未來最鮮明的圖景。其中,機器人或許是對人類生活影響最深刻、最直觀、最廣泛的技術革命。過去十年,從B端到C端,服務機器人正在加快滲透進人類日常生活。
2021年,疫情讓無接觸式服務呈爆發式增長,服務機器人在十年鑄就的基石上,迎來了關鍵的轉折點。根據中國電子學會報告,預計2021年全球服務機器人市場規模將達到131.4億美元,在全球機器人市場中占比將達到36%,年複合增長率達到19.2%,超過工業機器人和特種機器人的增長。
“過去十年是服務機器人的儲備期,未來十年則是黃金發展期,越來越多服務機器人解決方案將在垂直領域落地應用。”優必選創始人、董事長兼CEO周劍如此表示。
這是一個必然的進程。應用拐點已近,人機共融的序幕已經開啓。
十年基石
在過去十年,服務機器人行業,一直處于蓄勢之中。而最重要的勢能蓄積在于基礎技術和應用技術不斷的突破與叠代,可以說,技術是這個行業起飛的基石。
曆經五年研發,四次叠代,優必選旗下的大型仿人服務機器人Walker 已經邁過了技術儲備的關鍵分界點,從量變實現質變,遠遠走在了業界主流之前。
Walker 系列叠代進程 (左右滑動查看更多)
擁有卡內基·梅隆大學機器人專業博士學位的美國作家丹尼爾·威爾森將類人機器人比作“阈限生物”(liminal creatures),他認爲,我們與它們“完全不像人類與其他工具和技術的關系。”
Walker 突破了某種阈限,它表現在很多方面顛覆了人們對服務機器人的固有認知,它能夠在人類的環境裏自如行走並承擔簡單的家庭工作,生動、自然地和人類“交流”,如果需要,它甚至可以具備某種“情感”的特征。
無疑,要實現這些應用,至少要擁有運動能力、感知能力以及認知能力。而要具備這樣的能力,必須在應用層面解決以下技術難題:步態規劃與控制、柔順力控、全身運動規劃、視覺定位導航、視覺感知、全鏈路語音交互等。
以上的應用層面又涉及許多硬件技術的突破,比如,機器人實現關節動作最基本的硬件是伺服驅動器,機器人的自由度越多,需要的關節就越多,而不同位置的關節,力量、扭矩、精度、速度要求都不一樣,比如從最小的手指關節,到大扭矩的踝關節、膝關節,所面臨的關鍵問題是截然不同的。
而且,這一切硬件目標的實現必須接受續航時間的約束,也就是說,必須兼顧重量和功耗的平衡。
要讓機器人直立行走、保持平衡並完成各種動作,還涉及複雜的運動控制系統,包括運動學、動力學的建模,以及此基礎上的運動控制算法平台。
此外,人形機器人要和外界互動,手眼協調,必須具備視覺和語音能力,比如它需要辨別用戶身份,要知道誰是爸爸或媽媽、哥哥或姐姐,甚至要知道溝通對象的表情是高興還是沮喪。要遞給你一個杯子,它需要看明白杯子是橫放還是豎放,有把手或者是光溜溜的小圓桶。
優必選科技初創團隊以伺服驅動器起家,周劍和團隊投入了近五年,才成功研發大扭矩、高精度、小體積、高可靠性的伺服驅動器。同時,在虛擬仿真與硬件設計、多維仿真優化、算法導入與應用測試三個領域深耕了近10年,在5年裏中叠代了4次,才讓Walker實現了一些家庭場景簡單、基礎的服務功能,並將BOM成本降至可商用級別,實現了模塊化設計,頭部、手掌、電池都可以快速拆卸和組裝,擁有了更多的商業化潛力。
這一切的背後,蘊含了巨大的付出:熱情、耐心、資本以及時間。2019年,Walker被The Robot Report評爲 “全球值得關注的五大人形機器人”之一,其它四款人形機器人分別爲美國波士頓動力的Atlas,Agility Robotics的Cassie,日本豐田的T-HR3、本田的E2-DR,Walker是唯一的中國造機器人。從這個意義上講,Walker的“一小步”,的確是國內服務機器人的“一大步”。
根據公開數據顯示,優必選科技在全球範圍已申請專利超2600件。其中,發明專利占比超70%。專利布局主要集中于機器人技術、智能機器人、服務機器人、神經網絡、人臉識別等專業技術領域。
值得一提的是,研發Walker所積累的這些技術,不僅讓優必選科技建立起了技術護城河,也支撐了公司其它産品的研發和應用落地。優必選Walker産品負責人謝铮表示,Walker是優必選産品之樹的“樹幹”,爲公司其它産品(樹枝)提供養分,現有的智能教育機器人悟空、Yanshee、Alpha Ebot、AMR智能物流機器人、紫外線消毒機器人ADIBOT淨巡士以及康養機器人等商業化産品都用到了Walker的相關研發成果。反過來,這些産品形成了市場和應用,也可以繼續支撐Walker的進一步研發叠代。
優必選機器人産品矩陣
當然,十年來機器人行業的蓄勢待發不可忽視的基礎還包括國家政策層面支持力度的與日俱增。
2015年,國務院頒布的《中國制造2025》中,提到促進機器人標准化、模塊化發展,此後接連出台《機器人産業發展規劃(2016-2020)》、《關于促進機器人産業健康發展的通知》等行業文件,2019年更是擬在機器人領域撥約4億經費,在6個方向啓動至少33個項目。2020年,政府報告首次提出“新基建”,要發展工業互聯網,推進智能制造。
看上去,服務機器人行業迎來了政策紅利期,但市場層面的觸發時機遲遲未到。
“以前真正能夠給機器人打開應用級別的場景,我們可選擇的實際不多。”優必選科技首席品牌官譚旻回憶。
拐點將至
2020年,新冠肺炎席卷全球,疫情催生出巨量的無接觸服務需求,成爲了服務機器人行業在此刻爆發的關鍵。在社會生活和商業應用層面,第一次展現了以機器人完成無人作業的可行性和高效率。
服務機器人行業被按下加速鍵,終于邁過了關鍵分界點。
以疫情期間應用最廣泛的消殺機器人爲例,根據人工智能産業發展聯盟發布的《人工智能助力新冠疫情防控調研報告》中國此類服務機器人出貨量在2020年猛增了165%。大量的“中國造”防疫機器人遠銷海外。
國內疫情最嚴峻初期,優必選只用了1個多月,就在機器人産品上實現了口罩檢測、體溫檢測等功能,並迅速在全球多個國家和地區落地,承擔體溫監測、口罩監測、信息播報、環境消毒等高頻、高暴露工作。
尤其在醫療資源匮乏的欠發達地區,機器人顯示出強大的勢能。優必選咨詢測溫機器人Cruzr(克魯澤)進入盧旺達首都基加利市Gatenga 和Kanyinya兩家醫療中心,後續又幫助基加利國際機場在關閉4個月後重新開放。
此後,優必選發布的紫外線消毒機器人ADIBOT淨巡士還落地美國特拉華州學校,日本新冠定點收治醫院、荷蘭埃因霍溫市24U商業服務中心辦公樓等,在全球範圍內提供消殺服務。
優必選咨詢測溫機器人 Cruzr 馳援盧旺達
防疫之外,2021年東京奧運會在全球觀衆面前展示了多種服務機器人配合作業的圖景,奧運村成爲“機器人村”:豐田研發的“遞送支持機器人”、 協助搬運行李的“人類支持機器人”在無人街道穿梭。觀衆席上,仿人機器人爲運動員加油助威。賽場上,田徑賽事輔助機器人迅速回收、搬運著標槍、鏈球比賽中的投擲物。
“這些其實是由于疫情的推動出來的剛需,以前實際是被前置了,但當下大家發現機器人有更多應用。”譚旻表示。
對各細分市場的機器人企業來說,這是大機會。但在機會出現的窗口期,不是所有企業都能夠有所作爲,厚積薄發,成爲這次行業起飛的關鍵。
時間進入2021年疫情常態化時代,對服務機器人作業的要求從簡單應用走向規模化、多樣化和持續化,這一時期的關鍵是大型複雜方案設計、落地統籌和調配能力。
全球交流互動逐漸開放後,對防疫的要求更加嚴苛。在出入境管理重點城市深圳,截至今年5月底,深圳口岸出入境重點旅客已達94萬人次,深圳已經累計投入工作人員1122.85萬人次,相當于每天投入2.95萬人次。
這顯然無法作爲常態化解決方案,推動機器人作業釋放人力勢在必行。尤其是在風險大、強度高、周期長的場所,會對工作人員造成身體和心理雙重負擔,更需要無人作業廣泛普及。
優必選隔離酒店科技防疫解決方案
目前,優必選隔離酒店科技防疫解決方案已應用于深圳集中隔離觀察酒店——禧程酒店。這裏共有138間客房。截止目前,酒店共接待過4626名需隔離人員,其中出現11例陽性病例。
優必選在整個防疫隔離中起到關鍵作用。優必選的解決方案覆蓋了迎賓、測溫、消毒、遞送全場景,滿足旅客進入酒店到離開所有基礎功能需求。
這一方案落地意義重大。後疫情時代,在各個大型場所如何釋放人力,同時保證防疫安全,優必選實際提供了一個重要而成功的範本。
萬億藍海
一個明確的事實是,老齡化、勞動力短缺的曆史性轉折正在全球範圍內發生,機器人替代人工作業將成爲大勢所趨,此爲制造業百年未有之變局。“這不僅僅是黃金十年,實際是黃金十年、二十年、三十年、五十年。”譚旻說。
社會性的轉折必然催生出當下難以想象的龐大市場,也爲新技術突破,新産品形態打開無限廣闊的疆域。
孫正義曾經預言:“從現在開始的30年內,地球上的智能機器人人口將達到100億。到時我們將有100億人類人口和100億智能機器人人口共同生活。” 即便世界最終並不如孫正義想象的那般宏大,但可以肯定的是,服務機器人會越來越多地介入人類生活,一個與人類共融的“它世代”終將來臨。
事實上,人類生活方式細微變化的累積,遲早會形成拐點,進而調整原有生活軌迹的方向。在這一悄然而漫長的變革進程中,只有革命性的創新科技才能解決這些重大問題,滿足社會重大需求。
目前,在全球範圍,人口變化是最重要和不可忽視的變量。正如19世紀末各國海外擴張普及無線電報技術,20世紀全球化催生互聯網蓬勃生長,在人口結構開始失衡的21世紀,AI和機器人必然會成爲新的技術爆發點。
2021年,根據國家統計局數據,我國60歲及以上人口超2.64億,占18.70%,而國際上通常把60歲以上的人口占總人口比例達到10%,或65歲以上人口占總人口的比重達到7%作爲國家和地區進入老齡化的標准。
可以預見的是,未來十年或更長時間,國內對護理、康養、醫療的需求會持續爆發,並長期維持在高需求水平上。
而對于勞動力市場來說,需求和供應的缺口可能持續擴大。2021年,我國16-59歲勞動年齡人口爲8.8億人,從總量看,與2010年第六次全國人口普查相比,中國勞動年齡人口減少了4000多萬人,在制造業發達的珠三角、長三角,用工荒已經長期存在,早已不再是新聞。
從全球看,上面的變化並非中國一國面臨的挑戰。在日本,老齡化、少子化問題更爲嚴峻。根據日本總務省2019年數據,日本人口連續九年持續遞減。其中,15至64歲的勞動年齡人口占比僅59.5%,創1950年有可比數據以來新低,而日本65歲以上人口的總占比已超過28%。而韓國已經正式進入人口負增長時期,到2065年,韓國65歲以上人口數量將超過勞動年齡人口。
這意味著,在日韓,養老服務工作人員缺口將急劇擴大,據日本厚生勞動省預計,到2025年,日本養老服務工作人員的缺口將達到34萬名。
爲了應對這種情況,日本政府在2013年就提出了“護理機器人發展五年計劃” ,指定24家企業、撥款23.9億日元補貼開發護理機器人。日本經濟産業部當時估計,2015年至2025年間,日本護理機器人市場將擴大20倍。
人口老齡化推動養老機構的智能化升級
豐田、本田、松下等大企業都投入重金研發護理機器人,並且陸續有商業化産品問世,如松下就有自理機器人Resyone,今年豐田還發布了新開發的“巴士男孩”(Busboy)機器人,可以完成基本的家務。而康養類機器人已經在日本實驗性落地,如東京新富地區的養老院就引進了20種機器人來輔助照顧老人。
當然,目前能夠自主完成日常居家服務的機器人卻還僅存在于電影或小說裏,更簡單更專業的康養類機器人也只是小規模應用。
但毋庸置疑的是,人口問題導致的對服務機器人需求的緊急度和優先級都在提升,這樣的需求將是全球性的,服務機器人賽道勢必會誕生不少千億,甚至萬億的重量級明星公司。
“如果這個問題都能夠迎難而上的話,我相信會産生非常多創新,規模大的、産值高的服務機器人公司,五十家都有可能。”譚旻表示。
誰能引領黃金十年
黃金十年的大門徐徐洞開,群雄開始逐鹿。但那些新玩家會發一個不爭的事實:服務機器人的大規模應用還需要時間。
許多玩家以及他們背後的資本可能會輸給時間。
未來的贏家,必須擁有大規模落地能力,這是包含了人才、技術、産品以及營運諸多方面的綜合能力,任何短板都將制約公司發展的空間。
國內服務機器人公司主要分爲兩類,一類直接面向C端用戶,一類toB 加to C,兩種模式目前難分優劣,但可以肯定的是,在未來十年,現象級的公司最終必然是C端和B端並重。
直接面向C端的公司,打法通常更輕巧,産品也容易引人注目。比如技術和市場都已經成熟的掃地機器人,有衆多品牌僅僅掌握SLAM算法和傳感器技術,其余硬件全部交由ODM企業批量代工。
而C端産品一旦做出爆款,公司很容易名利雙收,市值暴漲。但C端能直接落地的機器人産品種類較少,主要集中于掃地、拖地類産品,它們的技術門檻相對更低,同質化後很容易陷入零和博弈式競爭。
而且嚴格來講,這類産品更符合“自動執行工作的機器裝置”的定義,和大衆心目中機器“人”的想象相差甚遠。
目前來看,反而是B端可能衍生出更豐富的落地場景,在防疫、康養、物流、教育等領域,大規模、商用化的路徑更爲明晰。
爲此,消費級服務機器人公司紛紛拓展新路,To C 加 to B成爲優先的選擇,科沃斯去年就推出了商用機器人旺寶5(BENEBOT5)、秀寶(SHOWBOT)和巡寶(THINGBOT)。
但對自帶C端基因的公司,尤其近年大量湧現的線上品牌來說,要to B,會面臨很大挑戰,在習慣于批量的通用類産品,更多依賴流量拉動銷量後,需要建立有效的B端思維,即真正理解客戶需求,提供個性化軟硬件解決方案,以及快速反應的服務。
優必選最早也是C端出身的公司,早年優必選最有名的産品,就是Alpha 系列智能教育和娛樂人形機器人,曾經在美國Indiegogo衆籌突破百萬美金,還登上過春晚舞台伴舞。
但周劍很早意識到了,在人工智能和機器人的起步階段,要想實現商業化應用,需要紮進行業做深度積累。
在B端,除了機器人硬件投入,更重要的是,優必選科技已經形成了一整套軟件+硬件+服務+內容的解決方案。
優必選所作所爲其實正是B端思維最核心最簡潔的落地——針對各個行業了解並定制軟硬件,最終納入自己的TO B生態。
但優必選清楚:To B的生意從來不好做,在賣出産品或服務前,他們需要成爲各個行業的專家。
比如在優必選的人工智能及機器人教育體系中,機器人只是個載體,他們真正的競爭力,是對AI和教育行業的理解。
不同于其它公司用人工智能作爲教學工具,優必選科技專注于人工智能及機器人教學內容,用貫通式的整體教育解決方案培養面向AI時代的未來智造者。
針對廣泛群體、技能應用人才和研發人才這三類人才梯隊,優必選打造了從K12到高校的貫通式培養體系,分層部署,用通識教育培養能夠適應及理解人工智能時代變化的青少年人才、用職業教育培養能推進産業化落地應用的技能型人才、用專業教育培養引領産業未來的發展與革新的科研人才。
優必選人工智能教育培養體系
在具體方案上,優必選科技建立了貫通式K12到高職校的教學課程和成長體系,研發了豐富的人工智能軟硬件,讓老師易教、學生易學。獨特的三級運營體系針對區域或學校實際情況,分層分級落地,讓學校易管;推出了豐富專業的賽事體系、高含金量認證體系,讓效果易顯;有保障的、全方位的師資培訓,使師資易得。
在高職校領域,升級推出涵蓋新型專業建設、特色産業學院、基地運營共建等場景的“崗課證賽”全融通的特色解決方案,打造産業落地賦能與人才培養的雙渦輪,重點圍繞1+X證書深化職教改革,推動産業發展與人才輸送閉環,讓人才易用。
也正是因爲對人工智能和教育行業的深刻洞察,優必選人工智能教育方案在全球各地落地在中國已爲3000多所學校提供人工智能及機器人教育,在全球賦能逾40個國家的人工智能教育,包括韓國、新加坡、泰國、馬來西亞、越南等一帶一路國家,是全球最大的軟硬件一體化人工智能及機器人教育解決方案提供商。
與很多領域的創業不同,人工智能和機器人領域沒有參考、學習和模仿的對象,優必選科技選擇了自己做開拓者,不斷開拓嘗試新的B端場景。
經過了十幾個行業的不斷探索後,目前優必選科技聚焦幾個主要行業應用場景,比如人工智能教育、智慧物流和醫療康養等領域,不斷在這些領域垂直縱深。
今年CES,優必選全球首發了智能物流機器人AMR及解決方案,它搭載了智能調度系統、智能倉儲管理系統,可以應對不同工廠制造、倉儲物流的移動操作任務。從原材料入庫到成品出庫全流程,AMR都可以自動化搬運。在人力資源緊缺、對無人物流需求日益增長時,AMR能優化物流管理流程,大幅度提升物流效率。這一方案已在長沙某智慧工廠落地,爲該工廠提升2-3倍揀選效率,節省了20%人員成本。
智能物流機器人 AMR 及解決方案
到目前,優必選的B端收入已經超過C端。
面對人口老齡化程度的進一步加深,各國都在積極推動養老服務與科技的結合,譚旻表示,優必選科技已經在康養領域探索了幾年,主要通過5G、物聯網、人工智能、機器人等技術建設軟硬一體化的智慧康養平台及康養機器人,能在提高老人的生活質量、減輕機構和護工的工作負荷及壓力、優化和提升養老機構的工作效率等方面發揮重要作用。
毋庸諱言,對于優必選科技,萬億元級別的養老市場也將是他們未來版圖的重點。正如優必選創始人周劍很早就提及:“助老養老正是服務機器人的重點場景。”
技術和認識拐點已然清晰,社會正邁入下一個發展階段。當技術突破臨界點後,我們會迎來人機交互的教育、康養、物流場景,那將是一個智能、便利、高效的新時代。