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摘取最閃亮的“明珠”

北京成立全國首家人形機器人創新中心

2024年04月09日08:44 | 來源:北京日報
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  本報記者 曹政

  如果說機器人是“制造業皇冠頂端上的明珠”,那麼貫通人工智能、高端制造、新材料等高精尖產業鏈的人形機器人則是其中最閃亮的那顆。

  為了摘下這顆最閃亮的明珠,北京市制定機器人產業創新發展行動方案,來自國內機器人產學研界的頭部力量去年開始在北京亦庄集結,成立了國內首家瞄准人形機器人核心技術、產品研發和應用生態建設的創新中心,肩負起攻克五大共性難題的任務。如今,人形機器人通用本體原型機自主研發已初具成果。

  從單打獨斗到聯合作戰

  四個月前,跟機器人打了20多年交道的熊友軍開始了他的“二次創業”:參與創立北京人形機器人創新中心。

  與傳統機器人不一樣,人形機器人不隻長得像人、有人一樣的肢體運動能力,更有類似人的感知、學習能力,被認為是繼電腦、智能手機、新能源汽車之后的又一個顛覆性產品。

  顛覆性產品需要顛覆性技術。這兩年,全球資本紛紛布局人形機器人領域,國內也雨后春筍般涌現出一大批創業公司。但熊友軍更早一步,早在2012年就開始研發人形機器人。

  “這是個非常燒錢的行業,幾千萬甚至幾個億投進去都聽不著多大聲響。”他越來越意識到,面對人形機器人研發所遇到的諸多共性難題,依靠創業公司單打獨斗不太可能解決。我國在這一領域部分環節已有領先優勢,急需把分散在各處的人、財、技術等資源聚集起來,聯合作戰,才能抓住先發優勢。

  北京市同樣看到了這個不可錯過的戰略窗口期,將機器人產業設定為戰略性先導性產業。去年,本市著手籌劃並建設國內首個人形機器人創新中心,列出最迫切的技術清單,涵蓋行業急需攻關的本體原型、通用大模型、運控系統、工具鏈、操作系統等5項共性難題。這裡面,本體原型就是人形機器人的身體,運控系統是支配四肢運動的“小腦”,通用大模型則是“大腦”……

  “過去有些任務是一家解決不了的,有些是企業覺得投入太多不如直接購買劃算。但現在,需要打通從理論到研發再到應用的全鏈條。”熊友軍說。創新中心成立后,優必選、小米、京城機電等優勢企業和實驗室、區域創新中心等各種資源聚在一起,各家團隊“抱”走各自的任務,“聯合作戰”也就開始了。

  大腦小腦本體難題接連突破

  “請把電源開關分類放好。”接到指令后,人形機器人立刻揮動臂膀,伸手將開關分類擺放。如果故意打亂順序,它還能重新整理好。

  這些動作對人類來說輕而易舉,但非常考驗機器人手、眼、腦的精准配合。這正是熊友軍出任創新中心總經理后要解決的第一項任務。

  過去,機器人運動控制一般是基於傳統動力學、運動學使用模型進行預測控制,相當於使用公式進行計算求解。這一方式雖可靠,但卻很難覆蓋現實中的不同環境。於是,他和團隊開辟出另一條路線——“模仿和強化學習”,就是提前為機器人採集大量人類運動視頻等數據,提煉出運動時各個關節的位置、速度信息供機器人“學習”。

  “在可靠的基礎上,通過模仿學習讓人形機器人能應對千變萬化。”歷經四個月的研發,創新中心在該技術上迎來突破。

  他們正在攻克的另一座技術山頭是機器人如何得到大模型的加持,讓“鋼筋鐵骨”具備邏輯和理解能力。以往機器人需要依靠專家和工程師來實現這一能力,現在則基於大模型的知識圖譜,使機器人在復雜環境下更聰明、更聽話地執行多種任務。

  “一些制作咖啡的機器人是通過編程控制的,如果把咖啡杯換成玻璃杯就不認識了。”他舉例,創新中心通過大模型讓機器人不僅認識各種物品,還可以提前計算好抓取哪些點、使多大勁兒。目前,創新中心在通用開放人形機器人本體研發上初具成果,將集成完全自主可控的人形機器人全身運動控制、模型預測控制算法以及深度強化學習算法。

  優化生態厚植產業發展沃土

  北京人形機器人創新中心的建設既是“啟動鍵”,也是“加速鍵”。

  “布局建立創新中心,將促進機器人產業聚集,加速人形機器人技術供給能力和產業化進程,還能帶動汽車制造、生物醫藥等產業的智能升級,加速發展新質生產力。”北京經開區汽車和智能制造產業專班副主任馬寧介紹。

  目前,創新中心所在的亦庄已經匯集110家機器人企業,形成覆蓋核心零部件、整機到應用的機器人全產業鏈體系,明年機器人產業預計將達到百億元規模。

  產業崛起需要生態。“研發過程中,小到零部件、大到機器人都是小批量、多樣化生產,有時隻需要幾件,在北京去哪兒能找到工廠給我們加工?”在各地招商時,馬寧最常被問到這個問題。相比珠三角、長三角地區,北京在機器人產業鏈上下游還有短板,尤其在精加工配套上更明顯。

  為此,亦庄專門籌辦機器人精加工中心。在馬駒橋智造基地,新落成的江豐材料廠房裡正在添置和調試裝備,這裡即將成為本市第一座機器人精加工中心。“之所以選在這裡,是因為這是一家材料企業,本身有幾千種材料,恰恰可以滿足機器人零部件對於不同零部件材料的需求。”馬寧說。

  與此同時,本市還在亦庄率先建成投用了機器人產業園,專門為機器人打造的檢測平台也已經進駐,同時設立了百億元的機器人產業基金,不斷完善產業生態。隨著技術創新與產業鏈上下游不斷突破,北京正在加速崛起機器人技術創新策源地、應用示范高地和高端產業集聚區。

(責編:董兆瑞、鮑聰穎)

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