在CES的舞臺上,各式各樣、功能各異的機(jī)器人已不鮮見。然而,無論是教育類玩具機(jī)器人,物流或?qū)C(jī)器人,還是家用掃地機(jī)器人,或當(dāng)前火熱的人形機(jī)器人,從其技術(shù)范式來看,都可以歸為同一類,即“剛性”機(jī)器人——采用了剛性材料、電機(jī)關(guān)節(jié)和各類復(fù)雜傳感器。剛性機(jī)器人的應(yīng)用已很常見,但只覆蓋了千行百業(yè)豐富場景的冰山一角,想要真正融入人類生產(chǎn)與生活、服務(wù)更多行業(yè)和場景,尚需克服在適應(yīng)性、安全互動和成本等方面的挑戰(zhàn)。
而與之對應(yīng)的則是“軟體”機(jī)器人——采用軟性材料,以氣/液體驅(qū)動,輕巧靈活、安全互動、易于變形,更適合與人和作業(yè)環(huán)境存在大量交互的復(fù)雜多變場景。作為一項(xiàng)前沿科技,軟體機(jī)器人現(xiàn)階段更多存在于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)場景中,如軟體魚、蛇、蠕蟲等形態(tài)的機(jī)器人,鮮有出現(xiàn)在人類生活中。在CES 2025展上,多款已商用推廣的軟體機(jī)器人將重磅亮相,為世界了解這一全新“物種”提供窗口。
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不同機(jī)器人的相同困境
隨著人工智能等技術(shù)的不斷突破,近年來機(jī)器人發(fā)展日新月異。工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人,以及人形機(jī)器人等不斷走入人們視野并發(fā)揮重要作用。然而值得注意的是,現(xiàn)如今商業(yè)化比較成熟、應(yīng)用較多的機(jī)器人產(chǎn)品,都有典型的“專用”屬性。比如工業(yè)機(jī)器人,只能被“關(guān)在籠子里”用于工業(yè)生產(chǎn);達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人,僅限于醫(yī)療手術(shù)領(lǐng)域;即便是人們常見的掃地機(jī)器人等,功能也比較單一。
從定義上講,這一類機(jī)器人屬于專用機(jī)器人,通常是針對特定任務(wù)或應(yīng)用場景而設(shè)計(jì),具有高度的專業(yè)化和定制化特點(diǎn)。其優(yōu)勢在于,經(jīng)過對特定任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化后,能夠在特定環(huán)境下發(fā)揮最佳性能。例如典型的焊接機(jī)器人、醫(yī)療輔助機(jī)器人,通過高度專業(yè)化的設(shè)計(jì)和編程,在任務(wù)執(zhí)行中達(dá)到極高的精度和效率,為行業(yè)帶來巨大價值。
與專用機(jī)器人相對應(yīng)的,則是通用機(jī)器人。這類機(jī)器人具備較高的靈活性、廣泛適用性與多功能性,能夠在不同的應(yīng)用場景中發(fā)揮作用。它們并非像傳統(tǒng)專用機(jī)器人那樣只為特定任務(wù)而打造,而是能夠執(zhí)行多種任務(wù),并適應(yīng)不同的工作環(huán)境和操作需求,靈活多變,安全高效。
從實(shí)際應(yīng)用來看,通用機(jī)器人和專用機(jī)器人各有其獨(dú)特的優(yōu)勢和應(yīng)用場景。專用機(jī)器人因其專業(yè)化和高效性,在特定領(lǐng)域內(nèi)具有不可替代的地位;通用機(jī)器人則因其靈活性和可擴(kuò)展性,在需要應(yīng)對多種任務(wù)和環(huán)境變化的場景中更具優(yōu)勢。
不過,對于人類社會而言,機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的核心要義,還在于帶來工業(yè)革命級別的生產(chǎn)力提升,這決定了機(jī)器人應(yīng)用的終極目標(biāo)是大規(guī)模服務(wù)人類經(jīng)濟(jì)與生活,賦能千行百業(yè),而不僅僅是局限于單一場景。從這一角度看,僅限于特定場景使用的專用機(jī)器人自然難以承擔(dān)這一重要使命。而反觀通用機(jī)器人,雖然在跨領(lǐng)域、跨行業(yè)、跨場景使用方面更具潛力,但其規(guī)?;⑸虡I(yè)化應(yīng)用探索之路仍然十分緩慢。究其原因,歸根結(jié)底還在于現(xiàn)階段技術(shù)發(fā)展的局限。
比如,時下火熱的人形機(jī)器人便是通用機(jī)器人的代表,雖然它們憑借獨(dú)特的形態(tài)、場景適應(yīng)能力和廣泛應(yīng)用前景,展現(xiàn)了巨大應(yīng)用潛力,但距離真正的落地應(yīng)用還有很長一段距離,想要大規(guī)模應(yīng)用更是任重道遠(yuǎn)。
一方面,受限于軟件技術(shù)的成熟度,現(xiàn)階段人形機(jī)器人的感知能力、決策能力、運(yùn)動控制能力等仍存在巨大不足,尤其是缺乏真正適配的人工智能大模型來做通用化的適配,其適用性還不足以支撐在實(shí)際環(huán)境中大規(guī)模應(yīng)用。另一方面,人形機(jī)器人的研發(fā)和生產(chǎn)成本高昂,使得其難以大規(guī)模普及。此外,安全互動也是人形機(jī)器人應(yīng)用前必須克服的難題。如何確保機(jī)器人在與人類互動時不會造成傷害,都是當(dāng)前業(yè)內(nèi)研究的重要方向。
作為通用機(jī)器人典型代表的人形機(jī)器人,尚且在規(guī)?;瘧?yīng)用之路上步履蹣跚。而其他類型的機(jī)器人,無論是專用還是通用,離大規(guī)模應(yīng)用還有多遠(yuǎn)呢?又面臨著哪些困難?
實(shí)際上,從人形機(jī)器人艱難的應(yīng)用之路可以發(fā)現(xiàn),在機(jī)器人規(guī)?;瘧?yīng)用所面臨的多方面挑戰(zhàn)中,適用性和成本始終是兩個最為關(guān)鍵的難題。而這背后,現(xiàn)有的機(jī)器人底層核心技術(shù)是問題根源。
現(xiàn)階段大眾所常見的,不管是以人形機(jī)器人為代表的通用機(jī)器人,還是在工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用普遍的專用機(jī)器人,都有著共同的特點(diǎn),即由金屬材料制成,電機(jī)驅(qū)動,具備大量的傳感器、控制器、減速器等設(shè)備,從技術(shù)范式上講都屬于剛性機(jī)器人,也都面臨著類似的挑戰(zhàn)。
比如,在需要與作業(yè)目標(biāo),甚至是人類進(jìn)行直接物理交互的復(fù)雜場景中,采用上述技術(shù)路線的機(jī)器人,由于其高剛度特性的結(jié)構(gòu),往往難以靈活調(diào)整其力度與動作幅度,很容易造成意外傷害。以康養(yǎng)類人形機(jī)器人為例,在執(zhí)行諸如輔助老人行走、協(xié)助殘疾人日常生活或參與緊急救援等任務(wù)時,盡管其力量強(qiáng)大、動作精準(zhǔn)度高,但若缺乏精細(xì)的力控技術(shù)和人體安全感知系統(tǒng),就可能對人體施加過大的力量,導(dǎo)致碰撞、夾傷或是摔倒等意外情況的發(fā)生。
同時,這些機(jī)器人的硬件構(gòu)成復(fù)雜,包括控制器、傳感器、精密減速器、交流伺服電機(jī)等,價格昂貴,加之復(fù)雜的控制系統(tǒng)和維護(hù)需求,導(dǎo)致整體成本居高不下,增加了終端用戶長期使用的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),也限制了在大眾市場的大規(guī)模推廣。
軟體機(jī)器人
機(jī)器人規(guī)?;瘧?yīng)用的理想形態(tài)
長期以來,為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的多場景、規(guī)?;瘧?yīng)用,業(yè)內(nèi)一直在積極探索嘗試更多創(chuàng)新技術(shù)路線。比如,在過去10余年發(fā)展迅速的軟體機(jī)器人技術(shù),便被普遍認(rèn)為極具潛力。
軟體機(jī)器人與剛性機(jī)器人相對應(yīng),被視為下一代機(jī)器人核心底層技術(shù)。相比于普遍使用電機(jī)關(guān)節(jié)、金屬材料、復(fù)雜傳感器和精密加工工藝的剛性機(jī)器人技術(shù),軟體機(jī)器人技術(shù)憑借流體驅(qū)動、材料科學(xué)等技術(shù)創(chuàng)新,具備成本低、輕巧靈活、安全互動、易于變形等優(yōu)點(diǎn)。
基于底層技術(shù)上的先天優(yōu)勢,軟體機(jī)器人體現(xiàn)了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的互動安全、適用性高、成本優(yōu)勢顯著等特點(diǎn),更適合與人和環(huán)境大量互動的復(fù)雜多變場景,具備面向更多行業(yè)的應(yīng)用潛力,為機(jī)器人的大規(guī)模應(yīng)用帶來可能。從這一角度而言,軟體機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的大規(guī)模服務(wù)于人類生活這一使命的更理想角色。
作為一種全新的機(jī)器人技術(shù),軟體機(jī)器人技術(shù)既可以與已有的許多專用機(jī)器人相結(jié)合,豐富產(chǎn)品形態(tài),擴(kuò)大能力邊界,又能憑借其自身特點(diǎn)進(jìn)行“十八般變化”,創(chuàng)造更多形態(tài)、更多功能的專用機(jī)器人,為更多行業(yè)提供服務(wù),極大地拓展應(yīng)用場景,滿足千行百業(yè)的需求。
比如一些醫(yī)療手術(shù)類專用軟體機(jī)器人,不僅能夠減少對患者組織的損傷,還可以提高手術(shù)的精準(zhǔn)度和安全性。此外,軟體機(jī)器人還可以被設(shè)計(jì)成各種形態(tài),如爬行、飛行等,或者加裝在不同的載具平臺上,以適應(yīng)不同作業(yè)場景需求。
電影《荒野機(jī)器人》劇照:機(jī)器人羅茲擁有剛性身軀與柔軟的手臂
不僅如此,軟體機(jī)器人同樣也可以充分發(fā)揮自身優(yōu)勢特性,賦能通用機(jī)器人,加快其規(guī)?;瘧?yīng)用進(jìn)程。仍然以人形機(jī)器人為例,如前文所述,適應(yīng)性和成本是制約人形機(jī)器人商業(yè)化的關(guān)鍵因素。而軟體機(jī)器人低成本、靈活柔韌、高適應(yīng)性等特點(diǎn),恰恰可以為解決這些瓶頸助上一臂之力。
例如,通過采用軟體關(guān)節(jié)和流體驅(qū)動,在實(shí)現(xiàn)更低造價的同時,人形機(jī)器人還能夠模擬人類的關(guān)節(jié)運(yùn)動和肌肉收縮,實(shí)現(xiàn)更為流暢、協(xié)調(diào)的動作。這種變化不僅提升了人形機(jī)器人的實(shí)用性,還增強(qiáng)了其與人類交互的親和力與安全性,能夠減少與人類接觸時的傷害風(fēng)險。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,軟體機(jī)器人近年來的市場空間也越來越大。據(jù)YH research的一份調(diào)研報告,2023年全球軟體機(jī)器人市場規(guī)模大約為32億元,技術(shù)創(chuàng)新在推動軟體機(jī)器人市場增長方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。預(yù)計(jì)未來六年,即到2030年,該市場的復(fù)合增長率將為57.9%,市場規(guī)模將接近800億元,越來越多基于柔性材料和仿生設(shè)計(jì)的機(jī)器人將出現(xiàn)在醫(yī)療、制造等領(lǐng)域。
雖然目前在整體的機(jī)器人市場中,采用傳統(tǒng)剛性技術(shù)路線的機(jī)器人仍然占主導(dǎo)地位,尤其是在汽車制造、電子組裝、金屬加工等工業(yè)領(lǐng)域扮演著不可或缺的角色。但是其應(yīng)用與發(fā)展已十分成熟,市場飽和度亦較高。隨著市場需求的日益多樣化和個性化,傳統(tǒng)剛性機(jī)器人無法觸達(dá)的領(lǐng)域,也為軟體機(jī)器人提供了廣闊的空間。而軟體機(jī)器人與剛性機(jī)器人的組合,一方面可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)的互補(bǔ),推動機(jī)器人技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展;另一方面也有助于開拓新的市場領(lǐng)域,讓更多行業(yè)和場景將能夠享受到機(jī)器人帶來的便利,推動機(jī)器人服務(wù)新生態(tài)的建設(shè)。
Pliabot?柔韌技術(shù)
讓軟體機(jī)器人走進(jìn)各行各業(yè)
然而,盡管軟體機(jī)器人具有巨大的市場潛力和廣泛的應(yīng)用前景,但由于自身的柔軟特性,軟體機(jī)器人也存在負(fù)載能力不足、控制力不穩(wěn)定等作業(yè)難題,技術(shù)成熟度還相對較低,應(yīng)用探索緩慢。目前,全球僅有少數(shù)幾家公司實(shí)現(xiàn)了軟體機(jī)器人技術(shù)在部分領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用,并主要集中于工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域,且產(chǎn)品形態(tài)單一,多為夾爪、導(dǎo)管等。
以軟體機(jī)器人技術(shù)的廣泛應(yīng)用為突破路徑,依托深耕軟體機(jī)器人核心技術(shù)十余年的積累與創(chuàng)新,萬勛科技在全球范圍內(nèi)首創(chuàng)了具備強(qiáng)大商業(yè)化能力的通用軟體機(jī)器人技術(shù)——Pliabot?柔韌技術(shù),讓軟體機(jī)器人的通用化能力“更上一層樓”,進(jìn)一步加快了商用化進(jìn)程。
Pliabot?柔韌技術(shù)由軟體機(jī)器人技術(shù)派生發(fā)展而來,基于該技術(shù)打造的柔韌機(jī)器人,具備“類人肌體,過人能力”的特點(diǎn)——通過軟材料仿生肌肉和神經(jīng)元智能復(fù)刻人類肌肉的柔韌特性,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體和智能系統(tǒng)的全棧創(chuàng)新,既保留了軟體機(jī)器人高適應(yīng)性、低成本的優(yōu)點(diǎn),又彌補(bǔ)了作業(yè)能力的短板,更獲得了比人類更強(qiáng)的耐久作業(yè)與靈活作業(yè)能力。
其中,“類人肌體”是支撐軟體機(jī)器人實(shí)現(xiàn)多場景應(yīng)用的關(guān)鍵。例如,在嘗試讓軟體機(jī)器人執(zhí)行抓取任務(wù)時,其柔軟的軀體往往難以施加足夠的力以穩(wěn)定抓取物體。相比之下,Pliabot?柔韌機(jī)器人技術(shù)參考人類肌體,以剛?cè)崛诤系姆绞浇o軟體機(jī)器人加入“骨骼”和“脊梁”,讓它們既能在開展作業(yè)時 “挺起腰板”,又能依靠柔韌性提供靈活性與安全保障,達(dá)到“多剛一分則魯莽,多柔一分則儒弱”的佳境??恐桓碧焐霉趋?,滿足多樣化的作業(yè)需求。
同時,Pliabot?柔韌技術(shù)以模塊化開發(fā)平臺,復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)模組,開發(fā)出柔韌肌肉、柔韌關(guān)節(jié)、柔韌單臂、柔韌雙臂、柔韌本體系統(tǒng)等多形態(tài)靈活應(yīng)用,可組合各類末端執(zhí)行工具及移動底盤、升降機(jī)、流水線、可穿戴設(shè)備、無人飛行器乃至機(jī)器狗、人形機(jī)器人等不同載具平臺,在兼顧機(jī)器人未來形態(tài)長期演進(jìn)的同時,能更加靈活地滿足高空作業(yè)、新能源智駕、工業(yè)制造、商業(yè)服務(wù)、家庭服務(wù)等不同領(lǐng)域、行業(yè)和場景的實(shí)用性與規(guī)模應(yīng)用需求,具備極強(qiáng)的通用性和商業(yè)化能力。
空中柔韌機(jī)器人
目前,萬勛科技已基于Pliabot?柔韌技術(shù)推出了兩大產(chǎn)品系列,分別是將軟體機(jī)器人與無人機(jī)結(jié)合的跨行業(yè)通用類空中柔韌機(jī)器人,以及將軟體機(jī)器人與自動駕駛結(jié)合的自動充電專用機(jī)器人,廣泛應(yīng)用于高空清潔、智駕充電、新能源運(yùn)維、應(yīng)急救援、環(huán)境保護(hù)等十余個不同行業(yè)的豐富作業(yè)場景,助力人類遠(yuǎn)離艱險繁復(fù)的作業(yè)。
柔韌自動充電機(jī)器人
例如,獵戶座AP3-P3柔韌系留清洗機(jī)器人,適用于高樓外墻、高塔等多種高空清潔場景,在解放“蜘蛛人”的同時,大幅提升作業(yè)效率,賦能行業(yè)升級變革;AP30-N1空中柔韌作業(yè)平臺,打破了傳統(tǒng)無人機(jī)應(yīng)用瓶頸,跨越從“看”到“作”的門檻,可實(shí)現(xiàn)空中大負(fù)載抓取轉(zhuǎn)移、跨水陸空精準(zhǔn)投放、氣液固體精準(zhǔn)采樣等功能,可以為應(yīng)急救援、低空物流、安防管理、電網(wǎng)運(yùn)維等領(lǐng)域提供穩(wěn)定可靠、安全易用、高效便捷的空中作業(yè)革新方案; “麒麟座”柔韌自動充電機(jī)器人,具備獨(dú)特技術(shù)路線和顛覆式性能與成本優(yōu)勢,非常適于規(guī)?;逃貌渴?,目前商業(yè)化進(jìn)展持續(xù)加速,為智駕體驗(yàn)升級和新能源車行業(yè)發(fā)展提供了新動能。
在打造創(chuàng)新型機(jī)器人的同時,萬勛科技也將持續(xù)加大核心技術(shù)攻關(guān),基于Pliabot?柔韌技術(shù)獨(dú)特優(yōu)勢,積極開拓更多新的產(chǎn)品線,探索與通用人形機(jī)器人、工業(yè)專用機(jī)器人、家庭服務(wù)機(jī)器人等多形態(tài)、多功能機(jī)器人的融合,幫助機(jī)器人解鎖“十八般武藝”,為各行業(yè)打造低成本、高適應(yīng)性的創(chuàng)新型機(jī)器人服務(wù)解決方案,加速機(jī)器人時代到來。
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