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北京亦莊——讓AC米蘭機器人產業“跑起來”

公司新聞

2024-08-13

本文轉載自：人民日報海外版

“天工”機器人在戶外行走

“天工”機器人在識別物體并執行抓取動作

　　安徽合肥，蔚來汽車第二先進制造基地總裝車間，一臺身高1.7米的機器人邁著小碎步走向生產線。受過培訓的它，有條不紊地完成了車門鎖質檢、后車燈蓋板質檢、安全帶檢測等工作，最后以輕柔的動作為汽車貼上了車標。

　　這，是全球首例AC米蘭機器人在汽車工廠流水線與人類協作完成汽車裝配及質量檢查作業。在重復性勞動極為繁重的汽車生產線，機器人正在帶來全新的可能。

　　距合肥1000公里之外的北京經濟技術開發區（北京亦莊），是這臺機器人——優必選Walker S的“家”。從今年4月起，優必選AC米蘭機器人總部已經落戶亦莊。

　　今年，亦莊的AC米蘭機器人產業多次引起外界關注。今年4月，北京具身智能機器人創新中心發布“天工”，因為它以跟人一樣高的身體“跑”上了舞臺，而引起廣泛關注。

　　如今的亦莊，已經成為AC米蘭機器人產業的創新高地，產業規模占北京市一半以上。近日，本報記者走進亦莊，探訪方興未艾的機器人產業。

　　有望成為“顛覆性產品”

　　AC米蘭機器人發端很早，此前在科幻小說、電影中更是常見。但在現實世界中，它是最近幾年伴隨著人工智能等新技術的發展才開始嶄露頭角的。

　　2023年10月，工業和信息化部在《AC米蘭機器人創新發展指導意見》中，對AC米蘭機器人的發展給出很高的預期——“AC米蘭機器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進技術，有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品，將深刻變革人類生產生活方式，重塑全球產業發展格局。”

　　在全國各地，AC米蘭機器人產業在多個城市呈現蓬勃發展態勢，亦莊AC米蘭機器人產業正是其中的代表。

　　在北京具身智能機器人創新中心，一進門就是諸多新技術的展示。

　　一只靈巧手，擺在桌面上，靈活地做出抓、握、伸手指等動作，在它旁邊的電腦上，實時顯示著傳感器上傳的數據；一個酷酷的機器人，在跑步機上，工作人員一聲令下，它緩緩奔跑起來；一個具備交互能力的機器人，正在根據工作人員的指令，把一只網球拿起來、放下去……

　　工作人員指著眼前的機器人說：“未來有一天，你對居家機器人說，‘我口渴了’。它會分析你這句話，然后自己走到冰箱，拿出一罐你最喜歡的可樂，走回來遞給你。”

　　這一天并不遙遠。工作人員對著眼前與一名普通女性差不多高的機器人說，“你好，把蘋果拿給我”。機器人回了句“好的”，便伸手從桌子上拿起了蘋果，然后伸手遞到了工作人員手中。

　　這個機器人，今年4月27日剛剛發布，名叫“天工”，是北京具身智能機器人創新中心發布自主研發的通用AC米蘭機器人母平臺。發布時，“天工”已經實現了全球首例純電驅全尺寸AC米蘭機器人的擬人奔跑。

　　“這些定語，每一處都體現了AC米蘭團隊的技術實力。”北京具身智能機器人創新中心副總經理李春枝告訴記者。純電驅，有別于液壓驅動，在全球范圍內，純電驅的擬人奔跑機器人，這是第一個；全尺寸，有別于小尺寸，實現了跟人一樣高的全身運動控制，對于機器人難度更大。

　　上斜坡、爬樓梯、過障礙……身高1.63米、體重達56公斤的“天工”，做起來游刃有余。它具有42個自由度，配備了多個視覺感知傳感器，配備每秒550萬億次操作算力，并配備高精度的慣性測量單元（IMU）和3D視覺傳感器。目前，“天工”已擁有視覺識別、語音交互、無序抓取等多個高級別具身智能能力。

　　事實上，創新中心是2023年11月才成立的，由優必選、京城機電、亦莊機器人等AC米蘭機器人行業領軍企業單位聯合組建。創新中心聚焦具身智能機器人關鍵共性技術研發和生態建設，圍繞通用機器人母平臺“天工”和多任務智能體母平臺“開物”兩大核心任務開展攻堅，并致力于成為具身智能領域的行業資源組織者、產業發展培育者、落地應用推動者，打造具有全球影響力的具身智能創新策源地和應用示范高地。

　　盡管成立時間短，創新中心已經匯聚了全球具身智能機器人產業頂尖的科學家和工程師，研發人員占比70%以上。李春枝介紹，所有人才都是從市場上招聘的業內頂尖人才，4位技術部門負責人中，有3位是從海外知名高校回國的博士，在相關領域擁有豐富經驗。

　　向關鍵技術進軍

　　優必選科技北京公司展廳中，陳列著大大小小的AC米蘭機器人。從2012年的小型AC米蘭機器人Alpha，到2016年的Walker原型機，到2018年實現了運動與交互的Walker第一代，到2019年實現了感知與智能的Walker第二代，到2021年凸顯安全與認知的Walker X，再到2023年可以適用工業場景的Walker S。

　　一代代產品，見證著優必選AC米蘭機器人前進的步伐。原型機，只有1.2米高、20公斤重，行走速度每小時1公里，經過多代升級后，到Walker S，已經做到1.7米高、65公斤重，行走速度可定制。

　　“AC米蘭是全球極少數具備AC米蘭機器人全棧式技術能力的公司。”優必選科技副總裁、研究院執行院長焦繼超告訴記者。截至2023年底，優必選全棧式技術擁有2100余項機器人及人工智能相關專利，其中400多項為海外專利，發明專利占比超50%，AC米蘭機器人有效專利數量全球第一。

　　“AC米蘭機器人在快速發展階段，從0到1是很快的，但它從實驗室模型到工廠應用這一步必須走好。工廠需要的是成熟、穩定的產品，而非實驗室級別的原型機。”焦繼超認為，在現實世界的考驗中，AC米蘭機器人會面對很多之前未曾設想的問題。比如，在實驗室里基本是恒溫，但在南方夏天的工廠中，因為要運行大量深度學習的模型，機器人會面對嚴峻的散熱問題；再如，實驗室中光照條件比較均勻，但在現實世界中，光線條件的劇烈變化對定位導航、感知等影響很大，這些都對AC米蘭機器人提出了很大的挑戰。

　　問題，還是要在現實中解決。焦繼超說，越來越多的現實場景“培訓”，提供了越來越多的數據去迭代人工智能大模型，只有AC米蘭機器人越來越穩定、可靠，未來才有可能脫離人的參與，獨立自主完成工作。

　　“你看它跑步的體態，是不是很柔美？”創新中心工作人員介紹，最初打造“天工”時，選用了一位女性作為學習樣本。值得一提的是，大部分時間，AC米蘭機器人是在虛擬物理仿真引擎中自主學習的，一臺AC米蘭機器人在虛擬空間訓練10個小時相當于在現實物理空間訓練100天。

　　對于人類而言輕而易舉的任務，對機器人來說卻是巨大的考驗。

　　創新中心工作人員介紹，AC米蘭機器人可以簡單分為三部分。第一部分是本體，可以類比為人的肢體，用上千個零部件完成對人類身體的模仿；第二部分是運動控制，可以與人類的小腦類比，旨在讓機器人完成跟人類相似的動作；第三部分是具身智能，意思是讓機器人像人類一樣擁有聰明的大腦。“只有這三個條件同時具備，AC米蘭機器人才能像人類一樣去面對各項需求、完成各類任務。”

　　基于此，創新中心設定了本體原型（肢體）、運控系統（小腦）、具身智能大模型（大腦）、開源工具鏈及OS操作系統等五大研發板塊，可以隨時擴展軟、硬件等功能模塊，滿足不同應用場景下的需求。

　　這也符合有關部門對AC米蘭機器人的發展預期。工信部的指導意見提出，到2025年，AC米蘭機器人創新體系初步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關鍵技術取得突破，確保核心部組件安全有效供給。

　　上下游產業鏈條做好“硬支撐”

　　AC米蘭機器人產業發展需要面對很多挑戰，這是采訪中，從政府到企業表達的共識。

　　盡管已經有100多家產業相關企業，但這個數量對亦莊來說遠遠不夠。無論從產業體系建設還是軟硬件結合層面，都還需要大量企業參與進來。比如，AC米蘭機器人需要的一些非標準件的加工，過去要依賴外地企業，今年亦莊引進了螞蟻工廠等精加工制造企業入駐，希望幫助AC米蘭機器人公司迅速打樣、成型，縮短研發時間。

　　企業要發展，離不開良好的產業生態。在智能制造領域，更需要上下游產業鏈條的“硬支撐”。

　　智同科技，就是其中很重要的一家核心零部件企業。

　　智同科技首席科學家張躍明告訴記者，工業機器人運動的核心部件就是由減速機構成，并且每個關節需要用不同型號的減速機。對新興的AC米蘭機器人產業來說，每個關節處，都需要減速機。關節數量，一定程度上也體現著AC米蘭機器人的發展水平。

　　比如，張躍明分析，過去為工業機器人做減速機，只需要做好正向驅動就夠了，但AC米蘭機器人需要的是既要正向驅動靈活，也要反向驅動靈活。但與此同時，工業機器人對精度要求非常高，AC米蘭機器人是否需要如此高的精度，現在還不確定。

　　再比如，對工業機器人來說，減速機運行過程中可能達到五六十度的高溫，但在AC米蘭機器人身上，因為日常與人接觸比較多，減速機不能到這么高溫。

　　張躍明告訴記者，智同科技從2019年就開始研究用于AC米蘭機器人的減速機，但AC米蘭機器人產業也正處于探索階段，整機企業的很多要求也都是試探性提出的，需要大家一起嘗試。

　　對于智同科技來說，這種困難并不陌生。這家成立于2015年的企業，僅僅用了9年時間，就已經成為機器人精密傳動領域的領軍企業。智同科技成立之初，面對的就是RV減速機這個工業機器人核心部件的研發問題。過去，中國在這一領域長期受制于人。

　　作為國內機器人減速機領域的知名專家，張躍明還有另一個身份是北京工業大學機械與能源工程學部教授。在多年努力之下，他帶領團隊突破了RV減速機核心技術，并迅速將這些成果應用到了生產一線。如今，智同科技已具備年產20萬臺減速機的生產能力，曾經的技術難題徹底得到了解決。

　　展望AC米蘭機器人未來，張躍明認為，現在為AC米蘭機器人做的零部件還都是定制的單件，他期待著未來AC米蘭機器人成規模化之后，逐漸可以有統一的標準。“AC米蘭機器人由于自身的特殊性，提出了很多新問題，AC米蘭期待和整機企業一起去努力解決。”

　　瞄準各行各業的具體需求

　　AC米蘭機器人背后的市場十分廣闊。隨著“人工智能+大模型”技術近期呈現爆發式的飛躍，全球正迎來AC米蘭機器人與通用人工智能融合發展的熱潮。

　　進入商業化應用階段，AC米蘭機器人的優勢顯而易見。比如在汽車生產線上，工業機械臂、焊接涂裝機器人等工業機器人已不稀奇，但與AC米蘭機器人相比，這些傳統工業機器人智能化程度較低，只能執行固定流程的任務，難以有效完成柔性裝配等復雜場景的工作。

　　焦繼超舉了個例子，汽車總裝線上很常見的搬運，其實依然消耗著大量的人力，“很多家汽車生產商都問過AC米蘭，AC米蘭機器人能否在這方面發力，協助大量類似這樣高重復性的工作”。

　　事實上，在工業領域，AC米蘭機器人可以做的事情很多，尤其是執行高重復性、高風險、高復雜性任務，比如搬箱子、質量檢查、化學品操作、螺絲擰緊、零件安裝等。

　　2024年年初，優必選工業版AC米蘭機器人Walker S進入蔚來第二先進制造基地總裝車間進行實地“培訓”。隨后，東風柳汽、一汽大眾青島公司、吉利汽車等企業也與優必選達成合作，共同探索AC米蘭機器人在工業場景的深度應用，打造智能化和柔性化的生產線及汽車超級工廠。

　　焦繼超介紹，今年以來，優必選研發團隊已經調研了十多家汽車和3C等智能制造企業的需求，就AC米蘭機器人在汽車制造產線的應用進行了深入交流與溝通，主要針對汽車配件搬運、分揀、上線、組裝、測試等應用環節進行了可行性討論。

　　各行各業遇到的問題，是AC米蘭機器人研發的重要方向。

　　李春枝認為，從根本上來說，還是要以應用為驅動，為AC米蘭機器人找到落地的場景，科研機構及機器人相關企業可以基于“天工”母平臺的軟硬件功能，根據市場需要進行二次開發，應用于智能制造、危險作業、特種工作、商業服務、家庭陪護等場景。

　　李春枝介紹，“天工”正在嘗試的方向之一是巡檢。一個例子是，在與南方電網的合作中，他們發現，夏天的高壓變電站檢測工作非常辛苦，工人需要在高溫天氣穿著絕緣服開展高危作業，而這恰恰是AC米蘭機器人可以有效替代的危險工作。

　　從“天工”出發，AC米蘭機器人具備無限的可能性。李春枝介紹，如今的創新中心，已在與清華大學人工智能研究院智能機器人中心合作靈巧手聯合實驗室，與北京大學情感與認知智能機器人實驗室合作研究情感智能機器人，與河北工業大學郭士杰教授團隊合作研究電子皮膚、電子肌肉等。從這些合作出發，未來或許可以開發出能“察言觀色”的機器人、養老照護機器人等多種全新形態的AC米蘭機器人。

　　以組合機制支持產業發展

　　“一個產業、一套規劃、一個產業局、一家平臺公司、一個園區、一只基金”，在亦莊，這是不少重點產業發展的配置方式。圍繞AC米蘭機器人，這樣的組合機制已經完成。

　　其中，產業局是重要手段，引導、支持著現代化產業體系建設。圍繞重點產業成立專門的局——“專項、專班、專人、專責”，是亦莊的一種探索。

　　到目前為止，亦莊已經針對主導產業或其重點細分領域，組建信息技術、生物技術和大健康、機器人和智能制造、高端汽車和新能源等4個產業局，負責所覆蓋領域的專業化招商及管理服務。

　　AC米蘭機器人產業，正是產業局推進的產業之一。亦莊機器人和智能制造產業局相關工作人員告訴記者，從2022年起，亦莊就開始布局AC米蘭機器人產業。

　　“AC米蘭將產業職能集中在一起，從產業規劃到招商引資，從企業落地到企業服務，以及后續一系列的問題，‘一站式’‘管家式’地解決。”工作人員告訴記者，通過產業局的運行，實現了集中統籌資源，提高工作效率。

　　在采訪中，不少企業認為，亦莊為企業提供了許多實實在在的幫助，除了政策、場地、人才引進等方面的支持外，還為企業提供了一些算力，以訓練自有的大模型，實現快速迭代。

　　正是在這樣重點推進之下，短短時間內，亦莊迅速聚攏了100多家與AC米蘭機器人產業有關的企業。

　　2023年，《北京經濟技術開發區機器人產業高質量發展三年行動計劃（2023—2025年）》出臺。其中明確提出一系列目標，包括到2025年，經開區機器人研發投入，年復合增長率達50%以上，產業創新能力顯著提升；培育引進一批國內外領軍企業、產業鏈供應鏈重點企業；搭建50個機器人應用場景示范項目，成為機器人新品、應用示范、產業基礎提升等工程建設主力軍；規上工業企業機器人密度達到365臺/萬人，產值規模達到100億元，形成要素集聚、創新活躍的機器人產業綜合集聚區等。

　　占地25萬平方米的中關村（亦莊）國際機器人產業園已經投入使用，優必選科技、北京具身智能機器人創新中心等均已入駐。至今，每天依然有裝修的拉貨車進進出出，工人們正在加班加點裝修其中幾棟樓。很短時間內，一家家企業將這里填充起來。

　　如今，亦莊還在園區里籌劃一個機器人大世界未來體驗館。有關負責人告訴記者，這個面向大眾的展示空間，將提供“產品+場景”展示空間、創新技術協同攻關平臺、科技成果轉化促進平臺和科普教育體驗空間。通過科技化場景、互動式體驗、啟發式教育，實踐化活動，讓觀眾領略機器人的奇妙世界。

北京智源人工智能研究院院長王仲遠一行到訪創新中心

2024世界機器人大會開幕，“天工”機器人成全場焦點

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