北航教授王田苗:中國(guó)機(jī)器人的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)是什么?
雷鋒網(wǎng) (公眾號(hào):雷鋒網(wǎng)) 按:8 月 22 日下午,由北京市人民政府、工業(yè)和信息化部、中國(guó)科學(xué)與技術(shù)協(xié)會(huì)共同舉辦的第三屆“WRC 世界機(jī)器人大會(huì)”正式拉開(kāi)帷幕,本屆大會(huì)以“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造,迎接智能社會(huì)”為主題,囊括“論壇、博覽會(huì)、大賽及主題活動(dòng)”四大板塊,是我國(guó)機(jī)器人領(lǐng)域規(guī)模最大的國(guó)際會(huì)議之一,本次會(huì)議有來(lái)自國(guó)內(nèi)外 300 多位機(jī)器人領(lǐng)域知名科學(xué)家、企業(yè)家、政府工作者和國(guó)際科技機(jī)構(gòu)代表出席。
其中,北航智慧制造研究院院長(zhǎng)王田苗教授作為首輪演講嘉賓,他以《一帶一路背景下的中國(guó)機(jī)器人發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)》為題作了演講。
王田苗,北航教授,中國(guó)電子學(xué)會(huì)嵌入式系統(tǒng)與機(jī)器人分會(huì)主任委員、IEEE R&A 北京大區(qū)主席,機(jī)器人研究所名譽(yù)所長(zhǎng)、智能技術(shù)與機(jī)器人 iTR 實(shí)驗(yàn)室主任、國(guó)家特聘教授長(zhǎng)江學(xué)者。
王田苗教授近年來(lái)主要從事先進(jìn)機(jī)器人理論與技術(shù)研究,在醫(yī)療機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人、嵌入式智能控制等方面成就顯著,作為創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師,孵化指導(dǎo)學(xué)生車(chē)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)了醫(yī)療機(jī)器人、兩輪自平衡車(chē)服務(wù)機(jī)器人、車(chē)聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)、無(wú)人機(jī)、汽車(chē)操作系統(tǒng)與超能儀表、軟體靈巧手、智能護(hù)理床機(jī)器人、科教機(jī)器人等高科技企業(yè)。
以下為王田苗教授的演講內(nèi)容,雷鋒網(wǎng)做了不改變?cè)獾木庉嫛?/p>
他們問(wèn)我未來(lái)的智能機(jī)器人的發(fā)展趨向是怎樣的,這里我想和大家分享一下最近一年我在智能機(jī)器人未來(lái)發(fā)展方向的一些自己的思考。
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在國(guó)家一帶一路的這樣一個(gè)號(hào)召下,我越來(lái)越想從社會(huì)的形態(tài)、需求、產(chǎn)品、技術(shù)的角度來(lái)看待機(jī)器人,而不是從科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)品再到社會(huì)。如果換一個(gè)角度理解, 我突然感覺(jué)機(jī)器人好像有三個(gè)優(yōu)勢(shì)和趨勢(shì)非常明顯,就是多學(xué)科交叉、人工智能和高效電池,因?yàn)檫@三條主線如果突破,我感覺(jué)它就會(huì)從工業(yè)走向社會(huì)和家庭,而這三個(gè)瓶頸有望在下一個(gè)十年突破 ,因?yàn)樵谧目茖W(xué)家都已經(jīng)從 Science、Nature 當(dāng)中發(fā)現(xiàn)了這三個(gè)脈搏的科技進(jìn)行交錯(cuò)推動(dòng)。
由于機(jī)器人不斷進(jìn)入到社會(huì)和家庭,一個(gè)很重要的問(wèn)題就是成本太高,所以商業(yè)模式可能會(huì)改變,也就是機(jī)器人從工業(yè)到 2B 再到 2C。如果我們解決了之前在效率、安全和勞動(dòng)力解決不了的問(wèn)題,甚至能夠解決一些特定的人所下不去的地方,這個(gè)就是 2B,2C 就是進(jìn)入家庭,所以在這個(gè)問(wèn)題上可以看到這種方式有可能提供一種服務(wù)來(lái)解決我們所說(shuō)的機(jī)器人成本高的問(wèn)題。
最近,我去了美國(guó)、法國(guó)和日本,感覺(jué)物質(zhì)生活很豐富,但吃穿用行是誰(shuí)提供大量的制造物品?自動(dòng)化和無(wú)人化工廠提供了大量的物品,這樣大的市場(chǎng)格局是不可逆轉(zhuǎn)的。基于這一點(diǎn),我越來(lái)越感覺(jué)到了另外一個(gè)趨勢(shì),就是柔性化的生產(chǎn)制造,基于客戶(hù)需求的大數(shù)據(jù)來(lái)定制生產(chǎn)形成的無(wú)人化工廠,機(jī)器人、數(shù)控技術(shù)、3D 打印、AGV 以及線上線下的人工智能軟件服務(wù)。
為什么會(huì)有這樣三個(gè)趨勢(shì)呢?社會(huì)需求決定了產(chǎn)品,產(chǎn)品決定了企業(yè),它反過(guò)來(lái)又決定了技術(shù)。站在這樣的角度來(lái)理解,當(dāng)自動(dòng)化非常豐富的時(shí)候,你會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)器人也不需要了;當(dāng)我們很安全的時(shí)候,你會(huì)發(fā)現(xiàn)警察也不需要了;當(dāng)我們出現(xiàn)無(wú)人車(chē)共享經(jīng)濟(jì)的時(shí)候,司機(jī)也不需要了;當(dāng)我們?nèi)斯ぶ悄芾蠋熌軌蚪虒W(xué)生的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)一般的老師也不存在了,這就說(shuō)明是社會(huì)形態(tài)決定的。
任何企業(yè)生態(tài)形成的要素其實(shí)就是給別人提供了產(chǎn)品、技術(shù)和服務(wù),如果沒(méi)有的話就不行,你會(huì)發(fā)現(xiàn)企業(yè)的生命線永遠(yuǎn)循環(huán),就像希臘的古神話一樣。規(guī)模化和品牌化兩條腿,需求飽和和被其它技術(shù)顛覆是三條腿,這個(gè)時(shí)候就必須創(chuàng)造新的產(chǎn)品和服務(wù),否則必須死亡,這是任何企業(yè)面臨的三段論。在這種情況下企業(yè)家就很重要,需要 Passion(激情)、Aggressive(進(jìn)取心)、Leading Talents(優(yōu)秀人才)。
我們?cè)賮?lái)梳理未來(lái)社會(huì)的發(fā)展。這些是我自己學(xué)習(xí)歸納的,不一定完全正確。蒸汽機(jī)、電氣以及我們所說(shuō)的航空航天、芯片生物以及未來(lái)。
未來(lái)的形態(tài)是什么樣的形態(tài)?這里拿美國(guó) 2006 年到 2016 年有關(guān)商務(wù)部對(duì)幾個(gè)行業(yè)的增長(zhǎng)得出了一些結(jié)論,只要增長(zhǎng)率低的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)將會(huì) Over。機(jī)器人—制造 9% 的增長(zhǎng)率是需要的,娛樂(lè)媒體 8% 的增長(zhǎng)率是需要的,物流線下店、便利店送到家門(mén)口 12% 的增長(zhǎng)率是需要的。
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我們突然感覺(jué)到了家電和汽車(chē),為什么現(xiàn)在世界范圍內(nèi)的汽車(chē)巨頭都想變革這個(gè)東西?因?yàn)槠?chē)的能源、能耗、保有量以及相應(yīng)的服務(wù)已經(jīng)到頭了,我們看一看中國(guó)北京,可以說(shuō)汽車(chē)?yán)^續(xù)發(fā)展的空間比較有限。我們?cè)偃タ纯疵绹?guó),除了日本的汽車(chē)不斷地覆蓋美國(guó),把美國(guó)的汽車(chē)占有率從 60% 降到了30%,這說(shuō)明這種汽車(chē)行業(yè)的狀態(tài)在改變,從而引出了我們所說(shuō)的智能汽車(chē)。新材料、新電池、無(wú)人駕駛,然后出現(xiàn)了共享或者分享的汽車(chē)運(yùn)營(yíng),又出現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)無(wú)人駕駛的智能控制,還有傳統(tǒng)汽車(chē)廠如何批量生產(chǎn)智能化的電子乘座。
有了這樣的概念,我們才能理解未來(lái)社會(huì)的形態(tài)。除了我們所說(shuō)的安全、民主和自由的制度之外,其實(shí)剩下的就是客戶(hù)的定制由大的生產(chǎn)廠直接對(duì)應(yīng)到 TESCO、沃爾瑪、阿里和京東這些企業(yè),再就是縱向的行業(yè),安全、能源、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、教育和個(gè)性化的管理。
人追求的是什么?我越來(lái)越感覺(jué)到人追求的是快樂(lè)、健康和創(chuàng)業(yè),我愿意做服務(wù)業(yè)或者搞文學(xué)藝術(shù),那么在這樣的需求下拉動(dòng)的技術(shù)是什么?首先是需求的入口,為什么從美國(guó)硅谷到歐洲、日本和中國(guó)對(duì)手機(jī)、傳感器、芯片以及可穿戴式的操作系統(tǒng)不停地進(jìn)行融資收購(gòu),因?yàn)樗侨肟冢慌懦覀兗依锏囊路ⅠR桶和燈光,可能都是粘著具體客戶(hù)的需求。中間件可以理解為軟中間件和硬中間件,軟中間件就是我們所說(shuō)的云計(jì)算的底層驅(qū)動(dòng)和控制,硬中間件就是自動(dòng)化工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和硬件的部件,行業(yè)就是關(guān)于新材料和能源。
由此我們可以得出,至少在中國(guó)這幾個(gè)方面特別熱門(mén),都是投資商和創(chuàng)業(yè)者投資的方向,也面臨著傳統(tǒng)企業(yè)轉(zhuǎn)型的方向。比如新的消費(fèi)、新零售和餐飲,共享經(jīng)濟(jì)等等,還有大眾娛樂(lè)、大眾新聞、大眾點(diǎn)評(píng)。從新的工業(yè)來(lái)看,5G移動(dòng)必須要上,因?yàn)樗鼤?huì)加速個(gè)性化需求和個(gè)性化通信便利。
包括智能家居和可穿戴設(shè)備,將來(lái)能夠直接用語(yǔ)音打電話,包括智能汽車(chē)、金融和我們國(guó)家非常關(guān)注的醫(yī)療、安全、教育、能源、國(guó)防。今后的需求有電話、傳感、中間件、智能汽車(chē)和 3D 打印、倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人等等。原來(lái)我們想的 AGV 只是工業(yè)界,沒(méi)有想到中國(guó)現(xiàn)在正以 100% 的速度把 AGV 用在消費(fèi)領(lǐng)域,包括物流、倉(cāng)儲(chǔ)、商店,不是我們傳統(tǒng)想像的 AGV 在汽車(chē)廠和數(shù)控方面,這個(gè)增長(zhǎng)點(diǎn)是很快的。這里還有我們所說(shuō)的醫(yī)療、物流、拋光打磨等等。
應(yīng)該怎么看一帶一路?我把它分成了幾個(gè)部分,包括發(fā)展中地區(qū)和建設(shè)中地區(qū)。我認(rèn)為正在建設(shè)的地區(qū)或許相對(duì)比較落后,發(fā)展中地區(qū)往往可以理解為美國(guó)、日本、歐洲、韓國(guó),甚至是北京、上海和深圳。這樣看下來(lái),一帶一路哪些技術(shù)是有幫助的?比如地鐵、建筑、安全以及通信,還有智能制造、數(shù)控、機(jī)器人、通訊以及家電醫(yī)療,再就是發(fā)達(dá)地區(qū)一些娛樂(lè)文化,甚至是一些先進(jìn)技術(shù)可以輻射到的一些地方。
這可能和相關(guān)地區(qū)文化有關(guān),比如這是一帶一路戰(zhàn)略藍(lán)圖。一帶一路基礎(chǔ)設(shè)施比較落后的時(shí)候特種裝備需要先行,包括工程機(jī)械、海洋和農(nóng)業(yè)機(jī)械。制造里面包括數(shù)控工業(yè)機(jī)器人、3D 打印都需要,還有消費(fèi),包括家電和我們所說(shuō)的物流等等。在這三個(gè)方面,我認(rèn)為發(fā)達(dá)地區(qū)會(huì)在一定程度上延伸到落后的地區(qū)。比如無(wú)人化車(chē)間和化學(xué)工廠,還有一些無(wú)人駕駛、裝備和醫(yī)療。由于這個(gè)方面的成本比較高,和社會(huì)制度有關(guān)系,所以在這個(gè)問(wèn)題上是有一個(gè)時(shí)間差的。
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一帶一路有幾個(gè)要素需要理性地思考。首先是人口問(wèn)題,我驚奇地發(fā)現(xiàn)在美國(guó)很少有便利店,而日本、中國(guó)和韓國(guó)簡(jiǎn)直是沒(méi)有便利店就幾乎無(wú)法生活。我發(fā)現(xiàn)這是與社會(huì)結(jié)構(gòu)有關(guān)系的,包括行為和我們所說(shuō)的出行。中國(guó)有很多比較集中的小區(qū),西方都是 Separate Single House(獨(dú)棟房子),這也決定了我們?cè)谝粠б宦烽_(kāi)拓技術(shù)研究的方向。其次是文化,比如環(huán)境,這是需要長(zhǎng)期的法律和道德形成的。
自由教育、應(yīng)試教育其實(shí)也是值得思考的,還有我們所說(shuō)的公共環(huán)境和觀念。之前有一次到美國(guó)的一個(gè)小區(qū),那是一個(gè)大學(xué)附近的小區(qū),周末晚上出來(lái)之后發(fā)現(xiàn)好多亞洲的老爺爺老太太在照顧孫女,西方好像沒(méi)有這樣的情況,都是父母自己照顧。這也屬于一種文化,倫理上也有差異,我認(rèn)為這是在技術(shù)開(kāi)發(fā)和一帶一路需要思考的。
在這樣的大背景下,我們?cè)賮?lái)看機(jī)器人未來(lái)發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品。比如,我突然感覺(jué)無(wú)人化工廠是一個(gè)趨勢(shì),只要是人口聚集多的,因?yàn)橐岣咝剩瑫r(shí)做工的工人比較難招。再就是老齡化社會(huì),服務(wù)于老人的目前是以 20% 的速度增長(zhǎng),而在中國(guó)北京要不了多久老齡化就會(huì)到 12% 左右,我們?cè)傧胍幌肴毡尽W洲和美國(guó)都是一樣的,這種老人的需求往往又是理性的。
由于互聯(lián)網(wǎng)和科技的發(fā)展讓人越來(lái)越獨(dú)處,這就出現(xiàn)了為什么會(huì)有機(jī)器人對(duì)話、機(jī)器人伴侶、機(jī)器人聊天,還有定制化的服務(wù)以及私人助理,包括醫(yī)生助理、工作助理、生活助理,這些都將會(huì)派生出新一類(lèi)智能機(jī)器。由此得出精確感知、人工肌肉、認(rèn)知以及我們所說(shuō)的能源。
這些方面有幾個(gè)技術(shù)突破口。 首先是材料,特別是將感知和驅(qū)動(dòng)載體合二為一,因?yàn)榭梢源蠓冉档统杀静⑶姨岣甙踩浴T倬褪侨斯ぶ悄艿能浖蛯W(xué)習(xí),還有智能交互和信息。
在中國(guó),這五年國(guó)家進(jìn)一步改革開(kāi)放,加大了資本在科技創(chuàng)新的投入。這張圖片反映出中國(guó)在投資上排在第一位的,人工智能和機(jī)器人方面首先是智能機(jī)器人,其次是視覺(jué),然后是自然語(yǔ)言理解和無(wú)人駕駛,這是中國(guó)投資商所關(guān)心的一系列方向。這兩三年我作為雅瑞資本和真格基金顧問(wèn)參與了他們一些科技投資的方向,見(jiàn)證了我說(shuō)的這些技術(shù)、產(chǎn)品和創(chuàng)新的歷程。比如,磁懸浮電機(jī)無(wú)摩擦、噪聲降低 80%、節(jié)省達(dá)到 30%,還有水下娛樂(lè)機(jī)器人、軟體機(jī)器人和無(wú)人機(jī)等等。
我們來(lái)看軟體機(jī)器人,這里還可以增加相應(yīng)的液體金屬,根據(jù)不同的溫度改變它的剛度。這個(gè)成本價(jià)格只有傳統(tǒng)機(jī)電一體化的 1/10,也就是在機(jī)電一體化的設(shè)備是 15-20 萬(wàn)元,而它只要 1-2 萬(wàn)元。軟體手可以抓雞蛋、餃子、冰淇淋,甚至可以抓其它的東西。它的形成可以利用 3D 打印,也可以利用罐裝不同的材料形成相應(yīng)的硬度和強(qiáng)度。目前它能夠負(fù)重 3 公斤,精度是 2 毫米左右,重要的是成本只有傳統(tǒng)的 1/10。
很高興的是,我們的研究是和德國(guó)范斯通合作開(kāi)展。這是我們自己研究而開(kāi)發(fā)的,就是基于 3D 打印和不同材料形成,它的結(jié)構(gòu)就是相對(duì)比較簡(jiǎn)單,而且對(duì)易碎、生鮮和其它的貨品也有比較好的安全性。為了探索這樣的應(yīng)用,我們也和 BPP 開(kāi)展合作,讓它在生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)我們這個(gè)設(shè)備的壽命和長(zhǎng)短。這是 ABB 的并聯(lián)機(jī)器人,可以想像這種蛋糕和食品要用加濕器或者一般的機(jī)電,一方面是抓起來(lái)很難,另一方面容易損害這些蛋糕。
人工智能方面我們一直覺(jué)得無(wú)人駕駛,包括操作系統(tǒng)很重要。目前機(jī)器人是從短途代步工具入手的,這是我們和 Intel、紅杉、小米合作開(kāi)展的短途代步、搬運(yùn)行李以及未來(lái)的兩輪車(chē)小型無(wú)人駕駛,那個(gè)是雷軍在美國(guó)波士頓參觀的時(shí)候形成的實(shí)驗(yàn)。
賽格威創(chuàng)業(yè)是有一個(gè)把手的,我的學(xué)生把這個(gè)把手砍掉了,定位要更加精準(zhǔn)和實(shí)時(shí)。沒(méi)有想到這個(gè)缺少了以后反而提高了安全性,因?yàn)槿说淖晕腋杏X(jué)可以掌握平衡。另外就是它的成本一下子大幅度提高了,我們知道賽博威大概是 6000-7000 美元,這樣的機(jī)器人通過(guò)小米的供應(yīng)鏈和中國(guó)的制造能力,它的銷(xiāo)售價(jià)格只有 2000 美元。基于它所形成的機(jī)器人服務(wù)平臺(tái)可以跟蹤、可以養(yǎng)狗、可以看護(hù)小孩。
無(wú)人駕駛是利用現(xiàn)在開(kāi)源形成的,它的反應(yīng)速度是 1.4 秒之內(nèi)啟動(dòng)。手機(jī)操作系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)候很長(zhǎng),大概都是 10-15 秒左右,大家看一看它的啟動(dòng)時(shí)間。這意味著以后汽車(chē)前面的屏可以是任意的,可以和手機(jī)的地圖、微信和其它的短消息結(jié)合起來(lái),從而大大地加快制造的速度。目前無(wú)人駕駛主要是在內(nèi)蒙、黑龍江、新疆和青海在應(yīng)用,因?yàn)槊娣e特別大,還有就是醫(yī)療機(jī)器人,包括康復(fù)、假肢等等。
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基于上面的學(xué)習(xí)進(jìn)行整理,我們往往可以理解出很多需要開(kāi)發(fā)的機(jī)器人前沿技術(shù),甚至是產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)。這里我需要了解 Gartner 的曲線,把技術(shù)在市場(chǎng)上容易發(fā)展和現(xiàn)實(shí)當(dāng)中估值有泡沫的,未來(lái)很有價(jià)值的都連接了起來(lái)。
我們可以明顯地感覺(jué)到未來(lái)的資本市場(chǎng)或者技術(shù)突破上,我們所說(shuō)的深度學(xué)習(xí)芯片以及腦科學(xué),包括新能源以及仿生、服務(wù)和云等等是人們現(xiàn)在特別關(guān)注的,中國(guó)現(xiàn)在有些地方已經(jīng)選擇了無(wú)人駕駛、醫(yī)療和仿生。右邊的幾個(gè)在中國(guó)已經(jīng)顯現(xiàn)出來(lái)了強(qiáng)有力的盈利能力,而且開(kāi)始占有市場(chǎng),比如物流、AGV 和特種的打磨焊接,還有 AI 的交互助理和聊天,以及視覺(jué)觸覺(jué)和相應(yīng)的語(yǔ)音模塊。
雷鋒網(wǎng)后續(xù)還將報(bào)道更多關(guān)于此次 WRC 世界機(jī)器人大會(huì)的內(nèi)容,敬請(qǐng)期待。
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