云端机器(qì)人(rén)这(zhè)个(gè)全新(xīn)的产业在(zài)世界范(fàn)围内受到越来越多的关注。
无论是(shì)最近一大批(pī)云端智能机器人服务提(tí)供商(shāng)受到美国实(shí)体(tǐ)清单影响(xiǎng),类似达闼(tà)科技企业(yè)SEC上市等商业活(huó)动步伐(fá)受挫,还是(shì)国内作为云端调(diào)度(dù)系(xì)统服(fú)务商的九号机器人(rén)即将登录科创(chuàng)板,或者(zhě)是不久前全(quán)家便(biàn)利店引进用于(yú)缓解人力(lì)的(de)远程遥(yáo)控云端机器(qì)人,更早以前南京(jīng)邮电大学和(hé)日本远程教育大(dà)学采(cǎi)用云端机器人的(de)毕(bì)业仪式。云端机器人产业其实一(yī)直没(méi)有(yǒu)离(lí)开机器人科(kē)学创(chuàng)新学者和企业家的视野。
云端机器人的起源到爆发
说起云端机(jī)器人,这个产业从开始到发展(zhǎn)也不过才10年(nián)时间。最早(zǎo)在Humanoids 2010 会议上,卡(kǎ)耐基梅隆大学的James Kuffner教(jiāo)授提出了“云(yún)机(jī)器(qì)人(rén)”的概念(niàn),即借助5G互联网与云计算,帮助机器与人(rén)相互学习和(hé)知识共享,解决(jué)单个机器自我学习的局限性(xìng),概念提出后引起了广(guǎng)泛的(de)讨论,一(yī)部分领先学者和企业家开始尝试对云端机器人的研究和产业化(huà)落地。
云端(duān)机器人概念得到了国内产业界和学术界有识(shí)之士的重视是(shì)在2017 年,中国信通院、IDC和英特(tè)尔共同发布的《人工(gōng)智能(néng)时代的(de)机(jī)器人 3.0 新生态》白皮书也(yě)就曾提出,2015年后机器人步入(rù)3.0时代(dài)下,感知(zhī)、计算、控制等(děng)技术的(de)迭代升级(jí)和图像识(shí)别(bié)、自然语音处理、深(shēn)度认知学习等新型数(shù)字技术在机器人领域将得到深(shēn)入应(yīng)用,实现从感知到认知、推理、决(jué)策的智能(néng)化进阶。报(bào)告认(rèn)为,当机器人按(àn)照该路线演变,无限接(jiē)近人的(de)智力水平时,现(xiàn)有电子元器件的(de)集成水平必然不再(zài)能够满(mǎn)足新的需求,而在5G能够提供(gòng)大带宽、低时延、高可靠通信(xìn)的数(shù)据传输服(fú)务后,新的机器人思考(kǎo)和决策方式(shì)即将出(chū)现,届(jiè)时,云端机器人就(jiù)能成为一种有着极(jí)大想象空间的解决(jué)方案。
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机器人4.0在云端
时间到了(le)2019年(nián),达(dá)闼科(kē)技联合英特尔、新松、科(kē)沃斯在《机(jī)器人 4.0 白(bái)皮(pí)书(shū)》写到,机(jī)器人在(zài)2020年后将进入(rù) 4.0 时代,也就是(shì)云(yún)端机器人时代,简单来说就是机器人的(de)脑袋在云里,机(jī)器人的身体可(kě)以在现(xiàn)场,机器人的神经网络是(shì)移动通信,云、网、端三者(zhě)结合形成云端机器人,即把传统(tǒng)机器(qì)人的决(jué)策大(dà)脑(nǎo)分布在从云到端的(de)各个地(dì)方(fāng),充分利用边缘(yuán)计算去(qù)提(tí)供更高(gāo)性价比的服务,把要完成(chéng)任务的记(jì)忆场景(jǐng)的知识和常识很好的(de)组合起来,实现规模化部署。4.0时代下,机器人除了具有(yǒu)感知能力实(shí)现智能协作(zuò),还具有(yǒu)理解和决策的能力,达到自主(zhǔ)的服务。当时,达闼科技也完(wán)成了3亿美元的B轮融资,估值超过15亿美(měi)元,Cloud Minds这家(jiā)企(qǐ)业(yè)才(cái)开始受到业界更广泛的(de)关(guān)注,同(tóng)时他们所提(tí)到(dào)的云端机器(qì)人也(yě)受到全世界的(de)瞩目。
但云端机器(qì)人在学术界和产业界都(dōu)是一个(gè)较(jiào)为超前的创(chuàng)新生态,媒体(tǐ)行业和普通(tōng)民众对(duì)此的关注(zhù)程度一(yī)向不高(gāo),相关产业上下游发展并不算迅速(sù),直(zhí)至2020年初,疫(yì)情在全世界开(kāi)始(shǐ)爆发,达闼(tà)科技捐赠多款5G云端智(zhì)能(néng)机器(qì)人(rén)助力(lì)疫情防控,无人化(huà)云(yún)端远程机(jī)器人应用才开始逐渐见(jiàn)著于更多媒体报(bào)道(dào)。随(suí)着疫情在全世界(jiè)的蔓延,5G、AI、大(dà)数据(jù)等为(wéi)代表(biǎo)的信息技术应用让更多人看到了未来云端智能机器人(rén)的发展前景。
与此同(tóng)时,全球5G商用步(bù)伐(fá)不断提速,根(gēn)据GSA的统(tǒng)计数字(zì),截至(zhì)2020年3月,全球共有63家运营商实(shí)现了5G商(shāng)用,359家运(yùn)营(yíng)商投资5G,进行网络(luò)部署和(hé)测试(shì)验证,5G网络建设呈现如火如荼(tú)的景象,这为(wéi)云(yún)端(duān)机器人(rén)的发展创造了坚实的硬(yìng)件基础。
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同时(shí),在2020年3月初,国家在大政策上也开始针对新产(chǎn)业发力,中(zhōng)央明确提(tí)出要(yào)加快5G网络、人工(gōng)智能、数据(jù)中心等新型(xíng)基础设施建设进度,新基建被(bèi)多数(shù)地方政府列入2020年投资计划。创新技术(shù)从(cóng)未像今天这样被推到前(qián)台,展(zhǎn)现历史未见的高(gāo)度,在新基建政策推动下,人工智能正变得越来越(yuè)基础设施化,相关产业(yè)发展逐步进(jìn)入快车道,而能提供强大算力(lì)支撑的云计算,在数字经(jīng)济发展中也(yě)有着不可(kě)或缺的重要性,作为新基建软件技术的重要承(chéng)接载体,云端机器人了更(gèng)广阔的应用领域。
但(dàn)随后5月23日,一系列(liè)与达(dá)闼科(kē)技、云从科技类似布局前沿云相关产业的中国科(kē)技企业都被列入“实体清单”,云机器人作为一种世界(jiè)前(qián)沿的新概念,美(měi)国希望此举限制(zhì)中国企业在前沿产业(yè)上的技术创新能力,再后来更是(shì)通过禁止MATLAB打(dǎ)击中国(guó)高校推进技术创新发展,这场中(zhōng)美之间面向未来产业的科(kē)技(jì)较(jiào)量愈演(yǎn)愈(yù)烈,也变相证明了(le)云端机(jī)器人等新兴技术产业(yè)的发展(zhǎn)潜力。
场景进(jìn)步倒逼云端化
就实际应用场景来说(shuō),更智能(néng)化(huà)是机器人发展不断满足引(yǐn)用(yòng)场景需(xū)求复杂(zá)化的(de)必然趋势,而云端机器人可以说就是人工智能的实(shí)体(tǐ)化,因此走向云(yún)端(duān)也是未来工业、服务等领域实现智能化转型升(shēng)级的极好途径。
在(zài)任何行业发展过程(chéng)中,企(qǐ)业都会为了提升(shēng)竞争力思考如何降本增(zēng)效,而具体到场(chǎng)景就是(shì)例如如何在较短(duǎn)时间完成部(bù)署、产线之间如(rú)何相互(hù)感知协同、如何(hé)实时了解工(gōng)厂运行状态、出了问题(tí)怎么样最快(kuài)地去解决,以及本地计算成本怎么降(jiàng)低,机器人(rén)行业(yè)的(de)发展也在(zài)延续着这一轨迹,在机(jī)器人(rén) 1.0时(shí)代,机器人从对外(wài)界环(huán)境没有感知,只能单(dān)纯复现人类的示教动作,只能在制(zhì)造业领域替代(dài)工人进行机械性的(de)重复体力劳动,于是人们为此将(jiāng)传感(gǎn)器应用到了行业(yè)中。
到(dào)了机器人2.0时代,就可以通过传(chuán)感器(qì)和数字技术的应用(yòng)构(gòu)建起机(jī)器(qì)人的感觉能力,并模(mó)拟部分人(rén)类功(gōng)能,这不(bú)但(dàn)促进了机器人在工业领域的成熟应用(yòng),也逐步开始向商(shāng)业领域拓展应(yīng)用,但为了提升机(jī)器人在更多场景的柔性化,在3.0 时代下,机器人实(shí)现了从感知到认知、推(tuī)理、决策的智能化进阶,柔性化(huà)程度不断提升,拖动示(shì)教、虚拟仿真等方式使得机器(qì)人能(néng)够应用和还(hái)原更(gèng)多行业的复杂生(shēng)产工艺并加强,但人(rén)类仍然想(xiǎng)要(yào)实现(xiàn)机器(qì)人在处理效率上进行加强(qiáng)。
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于是到目前,人类开始考虑(lǜ)让机器人(rén)真正替代人(rén)类的劳动(dòng)时间,脱(tuō)离(lí)开固定的形体和场地做一些更为实际的工作,在这时(shí)机器(qì)人除了(le)要具备感知能力(lì),还需(xū)要有记(jì)忆、场景理解的能力(lì),拥有知识,才能够优化(huà)决(jué)策,能自(zì)主实施工作,并进行个性化演进,因此仍然(rán)需要提高(gāo)机器人完(wán)成特定(dìng)和复杂问题解决能力。而(ér)这些问题,人(rén)工智能与5G技术的发展使得云端智(zhì)能服务机(jī)器人产业能够实现更优秀的(de)解决方(fāng)案。例如利用人工智能技术(shù)提高机器人本体感知能力的同时,提升个(gè)性化自然交(jiāo)互能力,利(lì)用 5G 技术,机器视觉系(xì)统(tǒng)时延(yán)能无限接近与人,同(tóng)时(shí)大大(dà)缩短从(cóng)终端到接入网的时(shí)间,带宽大幅度上升,这使得很(hěn)多东西可(kě)以放到(dào)边缘端(duān),加入更多的计算能力,包(bāo)括云端(duān)大脑(nǎo)的一些扩展,即将大脑计算和机器人本体分离,能把大脑(nǎo)计算放在云端,实现集中控制和智能输(shū)出,助力机器人(rén)规模化(huà)部署。
云端(duān)机器人能(néng)做什么?
那云端控制大脑到底(dǐ)能实现哪些(xiē)机器人的提(tí)升呢?举个简单的例子,在移(yí)动机器人领域,想要协调数百个乃至成千上万甚至更多机器人之间的复杂行为,这(zhè)对于普通电脑而言已经(jīng)将(jiāng)很难(nán)实现,但如果将移动机器(qì)人(rén)调度控制云端(duān)化,多个客(kè)户共用一台(tái)云(yún)端(duān)调(diào)度服务(wù)器,则可以充分利(lì)用云端(duān)计算(suàn)机的算力,降(jiàng)低单机部署(shǔ)成本。5G带来的高可靠、高并发和低延迟的云端无线(xiàn)接(jiē)入方式可以实现云端调度实时化,从(cóng)而有效的提升(shēng)工厂的(de)整体效(xiào)率,降低硬件所带来的成本(běn),在目前,斯坦德机器人等一(yī)部分AGV企(qǐ)业(yè)也已经开始在采用此类云端柔(róu)性物流调度系统,全方位提升物流调度效率。
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而在工业领(lǐng)域,云端机器人也在(zài)不断改变着生产(chǎn)方式,随着(zhe)如今消费者的个性化需求繁多,小批(pī)量、多品(pǐn)种、个性化定制等生产需求的不断改(gǎi)变,对生产模式的柔性化要求越来越迫切,普通的(de)生产线难以完全按照消费(fèi)者需求生产出相应的(de)产品,导致部分装备换代频次低的企业产品出现不畅销或者产(chǎn)能过剩。而另(lìng)外(wài)一些客户的小批(pī)量需求(qiú),因(yīn)为(wéi)产线不匹(pǐ)配或(huò)者柔(róu)性(xìng)低而无法生(shēng)产出完全满足客(kè)户需求的产品。
随着(zhe)5G、大数据(jù)、云计算和人工智能技术的快速发展,工(gōng)业互联网的需求(qiú)愈(yù)演愈烈。云端机器人(rén)未来能(néng)把基于(yú)大数(shù)据的智能(néng)化计算移到云端(duān),从而实现在工艺过(guò)程优化、远程监控、状态分析和预测性维护等生产使用环节的数据化,优化机器人本体的控制器等硬件,同时利用机器学习(xí)和云计算(suàn)技术将(jiāng)这些海(hǎi)量数(shù)据、规则和知识形成机器人的云端智能(néng)生产力。整个制造系统的数字化、网络化和智(zhì)能化(huà)将是未来工业发展的必然趋势,决胜云端不再只是一(yī)个口号。
产业与展望
从全世界云机(jī)器人的(de)概念(niàn)提出到如今,也不过短短10年,虽然5G、大数(shù)据、人工智(zhì)能(néng)的产业都出现了可惜(xī)的发展(zhǎn)态势,这些仍然(rán)不够形成(chéng)一个(gè)完善的云(yún)机器人产业生态,任何(hé)一(yī)个产业链的从(cóng)上游原材(cái)料和(hé)零部件的产商到(dào)下游应用集成延伸,生态构建都存在一(yī)定周期性,云端机(jī)器人产业的发展也(yě)不是(shì)对机器人(rén)既有模式简单的继承(chéng)和(hé)叠(dié)加,而(ér)是(shì)在(zài)生产方式上出现的全新变革。现如今,中国的云端相关产(chǎn)业链企业虽然(rán)在(zài)人工智能、AI等新(xīn)学科的大力推进下取得了一定阶段性成(chéng)果,都仍还在不(bú)断成长的过(guò)程中。
按照国内最早开始进入云端机器人领(lǐng)域企(qǐ)业达闼科技的(de)构想,未来云(yún)端机器人会将由云端大脑、神经网络VBN和及机器人(rén)本体等组成(chéng)。其(qí)中,云端大脑提供(gòng)机器人所(suǒ)需要(yào)的智能视觉(jiào)、智能听觉(jiào)、智(zhì)能运动等多模态AI能力,通过(guò)遍布全球(qiú)的移动通信安全高速(sù)网(wǎng)络,将能力传输给(gěi)远端的机器(qì)人控(kòng)制器和各种机器人、智能设备(bèi)本体(tǐ)上。立足云端机器人的(de)概念,达(dá)闼科技建立了云端大脑、神经网络(luò)、机器(qì)人本(běn)体三层架构,并广(guǎng)泛培植生态,达闼科(kē)技旗(qí)下产品也形成云端智能架构、云端智能设备以及(jí)云端机器人三大类,目(mù)前实现不仅局限单一的设备,更是全方位硬件的云端(duān)化改造(zào)和升级。
据(jù)公开资料显(xiǎn)示(shì),目前达闼科(kē)技的云端大脑HARIX基于人工增强的机(jī)器智能,将视觉(jiào)处理、自(zì)然语言(yán)处理、机器人运动(dòng)控制和虚拟(nǐ)现(xiàn)实等技术集成在云端,旨在实现百万级机器人的在线运营。这(zhè)或(huò)许也成为(wéi)达(dá)闼科技被列入“实(shí)体清(qīng)单”的根本(běn)原(yuán)因。
而目(mù)前类似(sì)九号机器人等应用企业提出(chū)的(de)云端机器人解决方案,是将机器人的计算(suàn)能(néng)力和数据从本(běn)地迁至云端,从而以此为基础(chǔ)研发出一整套的高配送效率、高响应速(sù)度的云端调度系统。他们(men)将机器人(rén)与云平台结合(hé),把机器(qì)人的“大脑”置入云平台(云端),借助于云服务强(qiáng)大的计算(suàn)、存储能力以及资源共享等优势,从而(ér)达到(dào)运维人员可随时随地上访信(xìn)息、了解机器人运行状(zhuàng)态,以此节省机器人制造成本、人(rén)工运(yùn)维(wéi)成本,提高机器人(rén)运作所需的(de)计算(suàn)能(néng)力。用SLAM技术结合云端计算能力,能让机器人拥(yōng)有智(zhì)能和自(zì)主性,从而(ér)使得(dé)机器人具(jù)备更强室外(wài)自主导航和自主(zhǔ)避(bì)障(zhàng)能力(lì)。
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可以看到,虽然目前有相关的企业已经在云端机器人领域进行(háng)了可延续性(xìng)的(de)拓展,但作为一个全新的产(chǎn)业,其进展并不算(suàn)快,目前大(dà)多数企(qǐ)业仍然处(chù)在实验室摸索阶段,与大规模大范围(wéi)的商业(yè)化(huà)落(luò)地还(hái)存在(zài)相当大的差距。
不得(dé)不考虑到的是,作为一个全(quán)新的产业,虽然外界(jiè)有观点认为,云端机器人和(hé)当时作为(wéi)移动通(tōng)信(xìn)网络(luò)产业的(de)新业务(wù)增(zēng)长点(diǎn)手机的发展类似,但因为(wéi)云端技术的(de)研发高集成度(dù)品机(jī)器人的(de)耗资,目前看来(lái)将会远(yuǎn)远高于研发(fā)智能手机,同时5G、AI、区块链、机器(qì)人的(de)研(yán)发也需(xū)要大量精英人才,上(shàng)游供应链的产业集群(qún)没有太多的铺垫,热度还没有完全形成,成本相应居高不下,这导致目前云端机器(qì)人产业上下游都面临着资金,人才、市场等多重(chóng)考验,再加上疫情(qíng)和(hé)贸(mào)易(yì)战等多个维度(dù)不同形式的冲击,云端机器人产业(yè)想要真正崛起,确实还需要更(gèng)多维度的(de)努(nǔ)力。