服务机器人变革拐点：“智能机时代”即将到来

文/王云辉

一场服务机器人的产业热潮，正向我们汹涌袭来。

在刚刚过去的2021年，全球服务机器人销售额达到146亿美元，年增长率达到32.2%，创造了2016年以来的增长率峰值，其中，中国服务机器人市场的规模为391.8亿元，全球占比超过1/4。

短短一年内，中国服务机器人企业的数量，暴涨了78.92%，达到10.5万家；服务机器人赛道融资也有113起，融资金额总计超过440亿人民币。

更重要的是，当下只是起步。

第三方报告预测，中国服务机器人的年销售额，有望在2023年达到613.5亿元，较2021年实现翻倍。

工信部等15部委2021年12月联合印发的《“十四五”机器人产业发展规划》也预计，中国机器人产业的营业收入，未来5年的年均增速将超过20%。

在这份规划中，多项推动服务机器人产业发展的顶层规划也即将逐步落地。

毫无疑问，整个行业的发展，已经逼近“临界点”：

供给端的5G、人工智能、柔性关节等技术突破，需求端的疫情、数字化产业升级等趋势变化，正在让服务机器人从“功能”走向“智能”，从概念试点走向全面普及，即将迎来爆发式的市场规模增长。

许多年来，我们一直坚信，机器人会像智能手机一样，在整个人类社会全面普及。

早在2007年2月，比尔·盖茨就曾在《环球科学》杂志上预言，不远的将来，每个家庭都将拥有一个机器人。

但现实的情况是，时至今日，这个梦想依然远未照进现实。

虽然机器人的研发、制造和应用，一直备受政府和资本重视，中国更是从2013年以来，就已经连续8年蝉联全球最大机器人市场。

但是，与主要工作在“无人环境”，更注重效率和精准度的工业机器人不同，服务机器人的应用场景，需要与人近距离接触，所以更注重服务过程的“柔性”和安全性。

所以，服务机器人需要更加轻便、智能，以及更强大的环境感知与人机交互能力。

服务机器人必须依赖于新材料、人工智能、柔性关节、传感器等多个不同领域科技的全面突破，才能真正实现产品的成熟。

与此同时，更复杂的技术需求，也就意味着更高的成本。这也进一步制约了服务机器人的商业普及。

【2】

不过，形势已经逐渐变化。

在需求侧，自2019年以来，新冠疫情的肆虐，让“无接触服务”成为刚需，从医院到酒店，从配送到巡检，在疫情防控和复工复产的过程中，已经有大量的服务机器人走上工作岗位。

甚至在近几年两会上，已经有越来越多行业的代表，建议在满足经济性、技术性和可靠性要求的条件下，用机器人替代人工重复劳动，缓解日渐加剧的“用工荒”。

更重要的是，在供给侧，服务机器人走向成熟的两大瓶颈，也都有了解决方案。

第一个瓶颈，是智能水平。

过去，由于人工智能能力限制，服务机器人只能像是功能手机一样，从事限定的固定工作，送餐的做不了清洁，巡检的剪不了葡萄。

而现在，伴随新型材料、高精度控制和软件算法的持续突破，人工智能在深度学习、知识图谱、场景识别、人机交互、推理认知等领域突飞猛进，服务机器人即将实现一个具有颠覆意义的升级：

就像智能手机取代功能手机一样，当前普遍应用的，功能单一的服务机器人，将逐步被能提供多功能、多模态服务体验的，具有通用智能的服务机器人所取代。

中国通信基础设施的升级，更让“云端智能机器人”的落地成为了可能。

机器人的运动需要依靠关节。过去，随着关节增加，计算量会不断放大，从而大量消耗机器人的算力和能源，导致机器人的体积、能耗和成本增加，极大地影响了服务机器人的应用和普及。

“云端智能机器人”则是中国机器人独角兽企业达闼提出的架构，它将机器人负责计算工作的“大脑”与本体分离，把“大脑”放在云端，机器人本体主要负责感知和服务。

这样，就彻底打破了传统服务机器人的“上限”：只需要一个通讯网络连接各个关节，整个系统就变成了一个可以无限扩展的体系，可以做出任何复杂的机器人。

这个设想的前提条件，是必须建立一个完整、高速的“云-网-端”体系，通过一个强大的云端大脑，一张高速可靠的神经网络，连接海量的机器人本体，整个体系协同为我们完成服务。

而5G网络的一个重大进展，就是能将网络信号的传递时延，缩短到10毫秒以内——与之对应的是，人体神经的信号传输速度，从大脑到关节和肌肉的时延一般需要180~240毫秒。

与此同时，今年国家正式启动的“东数西算”工程，也对骨干网络的数据传输提出了非常高标准的技术要求，即使数据从张北集群的阿里云数据中心，传送到位于贵安的腾讯数据中心，时延原则上也不超过20毫秒。

这意味着，通过一千公里以外的“大脑”，来支撑智能机器人为我们服务，它的反应速度依然可以比我们人体的神经反应还要快。

第二个瓶颈，是机器人的柔性服务能力。

过去，绝大多数服务机器人，都是有脚无手，有滚轮可以行动，甚至能够交互，但绝大多数都没有灵活的手臂，无法实现像真人一样为我们服务。

然而，面向未来，无论送货也好，照顾老人也好，整理家务也好，处理农活也好，越是智能化的智能机器人，越需要具有强大的“动手能力”。

这个瓶颈，正是攻克高端机器人的最后一道壁垒：要让服务机器人获得灵活的手臂，实现复杂的组合动作，必须要有智能的、小型化的、高强度的柔性关节。

这一核心部件，占到智能机器人成本的70%，也是我国机器人产业一直以来的短板，长期被国外机器人“四大家族”垄断。

而现在，国内机器人企业也已经通过自主研发，补上了这一块关键的短板。

2021年，上海闵行的马桥人工智能创新试验区内，一座占地243亩的智能机器人基地已经拔地而起。

这个基地规模量产的一个核心产品，就是达闼自主研发生产的SCA（智能柔性关节）。在同样性能下，它的体积只有传统伺服器系统的1/10，最小可以做到直径35毫米粗细，可以让机器人的体积更小，运动更加灵活。

依托SCA，达闼于2021年获批上海市战略性新兴产业项目，为该专项设立以来支持力度最大的项目。目前已有超百家生态客户正在使用达闼SCA，包括医疗机器人、康复机器人、特种机器人等。

此前，达闼已于2019年成功研发制造了拥有34个自由度的人形服务机器人Ginger，它拥有一双灵活的双手，可以进行各种动作。

“人体的骨骼，大概有350个自由度，未来，只要有一个带宽足够高的网络，足够快的延迟，给每个关节一个IP地址，我们完全可以造出一个具有同样多自由度的，双足人形的云端智能机器人，达闼就是要给每个家庭造一个家庭保姆机器人。”达闼创始人黄晓庆说。

【3】

值得注意的是，在服务机器人的发展浪潮里，中国企业将有望占据更加重要的产业地位。

在此之前，由于起步晚、缺少技术积累、产业基础薄弱，中国的工业机器人产业大量核心技术和核心零部件都不得不依赖国外企业，高端供给缺乏，直到当下，仍然需要不断追赶。

但在服务机器人领域，中国已经与国外企业来到了同一起跑线，甚至在云、网、智能等一些领域建立领先优势。

一个最具代表性的例子是，早在2015年，达闼就率先提出了“云端机器人”概念，并全面展开布局。目前，达闼在商业零售、公共卫生、通信、教育、公共安全、电力能源、农业、环卫等多个垂直行业已开始商业化并占据先发优势，成长空间巨大。

现在，达闼已经成功构建了机器人的云端大脑操作系统“海睿”，以及机器人虚拟开发平台“海元世界”——机器人的元宇宙。

海睿系统的本质，正是达闼为云端服务机器人搭建的“云-网-端”架构，它已经建立起了一个具有通用智能能力的大脑，一个安全高效的神经网络，以及已经经过成功验证的云端智能机器人体系。

海元世界是机器人理解物理世界、智能训练和虚实交互的工作和学习的环境。在云端算力的支撑下，数以百万计的数字孪生机器人在海元世界中，不断进行大规模仿真场景下的深度强化学习，逐步形成云端机器人的智能。然后通过虚实结合技术，实现机器人在真实世界工作。

与此同时，达闼的海睿操作系统还为开发者提供了机器人应用开发的集成化的应用开发套件RDK，即HARIX RDK。它提供完整的可视化开发工具，开发者通过直接拖拽的方式就可以实现低代码应用开发，这样，开发者就能完全脱离物理机器人，快速、低成本地开发各种机器人应用，大幅降低了机器人应用开发的门槛。

“甚至，不会写程序的人都可以来做机器人的应用开发。”黄晓庆说。

达闼推出海睿系统的目的，是要将云端智能机器人的架构，开放给整个行业。

过去，如果一个创业团队要开发智能机器人，需要先考虑采用什么样的芯片、传感器、关节、伺服器、雷达、影像模组，它们以怎样的方式进行组装，成为怎样的产品形态，再从无到有开发驱动程序和学习算法，再一步一步进行验证和调整优化……不但费时费力，而且成本大、风险高。

现在，依托海睿操作系统，第三方机器人公司只需接入达闼的云端大脑就可以在虚拟平台上快速完成机器人的仿真建模、应用开发和虚拟验证，完成后，再按照仿真的指标去生产真实的机器人即可。

“我们的定位，是生态的架构者。”黄晓庆说，整个智能机器人行业，是一个极其漫长复杂的产业链，其中，其他人能做的绝大多数领域，达闼都不会涉足，“比如智能柔性关节，我们当时也是先找了一圈，国内实在没有人能做出来，才不得不自己动手，为生态把这个缺环补齐。”

现在，达闼已经与众多行业伙伴以及大学院校展开合作，服务产业链超过2400家客户。“达闼将持续推动云端机器人产业生态系统建设与产业规模化发展。”黄晓庆说。

当下，一个业界普遍的认知是，未来十年，必将成为服务机器人的“黄金十年”。

如果说，疫情为服务机器人的应用打开了窗口，那么，人口老龄化的严峻挑战，劳动力的严重匮乏，作为未来中国社会的重大挑战，必将促进更多的工业机器人与服务机器人，越来越智能，越来越普及，协助我们完成更多工作。

在这个过程中，伴随信息通信、生物技术、新能源、新材料、人工智能等技术的推陈出新，机器人产业也将站上起飞的风口，迎来从功能向智能的质变，不断升级换代、跨越发展，最终在整个社会实现大规模的应用普及。

或许，在不久的将来，我们就如同比尔盖茨的预言，将迎来“家家都有机器人”的时代。

届时，云端智能机器人将会成为PC和手机之后，人类的第三台计算机。”黄晓庆说。

在工业机器人持续进击、不断刷新历史成绩的同时，服务机器人也上。国际机器人联合会统计数据显示，新冠肺炎疫情发生以来，服务机器人实现逆势增长，预计2022年同比增长20.7%。（本文首发36氪）