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人工智能[925]人工智能行業(yè)專題報(bào)告:大模型帶來機(jī)器人變革

 趙站長的博客 2024-01-22 發(fā)布于北京

AMR行業(yè)快速增長,軟件和算法是核心

機(jī)器人分類與關(guān)鍵技術(shù)

移動(dòng)機(jī)器人:可以在復(fù)雜環(huán)境下工作,具有自行組織、自主運(yùn)行、自主規(guī)劃的智能機(jī)器人,主要可以分為自主移動(dòng)機(jī)器人(AMR)、關(guān)節(jié)型機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作機(jī)器人等。

市場空間:根據(jù)GGII數(shù)據(jù),從全球維度來看,22年全球移動(dòng)機(jī)器人市場規(guī)模約292億,預(yù)計(jì)27年增長至1874億元,對應(yīng)22-27年CAGR為45.07%;從國內(nèi)維 度來看,22年中國移動(dòng)機(jī)器人市場規(guī)模約97億元,預(yù)計(jì)27年增長至462億元,對應(yīng)22-27年CAGR為36.74%,市場規(guī)模快速增長。

移動(dòng)機(jī)器人——自主移動(dòng)機(jī)器人(AMR):是一種能夠獨(dú)立理解環(huán)境并在環(huán)境中移動(dòng)的機(jī)器人。AMR 與其前身自動(dòng)導(dǎo)引車 (AGV) 不同,后者依賴于軌道或 預(yù)定義路徑,并且通常需要操作員監(jiān)督。AMR 使用一組復(fù)雜的傳感器、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算來進(jìn)行路徑規(guī)劃,以解釋和導(dǎo)航其環(huán)境,不受有線電源的 束縛,具體的工作邏輯包括:a)分析收集到的信息;b)通過 3D 相機(jī)和 LiDAR 傳感器捕獲信息;c)根據(jù)他們的環(huán)境和總體使命做出推斷;d)采取行動(dòng)以 實(shí)現(xiàn)最佳結(jié)果。

關(guān)鍵技術(shù)路徑:1)容器化的SDK工具集——包含感知、導(dǎo)航軟件堆棧;好用的開發(fā)環(huán)境,模擬工具;后續(xù)優(yōu)化升級containers;2)邊緣微服務(wù)器支撐—— 無線通信,安全設(shè)備,協(xié)作SLAM Fleet管理。

AMR技術(shù)核心——架構(gòu)

AMR本體能力:具備傳感和智能路徑規(guī)劃,運(yùn)動(dòng)控制 、安全和人機(jī)交互HMI,機(jī)器視覺和智能導(dǎo)航等能力, 賦能制造業(yè)向柔性化、智 能化發(fā)展。

云端交互任務(wù)處理:AMR本體通過網(wǎng)絡(luò)(WIFI/以太)與云端計(jì)算中心交互,在云端完成數(shù)據(jù)分析,推理,模擬等工作,需要云端AI芯 片支持(例如英偉達(dá)H100等)。

AMR架構(gòu)組成:目前主要由控制系統(tǒng)、導(dǎo)航傳感系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)模塊、安全監(jiān)測模塊、交互模塊、通訊模塊、動(dòng)力模塊(電池等)、執(zhí)行 機(jī)構(gòu)(機(jī)械裝置)組成,不同場景品類的機(jī)器人對配置要求不同。

AMR技術(shù)核心——硬件是基礎(chǔ)

TMT零部件價(jià)值量持續(xù)提升:機(jī)器人硬件主要包括TMT零部件(控制系統(tǒng)相關(guān)硬件、導(dǎo)航傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊、通訊模塊等)、電池 (動(dòng)力模塊)、機(jī)械裝置(執(zhí)行機(jī)構(gòu)等),隨著定位導(dǎo)航、機(jī)器視覺、規(guī)劃執(zhí)行等環(huán)節(jié)對芯片需求的增長,以及激光雷達(dá)等新型傳感器 的應(yīng)用,機(jī)器人中TMT零部件的價(jià)值量持續(xù)提升。

智能機(jī)器人的誕生,移動(dòng)GPU嵌入AMR本體是發(fā)展趨勢。未來,AI將走出計(jì)算機(jī),進(jìn)而影響外部世界(物理世界),機(jī)器人是AI最佳 載體之一;隨著智能機(jī)器人的發(fā)展,機(jī)器人傳感器、執(zhí)行器將同AI相結(jié)合,具備模擬(用于仿真的虛擬空間)、映射(實(shí)時(shí)地圖創(chuàng)建能 力)、自主(獨(dú)立運(yùn)行)等能力,需要強(qiáng)大的端側(cè)算力支撐,移動(dòng)GPU嵌入AMR本體是發(fā)展趨勢。

AMR技術(shù)核心——軟件、算法是核心

軟件和算法構(gòu)筑競爭力核心壁壘:在實(shí)際應(yīng)用中,移動(dòng)機(jī)器人通常以集群的方式系統(tǒng)完成特定任務(wù);未來,成百上千臺機(jī)器人規(guī)劃化集 群作業(yè)是發(fā)展的必然趨勢,即逐步從單體智能向群體智能演進(jìn),軟件和算法成為構(gòu)筑核心競爭力的壁壘,例如統(tǒng)一環(huán)境下完成作業(yè)調(diào)度、 找到全局最優(yōu)方案提升集群機(jī)器人工作總效率等。我們認(rèn)為隨著行業(yè)應(yīng)用場景的豐富和技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)品模塊化、軟件模塊化將成為 AMR發(fā)展的必然趨勢。

云邊端各有算法、軟件支撐:端側(cè)(即機(jī)器人本體)軟件、算法主要有ROS 2、地圖規(guī)劃算法、AI算法、樣點(diǎn)算法等,支撐路徑規(guī)劃、 障礙躲避、運(yùn)動(dòng)控制等功能;云側(cè)(及邊緣)軟件、算法主要有集群管理算法、訓(xùn)練、遠(yuǎn)端推理、遠(yuǎn)端SLAM、數(shù)據(jù)分析算法等,支撐 算力調(diào)度、機(jī)器人集群協(xié)作、數(shù)據(jù)分析等功能。目前,各頭部廠商擁有自己的解決方案,技術(shù)路徑隨大模型的發(fā)展,快速迭代。

提供軟件與開發(fā)工具平臺:以Intel為例,其提供相應(yīng)的開發(fā)工具和平臺,使開發(fā)者可以快速、低成本地搭建、管理AMR機(jī)器人。

當(dāng)前機(jī)器人價(jià)值鏈劃分里面沒有智能系統(tǒng)

機(jī)器人軟硬件相互制約、相互促進(jìn):機(jī)器人是典型的機(jī)電軟一體化產(chǎn)品,軟件與硬件是相互限制又相互促進(jìn)的矛盾體;邊緣算力硬件將 會制約機(jī)器人相關(guān)應(yīng)用的發(fā)展,邊緣算力硬件的突破使得機(jī)器人可以承載更強(qiáng)大的AI,同時(shí)機(jī)器人應(yīng)用的發(fā)展會倒逼邊緣算力硬件的提 升。

缺少智能系統(tǒng):當(dāng)下的機(jī)器人智能停留在視覺(vision)階段,機(jī)器人缺乏智能系統(tǒng)(即機(jī)器人的大腦);在未來,在AI對機(jī)器人賦能 的大背景下,機(jī)器人可以逐步理解物理世界,未來有可能向具身智能方向發(fā)展,智能系統(tǒng)對機(jī)器人的重要性愈發(fā)凸顯。

巨變:多模態(tài)大模型賦能機(jī)器人

巨變——從大模型到多模態(tài)

任務(wù)識別:大語言模型(LLM)賦能機(jī)器人語義理解,從傳統(tǒng)的關(guān)鍵詞語義識別,進(jìn)化到可以理解人類復(fù)雜的語音命令;同時(shí),通過預(yù) 訓(xùn)練大模型將“記憶”移植到智能機(jī)器人終端,機(jī)器人具備理解任務(wù)的能力。 任務(wù)指令生成:進(jìn)而拆分任務(wù)動(dòng)作,生成應(yīng)用層控制指令,并根據(jù)任務(wù)過程反饋修正動(dòng)作。 多模態(tài)大模型賦能機(jī)器人:主要體現(xiàn)為多模態(tài)感知和多模態(tài)交互 。多模態(tài)感知:通過多類型傳感器的配合,機(jī)器人處理多個(gè)模態(tài)接收的信息,從而實(shí)現(xiàn)對文本、圖像、視頻、音頻等模態(tài)信息的學(xué)習(xí)和理解。多模態(tài)交互:用戶可以同時(shí)使用語音、手勢、文本等與機(jī)器人交互,同單模態(tài)交互相比,多模態(tài)交互具有減輕用戶認(rèn)知負(fù)擔(dān)(交互更自然)、消除任務(wù)歧義(交互更準(zhǔn)確)、降低環(huán)境干擾(交互更加魯棒)等優(yōu)勢,使交互更加靈活和高效。

巨變——Google RT2

RT-2:視覺-語言-動(dòng)作(VLA)模型。傳統(tǒng)模型(例如VLM、LLM)應(yīng)用到機(jī)器人中,通常僅能解決機(jī)器人High-level Planning的問 題,即解釋命令并將其解析為單個(gè)短語,然后由單獨(dú)的Low-level Planning執(zhí)行,但Low-level Planning并不能從互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的豐富語 義中受益;谷歌采用VLM模型(使用PaLi-X和PaLM-E)為基座,并將機(jī)器人動(dòng)作表示為類似語言模型中使用的離散的Token,使用機(jī) 器人數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行Co-Fine-Tune,進(jìn)而得到視覺-語言-動(dòng)作(VLA)模型——RT-2。

國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展

國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)

國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè):機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上游包括核心零部件、配套零部件和軟件系統(tǒng)開發(fā),中游為機(jī)器人本體的生產(chǎn)及系統(tǒng)集成,目前主要集 中在工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域,下游主要包括工業(yè)應(yīng)用(汽車制造、家電制造、航空航天等)和服務(wù)應(yīng)用(餐飲服務(wù)、酒店服務(wù)、 醫(yī)療服務(wù)、物流服務(wù)等);近兩年一些做算法的軟件公司借助海外大模型的風(fēng),開始自研垂直小模型,并供給下游終端廠。創(chuàng)業(yè)公司情況:根據(jù)中國機(jī)器人網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2023年中國機(jī)器人行業(yè)共發(fā)生134起融資事件,其中近億/過億元級融資事件52起,2023 年融資金額總計(jì)為200億元左右;2023年融資事件主要發(fā)生在工業(yè)機(jī)器人相關(guān)(37起左右)、醫(yī)療機(jī)器人(29起左右)、服務(wù)機(jī)器人 (24起左右)、人形機(jī)器人(12起左右)等領(lǐng)域。 上市公司情況:目前上市公司以提供終端硬件為主,并逐步優(yōu)化機(jī)器人軟件(模型、算法等),提升機(jī)器人性能表現(xiàn)。

工業(yè)機(jī)器人——海康機(jī)器人

??禉C(jī)器人是面向全球的機(jī)器視覺和移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案提供商。公司依托潛伏、移/重載、叉取和料箱四大硬件產(chǎn)品線和機(jī)器 人調(diào)度系統(tǒng)RCS、智能倉儲系統(tǒng)iWMS兩大軟件平臺,重點(diǎn)覆蓋汽車、新能源、3C電子、醫(yī)藥醫(yī)療、電商零售等細(xì)分領(lǐng)域客戶,提供專 業(yè)的智能物流解決方案。 ??禉C(jī)器人定位機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的中上游。公司以移動(dòng)機(jī)器人的整機(jī)制造及機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)和智能倉儲系統(tǒng)的研發(fā)為主,同時(shí)對大部分上 游核心零部件進(jìn)行自研,包括機(jī)器人主控制器、視覺傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電源管理模塊等。

工業(yè)機(jī)器人——九聯(lián)科技

募投機(jī)器人研究院:2023年7月,公司發(fā)布《廣東九聯(lián)科技股份有限公司以簡易程序向特定對象發(fā)行股票的預(yù)案》,募集資金投資特種 機(jī)器人研究院;基于公司已有的嵌入式多媒體播放(解碼)技術(shù)、WIFI 無線局域網(wǎng)技術(shù)、基于視覺定位的三軸機(jī)械運(yùn)動(dòng)技術(shù)、產(chǎn)品功 能自動(dòng)化測試技術(shù)等核心智能制造技術(shù),對特種機(jī)器人所需的軟硬件技術(shù)進(jìn)行集成開發(fā),對特種機(jī)器人模塊加入新算法,對傳感器等核 心部件進(jìn)行技術(shù)升級和定制化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)特種機(jī)器人在特定環(huán)境、 特定任務(wù)中實(shí)現(xiàn)更多的功能,抓取更多、更精確的數(shù)據(jù)。

同華誼信息合作化工領(lǐng)域機(jī)器人:23年4月,公司同華誼信息簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,推動(dòng)雙方在化工領(lǐng)域基于算力、框架、模型、應(yīng)用等 多個(gè)維度的聯(lián)合研發(fā)、聯(lián)合交付、聯(lián)合推廣的全面深入合作,加速賦能化工行業(yè)數(shù)字化發(fā)展;雙方將在防爆機(jī)器人的研發(fā)及生產(chǎn)、銷售 進(jìn)行深度合作。

工業(yè)機(jī)器人——北路智控

井下無人運(yùn)輸機(jī)器人:北路智控在23年10月“第二十屆中國國際煤炭采礦技術(shù)交流及設(shè)備展覽會”首次展示了井下無人運(yùn)輸機(jī)器人— —穿山甲。該款運(yùn)輸機(jī)器人深度融合5G、數(shù)字建模、無線通信、UWB精確定位、機(jī)器視覺、慣性導(dǎo)航等技術(shù),采用全時(shí)四驅(qū)、雙向行 駛的獨(dú)特設(shè)計(jì)和智能操作系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對無衛(wèi)星導(dǎo)航、空間狹小、防爆要求高、工況復(fù)雜條件下的井下環(huán)境360°全方位感知與障礙物識 別,達(dá)到井下無人化物料運(yùn)輸?shù)臒o人駕駛、路徑規(guī)劃與車路協(xié)同。同時(shí),為滿足礦方多樣化需求,穿山甲可自由切換遙控駕駛、遠(yuǎn)程駕 駛、自動(dòng)駕駛等模式,按照預(yù)設(shè)的駕駛模式及路線規(guī)劃,安全高效完成運(yùn)輸任務(wù)。

服務(wù)機(jī)器人——螢石網(wǎng)絡(luò)

螢石發(fā)布機(jī)器人新品,積極投入具身智能。公司近期發(fā)布兩款采用具身智能理念研發(fā)的清潔服務(wù)機(jī)器人新品:AI掃拖寶 RS20 Pro,云 視覺商用清潔機(jī)器人BS1。AI掃拖寶主要是面向C端家庭場景,具備AI智能融合避障+主動(dòng)切毛滾刷等功能,能夠智能識別超過65種障 礙物,能夠智能識別超過65種障礙物。云視覺商用清潔機(jī)器人,搭載了螢石自研的“多目視覺計(jì)算系統(tǒng)ezMultiVCS++”,可感知到 場景中更多的數(shù)據(jù)。

我是一位75歲以上的老人!本站主要是些學(xué)習(xí)體驗(yàn)與分享(其中會引用一些作品的原話并結(jié)合我的一生體會與經(jīng)驗(yàn)加工整理而成!在此一并感謝!如有不妥之處敬請與我聯(lián)系,我會妥善處理,謝謝!)我寫的主要是中老年人各方面應(yīng)注意的事兒!退休后我希望通過這個(gè)平臺廣交朋友,互助交流,共筑美好生活!?。。。?! 更多文章請參看http://www.趙站長的博客。期待大家的光臨與指教哦^0^!歡迎大家轉(zhuǎn)發(fā)! 

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