記得機器人總動員開場的那個場景嗎?孤獨的小瓦力在廢墟中日復一日地整理*,直到遇見了伊娃,才讓自己的機械生命有了情感的波瀾。這個充滿詩意的機器人故事,曾讓無數(shù)觀眾為之動容。
機器人總動員-瓦力
而今天,當我們漫步在城市街頭,在餐廳看到機器人服務員通過計算機視覺精準識別餐品并規(guī)劃最優(yōu)配送路徑,在醫(yī)院遇見搭載多模態(tài)AI系統(tǒng)的智能機器人為患者導診分診,在工廠里目睹機械臂通過強化學習不斷優(yōu)化自己的操作流程……這些畫面早已不再是科幻電影中的想象。
圖片源自于網絡
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2024年,人工智能的浪潮裹挾著機器人技術,正在重新定義人類與機器的關系。OpenAI-o1的推出讓機器人獲得了近乎人類的語言理解能力,Claude等大模型的多輪對話能力讓機器人的交互更加自然流暢;計算機視覺領域的Transformer架構革新,讓機器人能夠像人類一樣精準理解復雜的視覺場景;多模態(tài)預訓練模型的突破,則讓機器人能夠同時處理視覺、語言、聲音等**度信息,實現(xiàn)真正的場景理解與決策。
特斯拉-Optimus Gen-2
當AI與機器人這兩大前沿科技領域深度融合,我們仿佛看到了未來世界的縮影:機器人不再是簡單的程序執(zhí)行者,而是開始擁有了理解、思考與決策的能力。它們,正在逐漸獲得屬于自己的"靈魂"。
在這場機器人技術的革新浪潮中,英國Engineered Arts公司開發(fā)的Ameca展現(xiàn)了AI驅動的情感交互新高度。這款機器人搭載了基于Transformer架構的多模態(tài)融合系統(tǒng),能夠實時分析人類的面部微表情、語音語調和體態(tài)動作,并通過深度強化學習,生成最適合當前場景的情感響應。
同時,Ameca還整合了類似GPT的大語言模型,能夠理解上下文語境,進行連貫的多輪對話,甚至能夠理解和使用委婉語及隱喻等復雜的語言表達方式。
在藝術領域,Alter 3展示了AI在創(chuàng)造力方面的重大突破。這位"機器人指揮家"的核心是一個創(chuàng)新的音樂理解AI系統(tǒng),它不僅能分析樂譜的結構和情感,還能實時處理整個樂團的演奏數(shù)據(jù),據(jù)此調整指揮動作的力度與節(jié)奏。
不僅如此,它還具備即興創(chuàng)作能力,能根據(jù)現(xiàn)場氣氛動態(tài)調整演奏詮釋,這得益于其搭載的生成式AI模型,該模型通過學習數(shù)千場古典音樂會的演出數(shù)據(jù),掌握了音樂表達的精髓。
特斯拉的Optimus Gen 2則代表了AI在工業(yè)機器人領域的最高水平。它采用了特斯拉自研的神經網絡處理器Dojo 2.0,這款專為機器人設計的AI芯片具備驚人的算力,能夠實時處理從機器人各個傳感器收集的海量數(shù)據(jù)。
Optimus搭載的自監(jiān)督學習系統(tǒng)允許它通過觀察人類動作自主學習新技能,而其決策系統(tǒng)則融合了大語言模型與強化學習,能夠理解復雜的口頭指令并將其轉化為精確的動作序列。特斯拉還創(chuàng)新性地采用了"數(shù)字雙生"技術,讓Optimus可以在虛擬環(huán)境中預演動作,大大提高了學習效率和安全性。
來自德國卡爾斯魯厄理工學院的ARMAR-6的突出之處在于其采用的認知計算架構。這套系統(tǒng)融合了視覺、觸覺和力反饋等多源信息,通過圖神經網絡構建場景的知識圖譜,實現(xiàn)對工作環(huán)境的深度理解。其專有的任務規(guī)劃AI能夠分解復雜指令,自主規(guī)劃執(zhí)行路徑,甚至能夠預測可能的失誤并提前調整策略。更重要的是,ARMAR-6具備終身學習能力,可以不斷積累經驗并優(yōu)化自己的行為模式。
波士頓動力公司的Atlas則展示了AI在運動控制領域的成就。它采用的深度強化學習系統(tǒng)通過數(shù)百萬次虛擬訓練,掌握了極其復雜的運動技能。其動態(tài)平衡系統(tǒng)融合了計算機視覺和慣性測量單元的數(shù)據(jù),通過實時優(yōu)化算法在毫秒級別內作出姿態(tài)調整。特別值得一提的是,Atlas還具備環(huán)境適應性學習能力,能夠根據(jù)不同地形特征自動調整運動策略。
在國內,AI+機器人領域正處于快速發(fā)展階段,高度重視并制定了相關發(fā)展指導意見。2023年11月工信部發(fā)布人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見,同時成立了首家具身智能機器人創(chuàng)新中心。目前已有超過71.67萬家機器人相關企業(yè),形成了以京津冀、長三角、珠三角為主的產業(yè)集群。
在2024世界機器人大會上,27款人形機器人集中亮相,展示了包括"天工""星塵""優(yōu)必選Walker"等代表性產品。
"天工1.2 MAX"是北京具身智能機器人創(chuàng)新中心研發(fā)的代表性產品,身高173cm,重量60kg,具備自主行走、雙手抱物等功能。其特色在于采用狀態(tài)記憶的預測型強化模仿學習方法,能夠適應草地、沙地、丘陵等復雜環(huán)境,并能模仿人類動作,實現(xiàn)跳舞、鞠躬等行為。
優(yōu)必選科技的Walker S系列已進入多家汽車企業(yè),如東風柳汽、吉利汽車等,主要用于汽車輪胎檢測和智能搬運任務,具備3D語義地圖構建和精準導航避障能力。
星塵智能的Astribot S1展示了揚琴、書法、詠春拳、糖畫等技藝復刻能力,采用面向AI的軟硬件一體化系統(tǒng)架構,預計2024年實現(xiàn)商業(yè)化。
但是,行業(yè)仍面臨核心技術、量產和商業(yè)化等挑戰(zhàn),企業(yè)規(guī)模普遍較小且存在重復競爭問題。雖然投資熱情高漲,2024年1-7月已有78起投融資案例,總額達53.62億元,但在原創(chuàng)技術特別是"從0到1"的突破方面仍需加強。工信部表示將繼續(xù)推動基礎研究和核心技術攻關,完善"機器人+"應用體系,促進產業(yè)高質量發(fā)展。
站在2024年的時間節(jié)點回望,我們正見證著AI與機器人的完美結合:大語言模型賦予了機器人近乎人類的認知能力,多模態(tài)AI讓機器人獲得了全方位的感知能力,強化學習則讓機器人掌握了復雜的動作技能。在這場技術革命中,一個由AI驅動、具備真正智能的機器人新紀元正在到來。這不僅是技術的進步,更是人類文明的新篇章。
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