90,000人形机器人,和特斯拉的“擎天柱”究竟有什么不同?

04-30 09:00

“这个机器人需要99万?那里的摊位不是只卖9.9万吗?”面对市场上不同价格的人形机器人,很多消费者和企业都很困惑。


它们都是人形机器人,除了外观,究竟有什么不同?


回想智能手机刚出现的时候,大家都被一堆眼花缭乱的参数搞得头晕目眩。在复杂高精度硬件诞生的早期阶段,尤其是今年,人形机器人已经开始为人们所知。每个人对产品的差异和定位也要经历一个从茫然到清晰的过程。


然而,在早期阶段,各种产品的能力边界和价值定位存在明显差异。通常一个产品只能解决一个场景的单点问题。目前,根据市场上现有的人形机器人情况和商品,大致可以分为三类:工业级、科研级和演出级,在技术设备、功能特点和应用领域存在显著差异。这种差异不是厂商故意做的,而是技术和需求碰撞的自然结果。


工业人形机器人需要独立完成一系列工作,如准确运输材料、分拣材料、质量检验等。在施工现场复杂的生产线任务中,注重机器人的智能移动操作和协同操作能力;科研型号要满足科研教育行业广阔的研究需求,强调软硬件的可开发性,在保证性价比的同时,也可以通过开源开放,提供丰富的场景数据,为科研人员提供便利;主要推广展示表演效果的表演级机器人,重在贴近百姓。首先,它配备了控制器,不需要开发能力。普通人很容易上手。其次,通过减少设备,硬件和AI能力可以简化,价格也要贴近百姓。


当然,随着AI技术的快速发展和硬件成本的逐渐降低,人形机器人有望从目前的分化逐渐走向全场景的通用时代。就像智能手机最终统一了相机和MP3一样。、GPS导航仪具有相同的功能,未来的人形机器人可能不仅可以在工厂工作,还可以在家提供服务。


然而,澄清当前的人形机器人市场仍然具有现实意义,产品形式的差异实际上是技术复杂性和情景适应性的根本问题。硅星人整理了市场上主流的人形机器人(不包括厂家没有发布的实验室版本),并为大家提供了《人形机器人采购指南》。


1 如何选择一张图片的速度


话不多说,下面整理了市场上代表性产品的关键参数,直观地展示了三大类其它核心差异:



价格区间的差异是最直观的。目前,工业产品还没有公布具体的人形机器人价格。由于B端提供的是整体解决方案,而不是单机,市场上可以用于工业场景的几种代表性人形机器人的硬件成本基本在50万左右;科研产品价格适中,在30-65万左右,行业竞争激烈。现在,今年3月,优秀的必修选手和北京人形机器人创新中心联合发布的天工行者,将价格降至29.9万起;而汇演级产品则亲民多了,一般不到10万元。


就物理规格而言,工业级人形机器人一般采用接近成人高度的设计(1.67-1.8米),体重在50-75KG之间,接近真人大小。这一设计使他们能更好地适应人类设计的工作环境,并能实现拟人相关的工作。研究人形机器人还强调全尺寸(超过1.6米),可进行更广泛的研究课题。而且汇演级产品明显“缩水”,身高只有1.3-1.38米,体重也轻了许多,使其更容易运输和展示。



价格差异的背后,涉及到人形机器人的硬件、软件和硬件的系统设备。人形机器人产品的核心模块有三个:首先是自己(包括各种感知系统)、其次是小脑(运动控制,包括骨骼和肌肉)、三是大脑,也是大脑的重要组成部分。


工业级人形机器人配备了多样化、大量的高精度感知设备,确保在复杂的环境中精确操作。比如Walker优必选 S1配备了许多RGBD相机和鱼眼相机等传感器。在头部前后、两侧和腰部,可以全方位感知环境。特斯拉擎天柱第二代配备三个摄像头和mm波雷达;科研级产品具有基础感知设备,但更注重可扩展性,使大学和研究机构能够根据需要进行配置。比如天工行者基础版标配高精度IMU,但主体可以自由扩展,可以安装深度相机、激光雷达。NVIDIA 核心部件,如Orin计力板、六维力传感器、七自由度合作臂、五指灵巧手等。,并提供开放接口,方便研究人员扩展;汇演级产品感知系统大大简化,功能有限。虽然宇树G1还配备了3D激光雷达和深度相机,但数量相对有限。


就运动控制而言,工业级采用高精度关节驱动与灵巧手相结合,支持精细操作。自由(即关节活动能力)的差异代表了精细化工作的程度。工业机器人一般有39-52个自由度,远高于20个科研机构和23个汇演机构。比如Walker S1拥有40个自由度,自研第三代灵巧手拥有6个自由度,最大扭矩250牛·米,可稳定运输15KG物品;Figure 02最大扭矩为360牛·米,灵巧手有16个自由度(6个主动自由度),保证精细操作技巧。



科研级强调动态响应和开放式设备。比如宇树H1有20个左右的自由度,但最大扭矩高达360牛·米,行走速度可达3.3米/秒,适合研究动态运动控制。天工行者可以以12公里/小时的速度平稳奔跑,完全打开底层电机接口、传感器接口和运动控制接口,配合成熟的R&D指南和示例代码,可以满足科研用户在自身控制、高精度运动控制等领域的二次开发需求。


汇演级别只配置宇树G1和众擎PM01都是23个自由度,但最大扭矩只有90-145牛·米,负载能力有限(宇树G1只有2KG),续航时间也比较短(约2小时),因此基本的电机系统可以满足站立行走和简单动作。


有趣的是,在行走速度和最大扭矩方面,科研机器人领先,可以达到2.78-3.3米/秒,这可能是由于科研机构对动态性能的特殊要求,如爬山、跑步、跳跃、翻跟头等极限运动场景的训练机器人。然而,在工业环境下,没有必要在搬运和质量检查等场景下进行如此大的锻炼,甚至需要刻意预防,这也是场景定义产品的表现。


与智能手机和智能汽车不同,这两种商品可能更重要的是硬件配置,智能化程度是加分项。对于人形机器人来说,硬件配置很重要,因为它们被称为人工智能的最佳媒介,但智能化程度是决定人形机器人价值的最重要因素。


工业级场景下,AI系统致力于特定的工业场景。比如优必选引进了群体智能技术,针对工业场景生产线级任务,提出了人形机器人脑网络软件架构,在人群层面形成超级大脑和智能小脑。超级大脑基于多模式推理模型。支持拆解、调度和协作多个人形机器人之间的复杂任务;Figure 02视觉-语言-动作由自研通用人形机器人控制。(VLA)模型Helix,使人形机器人的推理能力更加类人,机器人与机器人之间还可以通力合作,有序地分拣快递;基于FSD(全自动驾驶)控制系统的第二代特斯拉擎天柱,通过训练有素的端到端神经网络的加持,可以准确地分装电池,放错了还会自行纠正,几乎不需要人类干涉。


科研级更重开放式软件架构,支持研发。举例来说,天工行者配备「慧思开物」面向大学、科研机构和开发者的平台开放;科研机器人一般提供底层接口和开发平台,支持研究团队自主研发算法。


而且对汇演级来说,一个人形外壳,加上预设的交互程序,在固定环境中展示,环境适应能力和智能交互能力都是有限的。


简单总结一下:工业产品在所有三个系统中追求最高性能,以满足复杂工业环境的严格要求,因为它们需要在复杂的生产线任务场景中应用。在基础软硬件能力方面,科研产品更注重开放性和可扩展性,方便科研人员进行创新实验;演出级产品通过简化设备控制成本,满足基础展示需求。


当然,这种分类可能会随着技术的进步和行业的发展而逐渐模糊,但目前这种梯度化的产品结构是早期人形机器人行业发展的典型特征,也为不同需求的用户提供了明确的选择和指导。


2 工业机器人,为什么“身价不菲”?


许多人会本能地产生疑问:为什么硬件配置比普通汇演级机器人贵10倍以上?


核心答案是:工业人形机器人不仅仅是一个硬件配置,更是一个经过深度训练和情景适应的整体解决方案。虽然我们在前端看到人形机器人,但最终交付的产品完全不同。


在实际应用中,工业人形机器人需要与工厂的数字系统深度集成,包括材料管理系统、质量检验系统等。,并且可以与AGV进行。、设施协调工作,如自动化流水线,已成为智能工厂的有机组成部分。该系统集成能力也是产品价值的重要组成部分。


从POC(概念验证)和实践阶段开始,工业级人形机器人要进入工厂,并非始于工厂的正式布局。这个过程远比想象的复杂。从2022年开始,特斯拉发布了第一代擎天柱,并进入工厂进行培训,第三代商品将于今年发布。Walker是国内优选Walker S系列的例子也很典型。自2023年底推出以来,已经进入多家汽车厂进行实践,目前已经迭代了3个版本,实践仍在继续。这一实践周期通常需要1-2年的时间,包括大量的数据采集、算法训练、情景适应和硬件优化。


在这个过程中,公司会根据不同的任务,与每个客户进行深入的沟通,确定实际需求,提供完整的解决方案。比如在汽车厂,人形机器人需要了解生产线的布局、工作流程、安全规定和具体操作规范,这些都不是简单的编程就能解决的问题。



为什么POC和实践流程这么长?工业人形机器人需要在复杂多变的工业环境中独立工作,这就要求机器人具有很强的智能能力。根据工厂的不同情况,制造商也在实践过程中打磨产品。就运输这一简单场景而言,基本上人形机器人只需处理最后10米的距离,但是这个环节还是很复杂的。比如很多材料会放在货架的底部,需要人形机器人蹲下才能放进去。最高层可能超过1.8米,人形机器人需要伸展手臂来运输重物。为了解决这些难题,需要通过实践收集真实数据,不断调整人形机器人的相关算法,才能满足这一场景的需要。


特别是在工业场景中,不仅可以行走和搬运,还可以完成分拣、质量检验和零件安装等详细的操作任务。这就要求人形机器人具备灵巧的操作技能,尤其是手部的精细控制。


从硬件层面来看,工业级人形机器人的灵巧手设计非常复杂。一般在科研场景中,除非实验室“选择”,否则基本设备不会佩戴灵巧的手,但这会增加一部分价格。精细化操作不仅需要硬件支持,还需要攻破手眼协调等复杂算法。人形机器人需要通过视觉系统准确识别物体,计算抓取点和力度,协调手臂和手指的运动,完成抓取和放置。开发这些算法需要大量的实验和优化,从而进一步提高研发成本。



与此同时,在任何2B场景中,安全性和可靠性都比其它场景要求更高。机器人在生产线上的任何故障或中断都可能导致整个生产线的暂停,造成巨大的损失。为满足这一要求,工业级人形机器人需要更长的续航时间和更高的耐久性。第二代特斯拉擎天柱的续航时间可以达到6小时,Figure 02可以达到5小时,Walker是最佳选择。 S1可以达到4小时,都比汇演级产品高2小时左右。同时,特斯拉还展示了擎天柱的自主充电能力,最新一代Walker优必选。 S2还支持自动换电,这一功能都是为了保证连续运行。


最后,工业人形机器人必须能够实现大规模生产交付,这意味着需要建立完整的供应链、生产线和质量控制系统。特别是当许多人形机器人需要协调工作时,标准化和一致性变得尤为重要。


现在,Walker是优必选的。 S系列工业机器人已在比亚迪、吉利、奥迪一汽、东风柳汽等汽车工厂实践,主要承担运输、分拣、质量检验等工作。特斯拉一直在美国汽车工厂训练擎天柱。Figure还在宝马工厂实践,展示了产品的实际应用价值。这些经典案例的背后是长期的R&D投资和产业化探索。



工业产品不是简单的标准化硬件,而是经过工厂实践、系统集成、不断优化的整体解决方案,其价值远远超过硬件本身的成本。随着技术的进步和应用的深入,人形机器人市场在一定阶段的分层现象可能会更加明显,但核心差异仍将围绕五个要求进行:场景理解、自主性、灵活性、安全性和可靠性以及大规模生产交付。它也是未来评价人形机器人产品价值的重要依据框架。


业内人士预测,随着供应链的完善,未来工业人形机器人的价格会逐渐下降。业内普遍认为会降到2-3万美元,未来会有高端、中档、低档的价格分层,就像新能源汽车一样。


3 科学研究要开放,汇演机器人要流量


与工业级机器人复杂的需求相比,科研级和汇演级的客户需求相对简单。科研级机器人不是为了解决具体问题而设计的,而是为科研人员提供一个可深度定制的开发平台,其核心价值在于开放性和可扩展性。



这类机器人通常提供完整的底层硬件和软件接口,允许研究团队根据自己的需要进行深度开发。例如,天工行者机器人「慧思开物」平台为大学和研究机构提供了大量的开发工具和算法训练环境。研究人员可以在不受封闭系统限制的情况下,直接访问机器人底层控制系统,修改运动控制算法,或者开发全新的人机交互模式。


模块化是研究型人形机器人的另一个主要特征。研究小组可根据研究内容定制配置,如添加特殊传感器,更换不同类型的末端执行器,甚至调整关节结构。同济大学购买了一批高配置的科研机器人,平均每台机器人价格在70万元左右。这些机器人在标准设备的基础上,增加了高精度扭矩传感器和更高自由度的灵巧手,以支持学校在人机物理交互领域的前沿研究。



研究级人形机器人也可以根据不同的研究内容提供多样化的设备。运动控制团队的研究可能需要高扭矩关节和精确的平衡控制系统;关注人机交互的实验室可能更关注面部情绪系统和语音识别能力;专注于计算机视觉的团队可能需要高分辨率的相机阵型和强大的边缘计算单元。研究型人形机器人可以根据这些不同的需要提供定制的方案,为各种研究提供合适的工具。


但是,科研级人形机器人的价值不能简单地用当前的产出来衡量,而应从加速技术创新的长期收益来评价。世界各大高校和研究机构采购这类机器人,正是因为他们在推动人工智能、机器人学、人机交互等前沿领域的突破潜力。英国帝国理工学院、新加坡南洋理工大学、中国清华大学、北京大学等顶尖大学都在使用类似的平台进行前沿研究,这将为下一代更智能的人形机器人铺平道路。


不同于价值观清晰的科研产品,汇演级人形机器人售价8.8-9.9万元,如众擎PM01、宇树G1等。,在市场定位上更加模糊。它们既不能像工业产品那样解决实际的生产问题,也不能像科研产品那样支持深度开发。它们更像是一种“科技玩具”,其商业模式侧重于营销价值,而不是提高生产力。


表演级人类机器人的功能主要局限于简单的互动和预设表演。他们通常可以执行一些基本的动作,比如行走、挥手、简单的对话等。,但这些动作大多是预编程的固定模式,对环境变化缺乏实时适应性。虽然有些产品有AI功能,但在实际使用中,它们的智能水平与真正的人工智能相差甚远,更像是按照预设剧本运行的自动化系统。



汇演级人形机器人的商业价值主要体现在其“流量效应”上。如今,短片和社交媒体流行起来,这些外形华丽的机器人能迅速吸引眼球,给企业带来曝光和关注。购物中心开业,科技展览,公司年会等场合,一个会走路会说话的人形机器人无疑是吸引人气的利器。正因为如此,他们的主要客户大多是营销公司、展览场馆、商业场所等需要吸引眼球的场景。


然而,这种基于好奇心和炫耀价值的商业模式有明显的缺点:当新鲜感过去时,用户在购买后往往会面临“能做什么”的实用性质疑。这也导致了表演级人形机器人在短时间内经常引起广泛关注,但它的受欢迎程度就像昙花一现。


4 重新审视价格和价值。


随着市场的逐渐成熟,人们会更理性地看待不同用途的人形机器人背后的真正价值:有些可以代替人类完成实际工作或促进技术进步,有些只是作为一种新颖的技术展示。工业、科研、表演三类人形机器人价格不同,但无疑是其真实市场价值的体现。


未来,随着技术的进步和成本的降低,我们可能会看到更加多样化的人形机器人产品线,但价值分层的基本格局不会改变。能够真正创造长期价值的,永远是能够解决实际问题或促进技术进步的商品,而不是仅仅依靠外观和噱头来吸引眼球的“玩具”。识别这种价值差异将是投资者和企业做出明智决策的关键。


本文来自微信公众号“硅星人Pro”,作者:Yoky,36氪经授权发布。


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