来源：科技智谷
编辑：Light
"
仿人机器人的巨大市场蓝海能否兑现，核心还要看产品量产和成本控制。
近期，沉寂已久的仿人机器人市场终于迎来了它的“春晚”——特斯拉AI日。
根据外媒报道，在9月30日（北京时间10月1日）的"AI Day"（人工智能日）上，特斯拉将展示其人形机器人 Optimus 的原型机（在去年8月的特斯拉“人工智能日”上，该公司首次发布了人形机器人“Tesla Bot”，现在该机器人被称为“特斯拉擎天柱”）。
据马斯克介绍，擎天柱最快行走速度约为每小时8公里，比人类正常行走速度稍快，它能够提起约20公斤的物品，而且其双手的功能达到了“人类水平”。马斯克表示，若未来两年内“擎天柱”能够量产，在规模效应下，其成本比汽车还要低，售价或许为2.5万美元（约合人民币18万元）。
但切不要过度神话特斯拉与马斯克，特斯拉擎天柱大概率是点不燃仿人机器人的市场热情的。Meta首席人工智能科学家Yann LeCun就公开表示，机器人在未来有机会达到接近人类智慧的能力，但目前多数的人工智能项目，仍无法达到实现人类智慧的水准。而即便仿人机器人已攻克技术难题，横在其面前的还有量产与成本控制两座大山，特斯拉AI日点不燃仿人机器人的市场热情。
01
仿人机器人的一揽子技术难题
仿人机器人（Humanoid Robot），又称拟人机器人，具有类人的感知、决策、行为和交互能力。其有类人的外形外观、感觉系统、智能思维方式，控制系统和决策能力，最终表现“行为类人”。仿人机器人涉及工程学和控制科学，汇集电子、机械、自动化控制及计算机等领域的研究成果，不是简单买来零部件组装就可实现仿人功能，正因如此，仿人机器人才会面临一揽子技术难题。
其面临的第一个技术难题是个“灵魂问题”。既然是仿人机器人，其诞生的目的必定是需要从事原本需要人去做的工作，这就需要仿人机器人具备一定的“智能”。但正如Meta首席人工智能科学家Yann LeCun所言，当今大多数人工智能方法都不能带来真正的智能，无论是波士顿动力公司的跑酷机器人，还是特斯拉之前展示的“Tesla Bot”，都不具备较强的智能，只能执行一些固定的任务，与电影中人类的“好搭档”形象相差甚远。
其面临的第二个问题是机械结构与组件的问题。人形机器人需要解决的问题走得稳，走得快，适应不同类型的地面，适应不同类型的复杂环境，所以其机械结构是非常复杂的。其中仿生机构的设计、平衡控制与抗扰动、关节驱动的设计都决定机器人的性能与运动模式，而感知传感器则决定着机器人的环境适应能力与交互能力。一般一个普通成年人一般具有206块骨骼和近230个关节，构成由630肌肉控制的244个自由度，仿人机器人是一种具有高自由度、强非线性的动力学系统，其要模仿人类的动力行为也需要复杂的机械结构与关节组件。
其面临的第三个问题则是动力能源问题。波士顿动力机器人Atlas的最大功率5kW，机器人整体质量80kg。以搭载的48V锂离子电池组重5-10kg，质量能量密度200-250Wh/kg，体积能量密度500Wh/L估算，该电池组的放电倍率2C-5C，体积2-5L，质量功率密0.5-1kW/kg，体积功率密度1-2.5kW/L，而要支持机器人较长时间的工作，单机器人带电量需要达到3-6kWh，现目前还差得远呢！
02
成本是另一座大山
以Tesla bot为例，我们看看其身上用了多少金疙瘩。
首先，Tesla bot这等仿人机器人电机数量远高于工业机器人，据悉Tesla bot身上的电机达到了40个。同时仿人机器人的体积和重量需尽可能轻便，对电机性能提出高要求，目前来看，进口电机价格通常为5000~6000元，甚至上万元，国产电机价格也在2000元以上，如需定制成本将会进一步提升，光电机这一部分，其但台机器人的成本也在8万元（以2000元一个电机计算）以上。
然后就是谐波减速器与驱动器。在仿人机器人身上，其谐波减速器与驱动器的数量也是远远高于工业机器人的，工业机器人每台在上肢力矩、精度要求不高的关节里使用3-6个谐波减速器，而仿人机器人每台数量约15-25个，而谐波减速器的单价大概在800-1600元之间，算下来每台仿人机器人光谐波减速器成本就在1.2万-4万之间，除此之外还有大量的驱动器、结构件、连接线束，成本一下子就上去了。
以上还是机械结构上的成本，除了机械机构外还有内部的各种传感器与系统算法成本。仿人机器人的内部传感器包括位置、角速度传感器、电机扭矩传感器等，外部传感器包括视觉传感器、听觉传感器等；而内部还有语音控制交互系统、控制算法等等，以上这些算下来又是一笔不低的成本支出。
所以我们看到目前市面上的仿人机器人的起售价均在50万人民币起步，小米创始人雷军在今年发布人形仿生机器人CyberOne时也表示，每台仿生机器人背后有无数的软件、硬件、算法的开发工作，投入巨大，目前人形机器人的成本每台大概六、七十万元，尚无法实现量产，由此可见成本控制是横在包括特斯拉在内，所有人形机器人走向量产前的最后一座大山。
未来智能实验室的主要工作包括：建立AI智能系统智商评测体系，开展世界人工智能智商评测；开展互联网（城市）大脑研究计划，构建互联网（城市）大脑技术和企业图谱，为提升企业，行业与城市的智能水平服务。每日推荐范围未来科技发展趋势的学习型文章。目前线上平台已收藏上千篇精华前沿科技文章和报告。
如果您对实验室的研究感兴趣，欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”
