腿式机器人前景光明但出路何在?

人工智能 2024-12-11 16:43www.robotxin.com人工智能专业

随着人工智能技术的飞速发展,机器人、无人机等AI产品已逐渐融入我们的日常生活,它们不仅在娱乐领域大放异彩,更从效率等多个维度为人类带来了便利。

人们对机器人的向往,源于众多科幻影视剧的感染。去年,谷歌AlphaGo战胜围棋高手李世石,在人工智能领域掀起了一股热潮。紧接着,《西部世界》这部影视作品更是让人们看到了机器人的“终极进化”状态。人们关注的不仅仅是机器人的“意识觉醒”,还有其逼真的肢体动作。

在《西部世界》中,虽然未具体解释机器人的肢体是如何动作的,但现实生活中,腿(足)式机器人已成为众多研究团队的焦点。一些公司甚至已成功将其商业化。关于腿(足)式机器人的市场是否真的已经打开,仍存在疑问。

相较于其他类型的机器人,腿(足)式机器人在市场上显得更为“小众”。其研究历史却可追溯到远古时期。据悉,达芬奇在1495年的手稿中便设计了一个仿人型机器人。随着技术的不断进步,越来越多的机构投身于腿足机器人的研究,且不断有重大研究成果问世。

腿(足)式机器人主要分为单足、双足和多足三种形态。目前,双足机器人的研究最为广泛。这是因为其研究门槛相对较低,轮式和履带式机器人已成为当前市场的常态,推动了机器人市场的快速发展。相对于这些,腿(足)式机器人的研发因技术难度较高,其研究进程一直稳步前进。

尽管面临技术挑战,但腿(足)式机器人在灵活性、适应性和动态稳定性方面具有显著优势,使其在未来具有广泛的应用前景。随着技术的不断进步和市场的逐步成熟,腿(足)式机器人或将迎来其发展的黄金时期。在这片领域,波士顿动力和日本本田无疑是权威的领军者。波士顿动力在多足机器人领域深耕多年,其平衡算法方面的突破令人瞩目。每次推出新品,如Altas,都能掀起业界的热烈讨论。而本田更是推出了首款真正意义上的商用腿式机器人——ASIMO(阿西莫),这款机器人在公司内多个场景为人类提供服务,展示了腿式机器人的巨大潜力。

尽管目前实现商业化的腿式机器人仍属罕见,但也有一些国际知名品牌在国际市场上崭露头角,如法国的Aldebaran Robotics公司的Nao以及中国的优必选公司的Alpha等小型腿式机器人。根据工研院IEK的最新研究报告预测,到2021年,全球智能机器人的市场规模预计将增长至336亿美元。尽管当前轮式、履带式机器人以及固定型机器人在市场上占据主导地位,但腿式机器人的发展前景依然值得期待。毕竟,随着技术的不断进步和市场的日益成熟,腿式机器人在商业化市场的产品数量虽然有限,但其市场份额却在稳步增长。未来,我们期待更多的企业加入到这一领域的竞争中,推动腿式机器人技术的进一步发展和普及。三大难题阻碍腿(足)式机器人的商业化进程

当前市场上,轮式机器人风头正劲,尽管腿(足)式机器人也试图占据一席之地,但它们的市场份额似乎并不理想。背后的原因究竟何在?

首要因素,令人望而却步的高昂成本:

相较于轮式机器人,腿(足)式机器人在关节灵活性等方面有着更高要求,这导致硬件成本相对较高。再加上复杂的算法等其他因素,最终形成了高昂的价格标签。以Nao机器人为例,其硬件成本就高达12000欧元(约合人民币87874.8元),这使得它难以大规模进入家庭。目前,Nao机器人主要局限于实验室的技术研发和机器人竞赛等特定场景。

中型机器人成本更是高昂,如本田的ASIMO和波士顿动力的腿(足)式机器人,它们的成本均在数百万美金级别。即便最近备受关注的双足机器人Cassie,尽管被视作离商业化较近,但其制作公司也坦言成本是阻碍商业化的重要因素之一。目前,这款机器人的成本超过10万美元,其商业化方向主要面向高校实验室等科研机构。

除此之外,还存在两大难题限制腿(足)式机器人的商业化发展:

其一是能源问题。腿(足)式机器人的运动模式更复杂,对能源的需求更高。目前,大多数腿(足)式机器人仍依赖电池供电,但电池续航时间短,充电时间长,这无疑限制了它们在商业领域的应用。

其二是技术挑战。腿(足)式机器人的运动控制比轮式机器人更为复杂,需要更高的技术水平和更先进的算法。目前,如何实现稳定、高效的运动控制仍是腿(足)式机器人面临的技术挑战。

第二个引人关注的问题则是众多技术上的难题尚待攻克。浙江大学控制学院机器人团队的领军人物、科技部智能机器人重点专项专家组专家熊蓉教授明确表示,当前腿式机器人在机构设计、驱动系统、能量消耗等方面仍存在诸多挑战。以能量消耗为例,人类活动时的能量消耗一般在0.01至0.2单位之间,而腿式机器人的能耗却远超人类,如ASIMO和“Big Dog”分别高达2单位和15单位。如此巨大的能耗意味着机器人的续航时间大大缩短。

为了增加机器人的续航能力,人们尝试了各种方法,如提高电池容量、减轻机构重量以及优化驱动控制。以波士顿动力公司最新发布的腿轮式机器人Handle为例,它采用机械腿与轮胎的结合设计,一次充电可行驶约24公里,最高时速达到惊人的每小时14.5公里,续航时间约为1.7小时。即使是与拥有相同上半身的Altas相比,其续航时间也只是略微领先。这种改进虽然有所突破,但仍不能满足未来社会的需求。无论是在能量消耗方面,还是在其他诸如机构设计、驱动等方面,腿式机器人仍有待进一步发展和完善。

资本的观望和市场的缓慢增长也是制约机器人行业发展的一个重要因素。数据显示,在2016年,国内机器人领域的融资案例数达到了惊人的70起。其中,第二和第三季度的融资金额分别为3.08亿美元和2.99亿美元,呈现出强劲的环比增长势头。根据人工智能信息服务平台因果树的数据,大部分融资集中在天使轮和A轮,B轮融资占比不高,而C轮与D轮融资案例更是寥寥。尽管市场对机器人的未来前景充满期待,但该行业目前仍处于发展初期阶段。除了技术问题外,如何吸引更多资本投入、推动市场增长也是行业面临的一大挑战。展望未来,移动机器人的身影在众多场景中愈发频繁地出现,如家庭、商场、教室等。其中,轮式和履带式机器人占据了绝对的主导地位,使人们的生活变得更加高效和智能化。在这繁荣的背后,有一种特殊的机器人——腿(足)式机器人,其发展历程却充满挑战与等待。

尽管只有少数几家公司如优必选在从事腿(足)式机器人的研究并获得了融资,这体现了资本在这一领域的观望态度。投资者对于腿(足)式机器人的高昂成本和技术的尚待完善感到犹豫,导致该领域商业化前景尚未明朗。即便如此,从长远角度看,腿(足)式机器人仍然是未来的主流。

现阶段,尽管无人机等智能硬件在一定程度上弥补了腿(足)式机器人的市场空白,但真正的市场需求尚未完全显现。人们并不急于将腿(足)式机器人纳入日常生活,这也导致市场开拓的不积极,进一步商业化的脚步受到阻碍。但我们要明白,任何新的技术的兴起都需要时间,都需要我们去探索和研究。

腿(足)式机器人的优势在于其高度的灵活性和适应性,能在复杂环境中完成轮式和履带式机器人难以完成的任务。虽然目前其技术和市场都还处于发展阶段,但展望未来,腿(足)式机器人在家庭、救援、军事等领域的应用前景广阔。

尽管腿(足)式机器人在当前面临着诸多挑战,但我们仍对其未来充满信心。毕竟,任何新的技术的兴起都需要经历一个过程,都需要我们去探索和研究。腿(足)式机器人作为未来主流的趋势不会改变,只是需要时间去等待其真正的商业化到来。腿足式机器人:适应多变环境,拓展无限可能

众所周知,轮式和履带式机器人在行动上对地面条件有着严格的要求,这一特性无疑限制了它们的应用场景。与之相比,腿足式机器人在运动的灵活性和环境适应性方面,展现了无与伦比的优势。

熊蓉教授指出,腿足式机器人的运动方式独特,它通过离散的落脚点前进,这种设计使得它能够轻松应对多变的地形。其多肢体、多自由度的特性,让机器人能够根据作业需求“主动”调整身体高度,确保在复杂环境中的平衡稳定性。更为独特的是,即使一个肢体在作业中发生故障,腿足式机器人依然能够继续运作,这赋予了它一种“容错性”,这是轮式和履带式机器人所不具备的特性。

除了上述优势,腿足式机器人还具备功能多样性。以四足机器人为例,当面临特殊需求时,它可以在后面两足站立的将前面两足作为手臂使用。这意味着,无论是在性能还是提供的服务上,腿足式机器人在许多场景中,都展现出比轮式和履带式机器人更多的优势。

更为广阔的是腿足式机器人的市场潜力与未来趋势。想象一下,在物质的运输、野外的勘测、灾难救援,以及高危险环境中的作业,腿足式机器人都能大显身手。日本福岛事件后,尽管尝试了使用履带式机器人,但它无法克服环境的复杂性。这一实例更加凸显了腿足式机器人在适应多变环境中的重要性和优势。

腿足式机器人在灵活性、适应性和功能多样性方面,都展现出强大的潜力。随着技术的不断进步,我们期待腿足式机器人在未来能够为我们开启更多的应用场景,展现更多的可能性。在人工智能的浪潮中,中国人工智能学会理事长李德毅对腿(足)式机器人寄予厚望。他表示,这类机器人在人机交互和复杂地形适应方面具有得天独厚的优势。一旦解决了运动平衡问题,并融合了人工智能技术,仿人机器人将拥有无限广阔的应用场景和巨大的商业化潜力。

想象一下,在机场、酒店、养老服务等行业中,腿(足)式机器人穿梭其中,提供服务,这已不再遥不可及的梦想。它们还在高校教具、娱乐影视甚至装备等领域展现出无限可能。

尽管轮式、履带式机器人在许多领域已经大放异彩,但它们的应用仍然不足以满足所有需求。腿(足)式机器人,作为一种更具灵活性和适应性的机器人形态,能够在轮式、履带式机器人已开拓的场景中提供更丰富的服务。例如,在地质勘测中,它们可以扩大勘测范围至山地和楼梯等复杂地形。

尽管腿(足)式机器人在未来具有巨大的潜力,但目前它们仍然面临一些挑战。由于其高成本和技术难题尚未解决,目前市场上的中型机器人主要面向小众市场,尤其是高校研究所等B端市场,作为研究平台存在。尽管如此,这并未阻止腿(足)式机器人在商业化道路上的步伐。钢铁侠科技创始人张锐指出,在机器人产业化早期阶段,多种产品形态并存是常态。随着技术的不断进步和应用场景的扩大,腿式机器人所占的市场份额将逐渐增大。

可以说,无论是轮式还是腿(足)式机器人,都是未来人工智能发展的重要一环。而腿(足)式机器人由于其灵活性和适应性强的特点,将在未来的应用场景中发挥越来越重要的作用。正如科幻片中描绘的那样,无论是平地还是山地,无论是楼梯还是其他复杂地形,腿(足)式机器人都能轻松应对。它们将不仅是未来的发展趋势,更是人工智能和机器人技术进步的见证。从当前形势来看,B端市场无疑是腿(足)式机器人的先行之地,也是主要角逐的战场,至少在成本降至合理水平之前将持续如此。关于何时能够摆脱目前的困境,或许十年时间也显得捉襟见肘。

在这个充满挑战与机遇的市场中,腿(足)式机器人正逐渐崭露头角。它们以其独特的优势,在B端市场中获得了广泛的应用和认可。无论是物流、制造还是服务领域,都有着巨大的发展空间。而对于机器人企业来说,要想在这个市场竞争中脱颖而出,必须加大技术研发和创新的力度,不断提高产品的性能和降低成本。

未来十年,腿(足)式机器人将在B端市场持续发挥重要作用。随着技术的不断进步和成本的逐步降低,它们将在更多领域得到应用。虽然目前仍存在一些挑战和困难,但相信随着行业的不断发展和创新,腿(足)式机器人在B端市场的潜力将被进一步挖掘和释放。对于未来充满期待和机遇的腿(足)式机器人行业来说,我们需要耐心等待和不懈努力。

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