内容目录
1. Optimus亮点:特斯拉汽车技术完美融合至人形机器人
2. Optimus进步点:成本&技术&应用场景问题仍待解决
3. 千亿蓝海市场,人形机器人未来可期
Optimus亮点及未来进步点并存,看好人形机器人长期成长性
1. Optimus亮点:特斯拉汽车技术完美融合至人形机器人
简化来看,汽车即为带有轮子的机器人,因此汽车和人形机器人在底层技术方面有诸多共通之处。特斯拉最为全球汽车龙头,将诸多汽车技术完美融合到人形机器人上,才能够使得在6-8个月内成功开发出能够行走承重的人形机器人。
(1)自动驾驶技术的迁移(视觉识别+自主导航):
德州交警网人形机器人自主导航定位是真正实现“拟人”应用的基础,特斯拉通过汽车自动驾驶技术的迁移快速掌握
人形机器人自主导航定位功能。
智能机器人的自主导航定位算法包含了机器视觉、定位、导航和避障等核心技术。机器视觉是机器人对外界环境进行描述的过程,表征了机器人对外界环境的理解能力。定位是机器人依托于建图结果,或与建图过程同时对自身方位进行准确辨识。导航和避障是机器人自主决策、规划和控制,从而将自身安全准确地引导至目的地的过程。这与汽车自动驾驶有很多相似之处。
在视觉识别方面,特斯拉有非常强的计算机视觉算法和相应的网络,能够直接把计算机视觉迁移到机器人上。特斯拉也在努力架构更多的神经网络,训练神经元进行高频率的特征识别,提高机器人的视觉识别功能。在导航和避障方面,通过对机器人进行特定的训练,让其记住之前走过的路径,并结合自动驾驶导航技术,使机器人可以与环境更好地互动,例如在低电量的时候能够自主去充电。
(2)车祸安全模拟技术的迁移(安全保障):
富康车配件人形机器人在工作中碰撞或者摔倒无法避免,特斯拉通过车祸安全模拟技术的迁移,来保证机器人碰撞损坏在可控范围内。
特斯拉的车祸安全模拟模型具有强大的物理生产能力和模拟能力,可以实现3500万的自由度,所以在Optimus的设计中,特斯拉将其应用于机器人损坏控制之上,来保
障机器人硬件的安全性。即使Optimus摔倒也最多只会造成表面损伤,而不会影响到核心部件,比如价格昂贵、制作困难的大脑和控制系统等。
图:特斯拉通过车祸安全模拟技术的迁移,来保证机器人碰撞损坏在可控范围内
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2. Optimus进步点:成本&技术&应用场景问题仍待解决
(1)尽管执行器数量有所下降,但硬件成本依旧高昂:
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在之前发布的报告中我们曾提及,成本问题是阻碍人形机器人量产的重要因素之一,而原因即在于人形机器人自由度极高,相较于传统的六轴机器人,其对减速器、电机等核心零部件的需求量成倍增加。因此为实现降本市场会着重关注以下三点:①是否能够有更有性价比的新型驱动方式来代替传统的减速器+电机驱动模式;②若仍然使用传统的机械传动,能否减少执行器的数量;③能否降低减速器和电机的成本。
此次新发布的Optimus仍然使用减速器+电机的传统机械驱动模式,并未在传动方式上做出创新,而减速器和电机的成本在小规模生产的情况下也没有太大的下降空间。尽管新版Optimus在执行器的数量上有所减少(28个执行器),较概念机的40个执行器共减少12个。但相对而言,其对核心零部件的需求量仍然是六轴机器人的4-5倍,硬件成本依旧较为昂贵。
根据上文我们对最新版本Optimus的图解,其上半身包含8个伺服电机+减速器关节,2个线性推杆电机+减速器关节;下半身包含6个线性推杆电机+减速器关节;双手包含12个空心杯电机+减速器关节。按照各零部件的市场均价进行测算,则可得在乐观/中性/悲观情况下,仅仅是执行器的硬件价格就达到3.6/6.9/10.1万元,人形机器人综合成本难以降低。
图:在乐观/中性/悲观情况下,Optimus执行器的硬件价格就达到 3.6/6.9/10.1万元
(2)人形机器人运动控制能力有待提升:
良好的运动控制是人形机器人真正落地实现应用的重要因素。运动控制范畴中,能够直立行走仅仅是第一步,在行走中保持平衡,抓取物体时保持稳定性是更大更难的课题。特斯拉在实现机器人运动控制方面进行了很多尝试。例如特斯拉利用软件对人类运动进行捕捉后进行可视化处理,形成关键帧。然后逐一对躯干,手和腿的位置进行关键帧分析,再通过运动学原理映射回人形机器人,从而形成更好的轨迹优化。
图:通过捕捉人类运动进行关键帧分析,为机器人设计更优化的运动轨迹
特斯拉汽车目前人形机器人在现实工作中保持平衡仍有很多挑战,涉及到多领域的结合。例如需要有足够好的零部件去支撑机器人的实现动作,需要足够优化的算法指令来形成轨迹,需要有足够好的机器视觉和传感器对周围世界进行评估。根据会场技术人员披露,
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