AI+機器人！當機器人碰上大模型，將帶來(lái)哪些變革？ | 研報推薦

疊加AI大模型（特別是多模態(tài)AI大模型）的賦能，移動(dòng)機器人的能力有望大幅提升。

進(jìn)入2024年，機器人領(lǐng)域迎來(lái)了一場(chǎng)大爆發(fā)，科技巨頭們紛紛帶來(lái)驚艷的演示視頻，展示出令人瞠目結舌的產(chǎn)品。

這其中，大部分視頻展示的是外表酷似人形的“具身智能體”，它們可以完成各類(lèi)復雜任務(wù)。

然而，這些演示視頻也引發(fā)了不少的爭議，有人懷疑這些機器人是否真的在自主執行任務(wù)。

例如斯坦福大學(xué)推出的Mobile ALOHA系統機器人，就被曝出是真人遠程操作，在自主模式下曾多次“翻車(chē)”，可見(jiàn)AI機器人離落地應用還有很大差距。

不過(guò)在工業(yè)制造、倉儲物流等場(chǎng)景里，工業(yè)機器人已經(jīng)在大模型（LLM）的加持下展現出一定的智能性與自主性。

在近期國投證券發(fā)布的報告《人工智能行業(yè)專(zhuān)題：大模型帶來(lái)機器人變革》一文里，分析師以“AMR機器人”為例，介紹了大模型給工業(yè)機器人帶來(lái)的影響與變革。

以下內容為報告重點(diǎn)內容精選：

AMR行業(yè)快速增長(cháng)，軟件和算法是核心

（鎂客網(wǎng)注：在此部分，分析師介紹了AMR機器人的定義、技術(shù)路徑、技術(shù)核心等內容，并介紹了英偉達等海外大廠(chǎng)的AMR機器人方案。）

移動(dòng)機器人，指在復雜環(huán)境下工作，具有自行組織、自主運行、自主規劃的智能機器人，主要可以分為自主移動(dòng)機器人（AMR）、關(guān)節型機器人、人機協(xié)作機器人等。

根據GGII數據，從全球維度來(lái)看，22年全球移動(dòng)機器人市場(chǎng)規模約292億，預計27年增長(cháng)至1874億元，對應22-27年CAGR為45.07%；

從國內維度來(lái)看，22年中國移動(dòng)機器人市場(chǎng)規模約97億元，預計27年增長(cháng)至462億元，對應22-27年CAGR為36.74%，市場(chǎng)規?？焖僭鲩L(cháng)。

其中，自主移動(dòng)機器人（AMR）是一種能夠獨立理解環(huán)境并在環(huán)境中移動(dòng)的機器人。

AMR與其前身自動(dòng)導引車(chē) (AGV) 不同，后者依賴(lài)于軌道或預定義路徑，并且通常需要操作員監督。而AMR使用一組復雜的傳感器、人工智能、機器學(xué)習和計算來(lái)進(jìn)行路徑規劃，以解釋和導航其環(huán)境，不受有線(xiàn)電源的束縛。

AMR的背后有兩大關(guān)鍵技術(shù)路徑：

1、容器化的SDK工具集——包含感知、導航軟件堆棧；好用的開(kāi)發(fā)環(huán)境，模擬工具；后續優(yōu)化升級Containers；

2、邊緣微服務(wù)器支撐——包括無(wú)線(xiàn)通信，安全設備，協(xié)作SLAM Fleet管理。

AMR技術(shù)核心：

1、架構

（1）AMR本體能力：具備傳感和智能路徑規劃，運動(dòng)控制、安全和人機交互HMI，機器視覺(jué)和智能導航等能力， 賦能制造業(yè)向柔性化、智能化發(fā)展。

（2）云端交互任務(wù)處理：AMR本體通過(guò)網(wǎng)絡(luò )（WIFI/以太）與云端計算中心交互，在云端完成數據分析，推理，模擬等工作，需要云端AI芯片支持（例如英偉達H100等）。

（3）架構組成：目前主要由控制系統、導航傳感系統、驅動(dòng)模塊、安全監測模塊、交互模塊、通訊模塊、動(dòng)力模塊（電池等）、執行機構（機械裝置）組成，不同場(chǎng)景品類(lèi)的機器人對配置要求不同。

2、硬件

硬件部分主要包括TMT零部件（控制系統相關(guān)硬件、導航傳感器、驅動(dòng)模塊、通訊模塊等）、電池（動(dòng)力模塊）、機械裝置（執行機構等），隨著(zhù)定位導航、機器視覺(jué)、規劃執行等環(huán)節對芯片需求的增長(cháng)，以及激光雷達等新型傳感器的應用，機器人中TMT零部件的價(jià)值量持續提升。

未來(lái)，AI將走出計算機，進(jìn)而影響外部世界（物理世界），而機器人是AI最佳載體之一；隨著(zhù)智能機器人的發(fā)展，機器人傳感器、執行器將同AI相結合，具備模擬（用于仿真的虛擬空間）、映射（實(shí)時(shí)地圖創(chuàng )建能力）、自主（獨立運行）等能力，需要強大的端側算力支撐，移動(dòng)GPU嵌入AMR本體是發(fā)展趨勢。

3、軟件、算法

在實(shí)際應用中，移動(dòng)機器人通常以集群的方式系統完成特定任務(wù)；

未來(lái)，成百上千臺機器人規劃化集群作業(yè)是發(fā)展的必然趨勢，即逐步從單體智能向群體智能演進(jìn)，軟件和算法成為構筑核心競爭力的壁壘，例如統一環(huán)境下完成作業(yè)調度、找到全局最優(yōu)方案提升集群機器人工作總效率等。

因此分析師認為，隨著(zhù)行業(yè)應用場(chǎng)景的豐富和技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品模塊化、軟件模塊化將成為AMR發(fā)展的必然趨勢。

目前，端側（即機器人本體）軟件、算法主要有ROS 2、地圖規劃算法、AI算法、樣點(diǎn)算法等，支撐路徑規劃、障礙躲避、運動(dòng)控制等功能；

而云側（及邊緣）軟件、算法主要有集群管理算法、訓練、遠端推理、遠端SLAM、數據分析算法等，支撐算力調度、機器人集群協(xié)作、數據分析等功能。

目前，各頭部廠(chǎng)商擁有自己的解決方案，技術(shù)路徑隨大模型的發(fā)展，快速迭代。

以Intel為例，其提供相應的開(kāi)發(fā)工具和平臺，使開(kāi)發(fā)者可以快速、低成本地搭建、管理AMR機器人。

除此以外，英偉達旗下的ISAAC集成式端到端解決方案、Jetson系列產(chǎn)品以及特斯拉的FSD+Dojo都是目前業(yè)內比較領(lǐng)先的解決方案。

值得一提的是，當前機器人價(jià)值鏈劃分里面沒(méi)有智能系統。

分析師認為，機器人是典型的機電軟一體化產(chǎn)品，軟件與硬件是相互限制又相互促進(jìn)的矛盾體；邊緣算力硬件將會(huì )制約機器人相關(guān)應用的發(fā)展，邊緣算力硬件的突破使得機器人可以承載更強大的AI，同時(shí)機器人應用的發(fā)展會(huì )倒逼邊緣算力硬件的提升。

當下的機器人智能停留在視覺(jué)（vision）階段，機器人缺乏智能系統（即機器人的大腦）；在未來(lái)，在A(yíng)I對機器人賦能的大背景下，機器人可以逐步理解物理世界，未來(lái)有可能向具身智能方向發(fā)展，智能系統對機器人的重要性愈發(fā)凸顯。

巨變：多模態(tài)大模型賦能機器人

（鎂客網(wǎng)注：在此部分，分析師介紹了多模態(tài)大模型如何賦能機器人。）

多模態(tài)大模型賦能機器人，主要體現為多模態(tài)感知和多模態(tài)交互。

• 多模態(tài)感知：通過(guò)多類(lèi)型傳感器的配合，機器人處理多個(gè)模態(tài)接收的信息，從而實(shí)現對文本、圖像、視頻、音頻等模態(tài)信息的學(xué)習和理解。

• 多模態(tài)交互：用戶(hù)可以同時(shí)使用語(yǔ)音、手勢、文本等與機器人交互，同單模態(tài)交互相比，多模態(tài)交互具有減輕用戶(hù)認知負擔（交互更自然）、消除任 務(wù)歧義（交互更準確）、降低環(huán)境干擾（交互更加魯棒）等優(yōu)勢，使交互更加靈活和高效。

此外，大語(yǔ)言模型（LLM）賦能機器人語(yǔ)義理解，從傳統的關(guān)鍵詞語(yǔ)義識別，進(jìn)化到可以理解人類(lèi)復雜的語(yǔ)音命令；同時(shí)，通過(guò)預訓練大模型將“記憶”移植到智能機器人終端，機器人具備理解任務(wù)的能力。

由于機器人本體計算能力有限，需要通過(guò)強大的云端計算能力給機器人賦能。由此構成了“云-網(wǎng)-端”架構

“端”：是機器人本體及本體自身的控制系統，嵌入式AI芯片逐步替代傳統嵌入式芯片，機器人本體的智能性快速提升；

“網(wǎng)”：主要指通過(guò)Wifi、5G及其他無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )將機器人連接起來(lái)，實(shí)現機器人本體和云端大腦的連接；

“云”：通過(guò)機器學(xué)習，不斷進(jìn)化，進(jìn)而使前端機器人本體的智能隨之提升。

未來(lái)，隨著(zhù)模型植入機器人本體。云端大模型泛化出基本能力，并把這部分“記憶”植入機器人邊緣端（通過(guò)蒸餾等方式壓縮模型大?。?，進(jìn) 而機器人本體可以將識別到的視覺(jué)、雷達、語(yǔ)音交互數據進(jìn)行處理，并規劃動(dòng)作，完成反饋。

在該部分，分析師以Google RT2 為例，介紹了新模型如何賦能機器人執行各項任務(wù)。這是一個(gè)視覺(jué)-語(yǔ)言-動(dòng)作（VLA）模型，符號理解、推理、人類(lèi)識別等領(lǐng)域能力大幅提升，且泛化能力大幅提升。

國內機器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展

（鎂客網(wǎng)注：在此部分，分析師介紹了國內機器人產(chǎn)業(yè)的最新情況。）

國內機器人產(chǎn)業(yè)：機器人產(chǎn)業(yè)鏈上游包括核心零部件、配套零部件和軟件系統開(kāi)發(fā)，中游為機器人本體的生產(chǎn)及系統集成，目前主要集 中在工業(yè)機器人和服務(wù)機器人領(lǐng)域，下游主要包括工業(yè)應用（汽車(chē)制造、家電制造、航空航天等）和服務(wù)應用（餐飲服務(wù)、酒店服務(wù)、

醫療服務(wù)、物流服務(wù)等）；近兩年一些做算法的軟件公司借助海外大模型的風(fēng)，開(kāi)始自研垂直小模型，并供給下游終端廠(chǎng)。

創(chuàng )業(yè)公司情況：根據中國機器人網(wǎng)統計數據，2023年中國機器人行業(yè)共發(fā)生134起融資事件，其中近億/過(guò)億元級融資事件52起，2023年融資金額總計為200億元左右；2023年融資事件主要發(fā)生在工業(yè)機器人相關(guān)（37起左右）、醫療機器人（29起左右）、服務(wù)機器人（24起左右）、人形機器人（12起左右）等領(lǐng)域。

上市公司情況：目前上市公司以提供終端硬件為主，并逐步優(yōu)化機器人軟件（模型、算法等），提升機器人性能表現。

在此部分，研報列舉了?？禉C器人等國內多家優(yōu)秀機器人企業(yè)，這里就不詳細展開(kāi)介紹。

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