重磅工信部出手机器人行业注入强劲燃料
近日，工信部发布关于组织开展2023年未来产业创新任务揭榜挂帅工作的通知，该项工作目的是加快推动未来产业创新发展，培育一批拥有创新能力攻克核心技术的单位，凝聚各方力量促进产业快速发展，突破一批标志性技术产品，加速新技术、新产品落地应用。其中，文件规划了元宇宙、人形机器人、脑机接口、通用人工智能等4个重点方向。在人形机器人揭榜挂帅任务榜单中，聚焦了核心基础、重点产品、公共支撑、示范应用等创新任务，并针对4个任务下的19个具体内容订立了相应的到2025年的预期目标。典型应用应用是人形机器人的关键，人形机器人不是玩具，他是适应人类社会，帮助人类提高生产力的工具。未来的人形机器人不能是PPT上的炫技产品，而是要契合人类需求，广泛应用于各个领域的得力助手。文件中指出，人形机器人的发展应服务于工业制造、灾害救援、危险作业、智慧物流、安防巡逻、服务娱乐等六个主要场景。这些应用场景普遍出现了人力短缺的问题，人形机器人代替人类从事该类工作，可以释放更大的生产力，同时避免了一些恶劣环境下对的危险性，打造一个更高效、更安全、更愉悦的社会环境。预期到2025年，人形机器人在保证4小时高强度工作下的续航能力下，需拥有耐高温、耐冲击、防尘防水、防爆等能力，地形攀爬能力不低于50cm，同时能够操作50种以上的工具，可以使用工具开展焊接、切割、整理等作业任务，准确率达到95%以上。核心基础要保证机器人在各个场景中有效应用，必须提高机器人核心能力。在人形机器人的核心基础中，包括了全身动力学控制算法、电机驱动器、力传感器、MEMS姿态传感器、触觉传感器等五项核心零部件，核心零部件是人形机器人成本的大头，目前的核心零部件对海外依赖依旧很大，突破核心零部件技术不仅可以降低成本，还能有效保障供应链安全。根据文件可知，预计到2025年，我们将建立高动态行走控制算法，支持具有28个以上自由度的人形仿生机构，可实现在各种环境下的高速行走，包括平地、斜坡、台阶、不平整路面和松软路面，最高速度达4km/h及奔跑速度达9km/h；同时，我们将完成高功率密度电机伺服驱动器的系列化，支持多种行业标准，最高效率不低于95%，重量小于210g，尺寸小于170cm3，最大连续功率可达6kW，并拥有智能伺服控制算法。此外，我们计划将力传感器精度提高到0.5%FS，响应时间优于0.03s，具备智能信息采集和处理功能，提升力传感器的智能水平；MEMS姿态传感器方面将持续推进高性能、低成本的MEMS姿态传感器研发，预计2025年能达到具备强大的抗振动和抖动性能，俯仰角和横滚角静态精度为0.1°，零偏稳定性不低于0.3°/h。重点产品在该榜单文件中，“关节”一词出现超过20次，是本次的重点产品。关节的上限决定了机器人仿人程度的上限，在这次的重点产品中，工信部点名了旋转型电驱动关节、直线型电驱动关节、机械臂与灵巧手、高算力主、高能量密度电池等5项产品。这些产品的更新迭代更能满足未来人形机器人高爆发、高功率密度、高推力密度、高动态响应线性的性能需求，使人形机器人在运动规划与感知决策上拥有自主知识产权的高算力主，避免在“大脑”上遭到卡脖子，实现硬件通信、实时计算和能量消耗等关键技术的突破。根据计划，到2025年，我国将会研制出系列化的人形机器人一体化旋转电驱动关节，满足腰、髋、膝、肘等关节伺服驱动需要；同时推出低功耗高算力的主，单台主工作功耗不高于60W，算力不低于200Tops，并可支持高带宽总线通信方式。公共支撑任何一个产品达到一个快速增长的阶段的阶段时，通常会出现因不同厂商协议、标准等有差异而导致的互联互通的障碍，一个通用标准更有利于行业的百花齐放。人形机器人快速铺开使用的未来同样会经历这个阶段，于是提出了研制新一代人形机器人端到端仿真开发平台，鼓励开源开放的新方法和新机制，开发基于人工智能大模型的人形机器人的机器脑智能控制技术。到2025年，行业需完成软硬件模块通用接口、机器人各子模块、整机系统集成的标准定义和标准撰写，制定关键共性能力的综合测评标准，建立实验平台，同时建立不低于100亿的典型任务参数集，自动化处理任务的类型不低于100种，并在人形机器人上实现应用。结语上半年，多个城市相应出台一系列人形机器人产业的利好政策，刺激一众科技企业加速推进其人形机器人研发进度，多家投资机构重磅下注机器人产业。除了比亚迪、百度、小米等纷纷入局大额投资，更有智元机器人、宇树科技等将自家机器人的研发成果公开亮相，人形机器人行业的春天到来，更多机器人如雨后春笋般冒出。在本次的未来产业创新任务揭榜挂帅工作的带领下，我们静待一个繁荣的机器人时代到来。
