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小米曾学忠:小米为什么要做人形机器人
添加时间:2023-10-30

  8月16日下午,2023世界机器人大会在北京北人亦创国际会展中心开幕。17日上午,在全球合作开放论坛上,小米集团高级副总裁曾学忠作主旨报告。

  曾学忠:尊敬的各位领导,姚期智院士,各位机器人行业的同仁们,大家下午好!首先感谢组委会的邀请能够有幸代表小米分享我们在机器人行业发展的业务进展以及对人形机器人规模量产发展的一些理念的认知和思考,我的汇报分成三个部分。第一个是小米为什么要做人形机器人,第二个在人形机器人这三年探索下来一些认知的突破性思考,第三个未来的探索实践。

  小米为什么做人形机器人,小米从成立之初就胸怀着一个梦想,就是让全球每个人都能享受科技带来的美好生活,为了这个梦想人形机器人这十多年一直在不断的拓展我们的市场覆盖和产品边界,2010年起我们从智能手机出发,到可穿戴设备,到我们的平板,到我们的笔记本,到智能家居,到未来我们还会到智能电动汽车,所以这13年小米不断进入了一个又一个崭新的赛道,从中国走向了世界。

  目前我们的业务和服务已经遍布了全球几乎所有的市场,我们搭建了覆盖全球非常完整的营销网络,我们在智能手机的领域已经连续12个季度位居全球前三。除了手机,我们在产品的品类上,我们也在不断的拓展,目前我们可以骄傲地说已经建立了全球最完善的智能的生态,截至到今年3月底,我们的IOT平台的连接数目超过了6.18亿台,再加上手机连接数目超过了11亿台,我们拥有5个以上及小米手机以及IOT设备超过了1230万。

  同时大家也知道,在2021年,在雷总带领下,小米正式宣布进入智能电动汽车的领域,截至目前我们进展超出了预期。我想用户看到的,用到的是小米科技生态当中的各种产品,比如手机、可穿戴、平板、笔记本、智能家居,这些感动人心、价格厚道的好产品,背后是为了打造这些产品,打造这个生态,小米长期的投入,我们持续建设在技术能力、制造能力、服务能力这三大核心能力上。而仿人机器人正是技术、制造、服务三个核心能力的交汇点,也是软硬件跟AI技术融合的制高点,更是前面很多嘉宾讲到的是智能制造皇冠上的明珠,所以在工业4.0时代,将对制造业的升级和服务业升级产生巨大推动的作用,所以我们结合小米业务发展的需要,人形机器人我们选择了从智能制造领域来切入,这是小米做机器人最重要的原因。

  第二是我们对于机器人的两个大的认知的突破,如果要谈我们对机器人认知的突破,绕不开小米智能制造的探索,小米从2019年开始就建设了智能制造的能力,在这里面给大家分享一个好消息,小米智能工厂二期将在今年年底正式投产,这是一个大规模、无人化的智能工厂,我们建设的主导思想就是自动化、数字化、智能化。截至目前小米的3C制造已经实现了80%的自动化率,我们比行业普遍高出了25个百分点,这80%来自装备能力、信息平台、数据能力和运营能力的紧密咬合,其中小米自研了159种自动化装备,同时这些装备都具有高柔性、低成本、高复用、快恢复的特点,同步搭建了高度信息化的数字平台,实现了7个系统的闭环的连通,以及制造数据,从采集到全链路的闭环,所以基于这些自动化设备和数字化平台,我们能够实现高效的数字化的运营,这是我们的智能制造情况。

  伴随着智能制造的推进,我们从2020年起开始了仿生机器人的探索,三年来我们搭建了数百人的机器人的研发体系,能力覆盖了零部件,大家也知道雷总发布会提到了微电机仅用499元,行业是两千多元,我们从零部件到硬件系统、软件系统、运控、感知等等各个维度都覆盖了,所以我们在内部和外部都做了大量的工作,在内部机器人的事业部协同智能制造部门、人工智能部门、自动驾驶部门来搭建通用的平台,来面向探索产业的方向。

  而在行业里面,我们小米机器人借助了北京市以及小米公益基金的平台,联合科研院所与产业资源一同推动机器人产业的发展,在这过程当中我们先后完成了一代双足机器人的原型机研发以及两代四足机器人的研发,去年8月份发布的铁大一代,身高达到1.76米,体重51公斤,有21个关节的自由度,我们运动速度达到了4公里每小时,最大的关节驱动力达到300扭力,也欢迎大家到我们展台去参观。与此同时更重要的是小米坚持了开源开放,我们为超过116家科研院所、高校、机构提供全套的开源平台,这几年智能制造和机器人探索之路走过来。我们对3C制造、智能化设备、仿生机器人理解逐步加深,逐步形成了我们对于未来工厂和机器人的认知,我们建设蓝图和路径是越来越清晰,接下来我就汇报一下我们对于未来的工厂和机器人的思考和规划。

  大家知道在制造业场景当中,我们可以从两个维度来描述这个场景的复杂度,一个是环境的复杂度,一个是操作的复杂度,环境的复杂度在智能制造环境里面,有简单的小空间,我们叫做固定的环境,比如在固定的工位单一操作,不需要移动,另外一种也有复杂的大空间,就是变化环境,比如在大仓储空间里面做协同搬运,另外是操作的复杂度,最简单的是直接操作检验,SOP中包括3到5个简单的基本的动作,复杂一点的是字据的操作检验,需要使用结构化的工具来进行装配操作,更复杂的是通用工具的操作检验,需要工人结合具体的环境、灵活的应用工具进行完成具体的作业。

  所以无论是自动化的设备还是仿人的机器人,还是真实的人,我们认为单独同时应对这两种复杂度都无法做到全局的最优。所以小米的认知之一就是721黄金法则,在未来智能制造体系里面,自动化设备仿人机器人以及人将以7比2比1黄金法则来组成,打出高效的配合战,具体来说70%的工作我们认为未来应当由自动化设备来完成,这个自动化设备要求制造率和制造质量,特别是要有覆盖的效率,就是UPS极高的工作内容。20%应当由仿人机器人来完成,它的核心目的是实现柔性制造与跨系统的协同,主要覆盖高复杂度、高柔性需求的场景,剩下的10%我们认为还是需要人来完成,因为核心工作是制造体系当中数据与价值的管理,因为智能制造最终还是服务于人,只有人才能定义价值,人才能定义什么样的智能制造的系统产出是有价值的,所以这么一个721。

  下一个问题在721黄金法则当中,仿人机器人要完成这20%的工作今天是由谁完成的?仿人机器人又该如何切入这些工作并且不断迭代,我们可以注意到在当前智能制造体系当中,我们可以将岗位分成操作工、检验工、多能工、技工等等,在小米规划蓝图里面仿人机器人岗位定位就是多能工,多能工首先是一名作业工,需要能一独立完成制造环境特定工种的工作,同时多能工必须有能力操作各种机器人设备,不仅仅进行单一的工种,第三在当前智能制造环节当中,多能工的岗位是用来覆盖复杂设备操作,多设备协同操作维护以及作为制造产线协同应急处理的,所以结合这个情况,我们就思考了第二个,这种岗位的要求映射出仿人机器人产品的方向,就是我们的认知类人的层次,第一要有类人的人体,能够实现空间的运动可达,既包括上肢操作需要触达的空间,又包括移动所需要的运动空间,还需要实现匹配环境的姿态避免碰撞,刚才也有嘉宾提到。第二它要有类人的感知,能够快速适应各种变化的环境,调动器官做出多维度的环境信息抽取,第三要有类人的人脑,通过小脑做出动作,通过大脑进行决策,实现复杂环境当中操作多种机器设备的符合通用性,综合调度三个层次的类人能力就能够实现刚才我讲的多种类型柔性切换、效率稳定的操作。

  举个例子,在汽车制造场景当中,当前大部分的汽车都是流水线,已经是柔性生产,一条产线混合生产各种车型,但是汽车制造流程的冲压、涂装、总装各个环节当中,总装仍然是重人力的环节,95%是人工,因为汽车总装的产线自动化面临两大工作难点,第一操作员要进入各类型仓内进行作业,而车内的空间是完全依靠人的乘坐空间来设计的,无法为组装提供腾挪的空间。第二单个操作员需要组装零部件使用的空间超过4个,并非简单的重复动作,所以所有类人肢体的运动空间,类人的多模态的感知能力,类人的接触控制能力,这三个层次的类人是仿人机器人的建设目标。这个就是我们对于未来工厂和机器人的思考和认知,我们认为未来的工厂当中自动化设备仿人机器人以及人形成721的黄金法则,而仿人机器人需要实现三个层次的类人。

  最后一个我们来汇报一下落地规划,分阶段的量产的目标。有了前面两个认知,我们小米未来工厂和机器人的建设蓝图就十分明晰了,我们开始在自有制造体系当中不断的研发和迭代机器人的产品,一方面我们会在真实的生产环境当中基于不断积累实时的生产数据,通过感知、学习执行迭代闭环,不断优化升级我们的仿人机器人,另一方面通过逐级的开发不断的进化,我们理解到仿人机器人就像人一样会实现人生的三级跳,在幼儿时期是学习各种各样的动作,掌握最初级的操作能力,到了少年期慢慢开始学习知识,掌握领域的知识图谱,到了中年期历经各种长颈的实践,它就会最终沉淀为人生的智慧,这就是我们的蓝图。

  目前小米正在积极推进我们的仿人机器人在自有制造系统的分阶段的落地,我们的发展路径可以分为从单点到多点,最后最终发展为生态,就像徐部长一开始讲大的生态,在短期类小米的仿人机器人将扎根某一个场景,实现多个功能做产品技术的验证,也就是在小米智能制造的真实环境里面以完成一两个工种的工作作为目标,进行原型机的开发,在这个过程当中我们迭代所需要的硬件系统、传感器系统、感知控制系统,这是短期内。到了中期,小米仿人机器人将融入小米智能制造多个场景来做产业的验证,也就是说将我们的仿人机器人融入到小米的智能制造系统当中进行规模化的应用,在这过程中我们会搭建泛化的平台,提升我们的部署效力,实现仿人机器人在制造场景当中的数据积累和模型迭代。长期来看我们希望以自身为示范,带动仿人机器人的广泛应用,拓展机器人在3C和汽车制造场景之外,更多场景中的应用和价值的实现,我们会分成三步走。

  憧憬未来,我们认为未来的仿人机器人将是一个1+N+X庞大的产业生态,首先需要一个平台型的整机产品,这个整机产品有点类似于苹果手机打开了智能机的时代,打造一个真正意义的平台型的产品是仿人机器人产业发展第一个里程碑,这个整机产品必须在基础运动、环境感知、决策理解上接近真实的制造从业者,所以小米正在这个方向进行投入和探索。此外是N,这个平台型的产品规划需要N个产业链伙伴大力的支持,包括仿人机器人核心的零部件,包括背后的共性关键技术等等。最重要仿人机器人要走进X应用场景,产生应用价值,最终形成丰富的应用场景生态,这是我们1+N+X。

  此外随着产业的成长,相关检测标准体系的同步搭建也需要不断完善,这就是小米对于仿人机器人产业的构想,我们相信产业的发展和成熟仅靠一两家企业是不够的,所以我们在机器人领域还会继续坚持开源,坚持赋能,坚持投资,跟大家一起推动产业的发展。

  大家都知道雷总在年度演讲当中发布了小米的科技理念,小米的科技理念不仅对人类现有的生活有价值,我们更重要的是选择对人类文明有长期价值的领域进行长期的投入。所以我们着眼的是长期价值、长期投入,而机器人就是这么一个赛道,在这条赛道上小米我们会坚持四个行动纲领,深耕底层技术,长期的持续投入,软硬件的深度融合和AI的全面赋能。所以我们在机器人行业的设想是让想象力成长,与未来做朋友,我们希望能够与行业的伙伴携手合作,来持续推动机器人产业的发展,这就是我们小米对于机器人发展的产品观,我们的思考和理念。

  我们展望未来由小米自身坚定的投入,再加上整个产业界生态圈同仁的共同努力,我们认为一个由智能机器、仿人机器人和人类专家共同组成的人机一体化时代,一定会加速到来,小米一定会为此推动,和行业一起共创人机一体化时代,谢谢大家!

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