电子发烧友网报道(文/吴子鹏)日前,特斯拉CEO埃隆·马斯克发布了特斯拉人形机器人Optimus(擎天柱)的最新视频。视频显示,相较于上一代人形机器人Optimus,Optimus-Gen 2的步行速度更快,提升了30%;平衡能力和身体控制能力更强,能够做单腿支撑和瑜伽动作;重量也得到了优化,从Optimus的73kg减少到了Optimus-Gen 2的63kg。
据悉,特斯拉预计会在2023年12月下旬的某个时间发布Optimus-Gen 2。
从Optimus到Optimus-Gen 2
2021年8月,特斯拉在人工智能日活动上首次宣布了Optimus人形机器人。然后在当地时间2022年9月30日(北京时间2022年10月1日)特斯拉举办的“2022年人工智能日”活动上,马斯克正式对外展示了Optimus人形机器人。
图源:特斯拉官方视频
让我们回顾一下Optimus人形机器人首次登场的情形,如上图所示,作为特斯拉内部第一个人形机器人的原型,特斯拉并没有给Optimus安装太多的外壳。活动上,Optimus首次完成了在无人操作的情况下自主行走,完成了转身、停止、挥手问候,动作非常流畅。在展示视频中,Optimus在办公室里已经能够灵活地提起水壶浇花、双手搬运物料至目标位置、准确定位周围人员并主动避让。
在内部构造上,Optimus在身体机械部分有28个关节(14个旋转执行器+14个线性执行器),在灵活的手部位置,共有12个关节(12个执行器)。能够看出,Optimus非常注重手部性能,在12个执行器的帮助下,可以让Optimus手部的灵活程度达到十分接近于人类活动的水平。
在Optimus原型亮相时马斯克表示:“我们的产量可达数百万台,预计价格比汽车便宜得多,最终达到2万美元以下。”不过现实进展并不理想,在特斯拉2023年第二季度财报电话会议上,投资者询问了Optimus机器人的最新进展,并要求特斯拉披露生产信息。马斯克回应称,目前只有5-6台Optimus机器人被生产出来,虽然这个数量相对较少,但未来每个月都会增加。
根据马斯克给出的原因,目前困扰Optimus的问题在于执行器,没有现成的执行器可以很好地用于Optimus,因此特斯拉只能自己设计和生产。
虽然产量不太行,不过特斯拉对于人形机器人的研发一直没有落下。在今年的5月份和9月份,马斯克曾先后发布视频透露特斯拉在Optimus项目上的进展。在5月份的视频中,Optimus已经明显变得更加聪明,环境感知和记忆能力的提升让其不仅可以识别路线也可以记住路线,还能够根据人类动作范例,进行端到端动作操控。
在9月份的视频中,Optimus的神经网络能力再度增强,已可以自主对物品分类——能够完全自主地按颜色对色块进行排序,排除现实世界的动态影响。另外,此时的Optimus就已经能够单独站立完成瑜伽的动作,非常舒展。
图源:特斯拉视频
图源:特斯拉视频
到了Optimus-Gen 2,上述所有提到的能力肯定都会更强。通过特斯拉的显示视频能够看到,Optimus-Gen 2不仅能够像Optimus一样单腿独立并完成瑜伽动作,同时也可以下蹲并配合手部动作完成相关动作,可以做出蹲起、跑动等复杂动作。
图源:特斯拉视频
相较于Optimus捡色块,Optimus-Gen 2已经可以轻松准确地抓取和放下鸡蛋,整个过程比较连贯平稳,左手转右手的整个过程也颇为连贯。这说明Optimus-Gen 2对于力量和位置的掌握已经更加准确。
更加让人惊喜的是,此次特斯拉发布的视频还有一个彩蛋——Optimus-Gen 2已经能够完成人类蹦迪的动作。
Optimus-Gen 2会让这些零部件受益
中信证券研报指出,特斯拉发布人形机器人原型机以来,其迭代速度一直在超市场预期,随着机器人能力的升级,更多任务和下游应用场景被打开,机器人的落地时间点趋近,当前时点我们继续看好人形机器人行业,建议重点关注第二代Optimus新增的足部和手指力传感相关环节。
因此,Optimus-Gen 2一旦发布,高性能传感器和执行器会率先受益。作为一款逐步智能化且运动性能出色的人形机器人,Optimus-Gen 2可以说是全身布满了传感器。我们在介绍Optimus时提到了关节和手部,实际上在Optimus的头部也布满了传感器,这些传感器主要配合特斯拉FSD系统来完成机器人的运动。
从传感器角度来看,Optimus-Gen 2这样的人形机器人对于零部件的运用和现有机器人很像,主要是伺服系统、减速器、控制器和各类传感器。当然,Optimus-Gen 2定然会需要性能更高的器件,且会带来一些全新的零部件需求,比如柔性电子皮肤、柔性触觉传感器、柔性弯曲材料等。
这里需要特别提到高端力矩传感器,预计这将会是Optimus-Gen 2的一大亮点,同时也是产业界接下来的热点。根据GGII的统计数据,2022年国内六维力/力矩传感器销量为8360套,同比增长57.97%;预计2027年中国六维力/力矩传感器销量有望突破84000套,复合增长率超过60%。
另外,Optimus-Gen 2的发布定然也会让人们更加关注像特斯拉FSD这样的全自动驾驶系统,现在人们当然更多是通过特斯拉汽车来了解和感受FSD系统,不过未来这个系统也将成为Optimus-Gen 2以及未来几代特斯拉人形机器人的核心系统。FSD是一套包含感知/规控/执行的全链路自动驾驶软硬件架构,能够帮助物体实现最佳的路径规划。
从系统架构来看,FSD不仅是一个复杂的大系统,也是一个自动驾驶融合的大生态,内部包含了CPU、GPU、神经网络加速器单元、AI编辑器、HydraNets等软硬件单元,组合成一个端到端的感知训练模型。因此,通过搭载FSD系统,后续几代Optimus机器人将能够终端进行更复杂的操作,实现和人类的完美兼容。
正如中信证券在研报中提到的,Optimus头部内置多传感器,结合特斯拉的视觉神经网络系统与Transform大语言模型,已经可以独立在室外环境低速、稳定、流畅行走,并具备感知周围环境与记忆能力,不仅可以看路,亦会记路,行走自主性持续提升,行走问题逐步解决。
随着这些软硬件性能逐步提高,未来人形机器人的用量是非常可观的。马斯克曾对Optimus进行大胆预测:如果Optimus成熟可用了,届时很多人都希望能够拥有一台或多台,那么它们的数量可能将达到100亿甚至200亿!
结语
显然,作为服务机器人的最高级形态,目前人形机器人还处于行业发展的早期。不过从Optimus到Optimus-Gen 2,特斯拉的动作是如此之快,因此很多分析人士都认为,在未来的5-10年里,人形机器人将会出现规模性落地,届时高性能传感器、控制器和计算芯片将大规模放量。
在系统端,Optimus的进步表明,人形机器人需要一个完整、复杂的自动驾驶系统,那么推出相关方案的公司就需要系统级的能力,这有可能成为行业发展的一个门槛。但这些都是后话,现在我们就静静期待Optimus-Gen 2的到来吧。
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