日本开发出新型机器人:可以与人类一起玩视频游戏,仅15分钟有效性【附人形机器人技术赛道观察图谱】

研选快讯

瞻观前沿

近日,日本奈良科学技术研究所的研究人员开发了一种可以与人类用户一起玩视频游戏的新型机器人。在第11届国际人机交互会议上发表的一篇论文中介绍了这款机器人,它可以在与用户交流的同时与他们玩游戏。该项目的研究人员之一Masayuki Kanbara表示,我们开发了一种可以一起玩电视游戏的机器人,为人们在日常生活中与机器人互动提供机会。

研究人员还开发了一种系统,可以适应人类用户和机器人所玩的游戏内容,例如通过改变游戏角色及其正在做的事情。随着游戏的进行,机器人可以说出与当时正在发生的事情相符的事情,同时保持友好的语气。同时,我们提出的机器人在玩竞技性电视游戏时与人类对话,以实现日常生活中人与机器人之间的持续互动。机器人获胜时会很高兴,失败时会感到沮丧。

Kanbara补充表示,这次所开发的机器人在大约15分钟的短游戏时间内有效。未来,我们的目标是设计一种机器人行为,能够在很长一段时间内(几个月或几年)持续激发互动。

人形机器人

图片来源:摄图网

技术价值观察

该技术处于人形机器人产业链中游环节,主要对机器人本体制造有较大影响。人形机器人产业链主要包括上游的核心零部件,例如无框力矩电机、空心杯电机、传感器、专用芯片等;中游为机器人本体制造,包括设计、制造、测试三大环节;下游为人形机器人应用领域,包括工业制造、仓储物流、医疗服务、商业服务、家庭使用等。

图表1:人形机器人行业产业链

宏观市场观察

——整体框架:软件决定人形机器人高度,算法需与硬件匹配

人形机器人本质是AI系统落地物理世界的最佳载体,算法是核心,需与硬件匹配。机器人的输出包含了虚拟与物理两种能力。虽然人形机器人从本体硬件上看,存在抗压硬度与灵敏度不足的问题,但更核心问题在于是算法对运动能力的控制,包括本体平衡、行走的步态、手部抓取等规划与控制。这需要成熟的感知系统基础、强大的算法分解任务和规划动作、大模型不断仿真训练以及超强的算力支撑。同时要求,算法与硬件相匹配,这要求机器人企业需自研算法,并持续更新迭代。

图表1:人形机器人软硬件架构示意图

——全球人形机器人发展历程

早在1986-1993年,日本本田公司接连开发了E0到E6等7种行走机器人,只有腿部结构,主要用于研究行走功能。1993年,公司在研制的P1基础上加上了双臂使其初具人形,而后同年完成的P3则是ASIMO的原型。2000年,本田公司推出ASIMO;2013年,美国波士顿动力公司推出Atlas,能够在碎石堆上行走。

而特斯拉是全球人形机器人行业发展最快的公司,最初于2021年的AI DAY发布了人形机器人的概念机,并在两年不到的时间内实现了快速迭代,完成了开发平台建造、Optimus产品亮相以及电机扭矩控制、环境探测与记忆、双手复杂任务等能力的实现。

图表2:特斯拉人形机器人发展历程图

——关键技术:伺服控制、人工智能、运动控制为三大核心技术

人形机器人的产品力能否满足需求,取决于机器人运动控制、人工智能等方面的技术进步,具体介绍如下:

图表6:中国人形机器人行业关键技术分析

——竞争格局

综合全球人形机器人企业的技术实力与量产成本,英国Engineered Arts处于领导者地位,而美国特斯拉、1X technologies公司则处于强表现者地位,我国的智元机器人、优必选以及美国Agility Robotics公司均处于竞争者地位。

图表9:2023年全球人形机器人行业竞争格局分析

——人形机器人市场空间广阔

从全球范围来看,人形机器人已有商业应用场景预期落地,例如巡逻、物流仓储;商业化进程领先的人形机器人产品则有EVE和Digit。具体而言,美国1X technologies公司与ADT commercial公司共同研发的人形机器人EVE目前已成功应用于巡逻安保场景;Digit的应用场景主要是在物流仓储环节,进行的任务主要包括卸载货车、搬运箱子、管理货架等,预计将在2025年全面上市。

在政策、资本以及技术多维度赋能下,人形机器人市场的潜力有望被加速释放。未来的商业应用场景有望渗透进入服务业、制造业等领域。马斯克曾表示其设计特斯拉机器人的远景目标是让其服务于千家万户比如做饭、修剪草坪、照顾老人等。目前较有潜力的人形机器人发展方向主要面向制造业、航天探索、生活服务业、高校科研等,预计2025年人形机器人将有望实现制造业场景应用的突破,小批量应用于电子、汽车等生产制造环境。

根据2023年5月GGII发布的报告预测,预计到2026年全球人形机器人在服务机器人中的渗透率有望达到3.5%,市场规模超20亿美元,到2030年全球市场规模有望突破200亿美元。参考中国服务机器人市场约占全球市场25%的数值测算,2030年中国人形机器人市场规模将达50亿美元。

图表8:2026-2030年全球及中国人形机器人行业市场规模预测(单位:亿美元)

中国人形机器人技术赛道热力图

中国人形机器人技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示,与人形机器人关键技术强关联的城市集群主要集中在华南和华中地区,并且以深圳市为重点发展区域,未来布局人形机器人技术及其他相关技术的发展路径,极大可能性在于华南地区优先导入,其中可重点关注广东省深圳市龙岗区、广东省深圳市南山区所处人形机器人的相关企业,以及该地方对于人形机器人的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

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更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国人形机器人(仿生人)行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。

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可行性研究报告

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