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智能机器人行业的进化:开发门槛大降,大模型部署高性能低功耗兼得

2024-10-09
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2024年被认为是中国具身智能元年,国内机器人产业蓬勃发展,多家企业相继推出或者新款机器人。与此同时,为了推进具身智能的进展,各家厂商绞尽脑汁将大模型植入机器人中。


尽管当前都在谈论具身智能,但研发具身机器人是不容易的。如何从开发的角度解决这一根本性痛点,大模型的出现给机器人行业带来哪些机遇与挑战,产业链上的企业又是如何共同发力推动国产智能机器人生态的呢?


机器人开发遇到什么难题,大模型+机器人的难点是什么?


地瓜机器人CEO王丛提到,当前机器人行业有着四个特点,一是行业格局上,应用需求发散,玩家日益增多;二是从技术成熟度来看,机器人硬件不成熟,算法技术路线不确定;三是从数据获取难易来看,采集成本高,corner case难仿真,数据标准没有共识;四是在工具成熟度上,各类开源工具拼凑,各家重复造轮子。


上述特点都指向了同一个问题:机器人的开发并不容易。特别是随着国内机器人市场不断扩大,开发者越来越多,包括高校、中下创客等。地瓜机器人CEO王丛分享了一组数据,在使用地瓜机器人的开发者套件的开发者中有5万多个人开发者,还有200多中小创客,他们的产品已经实现量产或者正在量产中。


机器人开发是一项极度复杂的系统工程,特别是对普通开发者而言,想要进入机器人行业并参与其中,要面对一定的技术门槛。那么,在开发机器人的过程中,开发者会遇到哪些问题呢?


在与开发者接触后,地瓜机器人发现,大部分开发者在最前端遇到最多的问题是关于软件层面的。“因为开发者优先会想怎样通过软件的思路来解决问题。在解决算法问题后,基于算法选择合适的硬件载体,这时就要考虑开发板的性能、适用性等问题。然后就是传感器能不能用该用哪个精度的传感器”。地瓜机器人开发者生态负责人胡春旭向电子发烧友网表示。


当然开发者的问题也会随着技术发展不断迭代,胡春旭指出,机器人领域的开发思路发生了很大的变化。


现在遇到的问题主要是在智能化,比如大模型怎么调,如何利用AI算法采集数据,数据采集后怎样高效地训练完并部署的端侧。“现在的机器人不仅仅是推导动力学、运动学的公式,大家都在思考是不是能够用强化学习的方式来解决这些推导的过程。其实是能的,所以这个过程就完全颠覆了,大家不是在推导理论,而是说怎么样搭建一个仿真环境,把人、狗放进去,然后做大规模训练,强化学习的模型都训练到更好。”他提到。


大规模的爆发让机器人领域的从业者迎来了新的机遇,特别是深度学习、强化学习等技术的突破,让机器人领域迎来前所未有的变革,也点燃了从业者的热情。例如宇树科技创始人王兴兴就曾表示希望让AI大模型赋能机器人,实现更复杂的操作。


但在现阶段,也并非所有的机器人产品都会选择支持大模型,这背后涉及功耗、性能,以及开发者的专业知识能力等等。


地瓜机器人拿出一张500元的“入场劵”


如何让机器人开发更简单,大模型更易上手,降低普通开发者的开发门槛呢?王丛认为机器人行业更需要软件底座实现行业加速。


在计算平台的选择上,业内常用的是英伟达Jetson系列,在GTC 2024上,英伟达发布了新一代专为人形机器人打造的Jetson Thor芯片平台。毫无疑问,英伟达、英特尔等国际厂商在机器人主控芯片领域占据较大的市场份额。国产机器人主控芯片行业还处于起步阶段,目前仅有地平线等核心厂商在国产化浪潮中脱颖而出。

今年年初,地平线拆分机器人事业部,成立了地瓜机器人,聚焦消费级机器人的底层计算平台。就在9月的“2024地瓜机器人开发者日”上,地瓜机器人发布了智能计算芯片旭日5,同时发布了RDK机器人开发者套件——RDK X5,带来了多个更新升级,包括首创用一根Type-C线镜像烧写、网络通信、应用开发等,实现全栈开发流程。地瓜机器人强调,RDK X5就是要打造易用的机器人开发者套件。


在接受电子发烧友网采访时,胡春旭表示“我们从硬件、算法、工具本身出发,去年我们推出了NodeHub,集成了100+算法,开发者可以一键快速在RDK X3上面跑起来、运行起来。今年我们又推出了大模型助手RDK-Copilot,开发者甚至不用去写代码,不用去敲命令。”除了RDK-Copilot,开发者套件配套RDK OS + NodeHub + RDK Studio + Cloud的全链路机器人开发平台。

在大模型的支持方面,RDK X5支持端侧部署各种类型的模型,包括Transformer&CNN模型等70种以上模型,双目深度算法等最新算法,还支持丰富的CV硬件加速算子。在这背后是旭日5在做支持,旭日5 的BPU 算力达到了10 TOPS,仅3W功耗就能完成全栈计算任务。这也让RDK X5具备了高性能低功耗的优势,解决了开发者在部署大模型时对功耗的忧虑。


RDK X5不仅有SoC,还丰富了接口,包括Wi-Fi 6、蓝牙5.3,还升级了CANFD接口,支持连接底盘、电机;新增了音频接口,可以做语音的输入跟输出,支持机器人的多模态和人机交互。

事实上,RDK X5作为地瓜机器人新一代开发者套件,除了解决开发复杂的问题,还解决了成本问题。RDK X5 4G版本的售价仅为549元。电子发烧友网了解到,使用英伟达的计算平台至少需要2000元,使用树莓派,搭载一个外围的算力棒,也要至少1000元。地瓜机器人这一张500元的“入场券”让发布会现场的不少开发者惊叹。


智能机器人产业走向生态共建

机器人行业广泛且多样化,随着机器人市场的不断扩大,芯片行业也迎来了更多机会。在应用端,机器人随着应用场景的深入进行迭代。这些技术的迭代对AI模组、传感器、电机、通信模组等核心半导体器件提出了新的要求。

例如扫地机器人的性能升级主要是围绕导航技术、感知能力、底抬升高度、AI功能的引入等。割草机器人主要是在AI感知、建图导航、传感器融合、通信等方面迭代。又因为机器人会动,离路由器忽近忽远,机器人还有大量的数据需要稳定的无线模块传输,对通讯的要求非常高。

在电机方面,不管是人形还是轮足式机器人,对关节电机的要求都非常高,包括爆发力、扭矩、寿命时间的要求都非常高。电子发烧友网看到,英飞凌采用氮化镓GaN材料,推出了100V GaN电机控制解决方案,提高了电机的性能以及使用寿命。


在传感器方面,博世是业内的主流玩家,目前已经推出了多个扫地机器人解决方案。地瓜机器人与博世合作发布了RDK IMU配件,采用了博世的传感器,用于支持机器人运动状态检测功能。

在AI模组方面,广和通针对割草机器人推出了多个解决方案,可以实现从环境感知、地图构建、定位导航等能力。据了解,广和通也已和地瓜机器人达成合作。奥比中光也已基于RDK X5推出了机器人产品。

可以看到,智能机器人产业拥有一个庞大且不断发展的生态系统,涵盖了从核心技术到应用落地的各个环节。在这个生态系统中,机器人行业与芯片行业之间存在紧密的产业协同关系,产业链上下游共同开发适用于机器人应用的产品,这种合作加速了新技术的研发和应用。
王丛认为,生态有一个本位思考的原则,那就是不是什么东西都自己做,而是要一群人,这不仅指的是地瓜机器人的一群人,而是整个生态的一群人,大家一起把这个生态搭建起来。

当前,业内都在期待着智能机器人行业的爆发。在产业链玩家的共同推动下,这个爆发点何时到来,又会以怎么样的形式出现,有哪些爆品会被开发者创造出来,值得期待。


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