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具身智能解讀及行業(yè)分析2024年,Tesla入局人形機(jī)器人和黃仁勛的“AI的下一個(gè)浪潮是具身智能”,掀起了具身智能與人形機(jī)器人的科技革命;那2025年,春晚宇樹(shù)機(jī)器人和DeepSeek的橫空刷屏,則徹底點(diǎn)燃了AI與具身智能的產(chǎn)業(yè)。就在3月5日召開(kāi)的,今年政府工作報(bào)告中,具身智能首次出現(xiàn),與量子科技、6G
等一同列為未來(lái)產(chǎn)業(yè)。要培育壯大新興產(chǎn)業(yè)、未來(lái)產(chǎn)業(yè),深入推進(jìn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展。此消息一出,這對(duì)于具身智能,無(wú)疑是官宣的重磅炸彈。而此前2天的3月3號(hào),深圳首發(fā),打造人工智能先鋒城市,印發(fā)《深圳市具身智能機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2025-2027年)》。培育人工智能與機(jī)器人融合技術(shù)、多模態(tài)感知技術(shù)、高精度運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、靈巧操作技術(shù)等方面取得突破。實(shí)現(xiàn)十億級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景落地
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個(gè)以上,具身智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)集群相關(guān)企業(yè)超過(guò)
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家。如此多利好,讓我們今天不得不好好梳理一下具身智能。下文從基礎(chǔ)知識(shí)掃盲、歷史溯源、市場(chǎng)規(guī)模和現(xiàn)狀、上下游產(chǎn)業(yè)鏈和對(duì)應(yīng)龍頭標(biāo)的、總結(jié)和展望等五個(gè)維度,全面解析這一未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)。一、基礎(chǔ)知識(shí)掃盲1、什么是具身智能EAI具身智能,英文EmbodiedAI,簡(jiǎn)稱EAI,
依靠物理實(shí)體(如機(jī)器人、自動(dòng)駕駛車(chē)輛等)與環(huán)境交互來(lái)實(shí)現(xiàn)智能增長(zhǎng)的智能系統(tǒng)。在智能體與環(huán)境的交互過(guò)程中,通過(guò)感知、控制和自主學(xué)習(xí)來(lái)積累知識(shí)和技能,形成智能并影響物理世界的能力。其核心在于將感知、決策和執(zhí)行緊密結(jié)合,主要挑戰(zhàn)在于硬件性能、算法泛化能力與系統(tǒng)集成水平。2、易混概念比較(1)
EAI≠大模型+機(jī)器人,而是=AI+機(jī)器人(等物理實(shí)體)。大模型雖有推理決策、語(yǔ)言和視覺(jué)能力,但不存在主觀感覺(jué)能力,多少億參數(shù)都不行。(觀點(diǎn)出自斯坦福教授李飛飛),腦、身體和環(huán)境的深度耦合是產(chǎn)生高級(jí)認(rèn)知的基礎(chǔ)。這需要構(gòu)建新一代人工智能算法,結(jié)合了腦神經(jīng)、運(yùn)控控制等復(fù)雜理論,推動(dòng)具身智能實(shí)現(xiàn)認(rèn)知涌現(xiàn)。(2)
EAI
≠人形機(jī)器人,
EAI>人形機(jī)器人,具身智能可以搭載到其他機(jī)器人,比如仿生機(jī)器人、機(jī)器狗、L4自動(dòng)駕駛等;人形機(jī)器人只是具身智能的一種應(yīng)用,也被認(rèn)為是最理想的應(yīng)用形態(tài)。(3)
EAI
≠智能體Agent,兩者各有交叉和側(cè)重。
Agent
是代理人,既可以是虛擬世界的,如manus,
也可以是物理世界的智能機(jī)器人,;而EAI一定要是真實(shí)世界的實(shí)體物體,如人形機(jī)器人。3、具身智能三要素具身智能要同時(shí)需要具備“本體+環(huán)境交互+智能進(jìn)化”三要素:首先強(qiáng)調(diào)要有具身本體,不能是虛擬的,要是實(shí)體,可以是人形機(jī)器人、四足機(jī)器狗、無(wú)人汽車(chē)、無(wú)人飛機(jī)等。本體要具備環(huán)境感知、運(yùn)動(dòng)和操作執(zhí)行等能力其次強(qiáng)調(diào)與環(huán)境的交互能力,不僅能感知環(huán)境,還能通過(guò)行動(dòng)來(lái)影響環(huán)境并在與環(huán)境的交互中不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)。用擬人化的思維路徑去學(xué)習(xí),做出人類(lèi)期待的行為反饋。最后強(qiáng)調(diào)一個(gè)增量,主要是智能的提升和進(jìn)化,具身智能不僅僅要利用大模型的知識(shí)、算法理解和表達(dá)能力,更要通過(guò)本體與物理世界的交互來(lái)展現(xiàn)和發(fā)展智能,實(shí)現(xiàn)自主和智能的提升。4、EAI三大構(gòu)成部分
具身智能EAI包括感知模塊、交互模塊、運(yùn)控模塊。其中,感知模塊是基礎(chǔ),通為交互與運(yùn)控模塊提供信息,并實(shí)時(shí)反饋,以便機(jī)器人感知外部環(huán)境和物體、調(diào)整運(yùn)控規(guī)劃。
二、歷史溯源具身智能的發(fā)展歷史可以分為以下四個(gè)階段:1、早期萌芽階段(1950s-1990s):1950年,艾倫·圖靈AlanTuring在論文《計(jì)算機(jī)器與智能》中首次提出“具身智能”的概念。1986年,羅德尼·布魯克斯從控制論角度強(qiáng)調(diào)智能是具身化和情境化的。1991年,布魯克斯在論文中探討了智能產(chǎn)生的本源,認(rèn)為智能行為可從自主機(jī)器與其環(huán)境的簡(jiǎn)單物理交互中產(chǎn)生。1999年,羅爾夫·普費(fèi)弗等人提出智能并不局限于大腦或某些算法,強(qiáng)調(diào)身體對(duì)智能形成的根本影響。2、技術(shù)積累階段(1990s-2006):隨著智能理論的完善、底層數(shù)學(xué)理論的深耕,AI三大學(xué)派從各自突破,逐步走向取長(zhǎng)補(bǔ)短的綜合性研究,為具身智能發(fā)展奠定理論和算法基礎(chǔ)。3、深度學(xué)習(xí)推動(dòng)其快速發(fā)展(2006-2020):深度學(xué)習(xí)的概念由杰弗里·辛頓等人在2006年提出。通過(guò)構(gòu)建深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),利用其多層結(jié)構(gòu)自動(dòng)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的層次化特征表示,從而提高模型的性能和泛化能力,這一概念開(kāi)啟了深度學(xué)習(xí)的新時(shí)代。深度學(xué)習(xí)等技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了具身智能研究進(jìn)入新階段,研究人員開(kāi)始利用虛擬物理環(huán)境和計(jì)算能力設(shè)計(jì)和訓(xùn)練智能系統(tǒng)4、技術(shù)突破階段(2022年至今):以ChatGPT為代表的大模型的通用知識(shí)和智能涌現(xiàn)能力,為機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能感知、自主決策乃至擬人化交互方面帶來(lái)巨大潛力。2023年,英偉達(dá)創(chuàng)始人黃仁勛提出具身智能是人工智能的下一個(gè)浪潮。2024年,具身智能入選“新一代信息工程科技新質(zhì)生產(chǎn)力技術(shù)備選清單”。2025年,具身智能被寫(xiě)入政府工作報(bào)告,國(guó)內(nèi)已有超過(guò)20個(gè)城市將發(fā)展具身智能。從歷史的角度來(lái)看,工業(yè)機(jī)器人的硬件進(jìn)化不斷發(fā)展,從自動(dòng)化設(shè)備到移動(dòng)機(jī)器人,從協(xié)作機(jī)器人到人形機(jī)器人,每一步都代表著技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新。當(dāng)下,已經(jīng)進(jìn)入了AI大模型與機(jī)器人在底層技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用融合的交叉時(shí)代。三、市場(chǎng)規(guī)模和現(xiàn)狀1、全球市場(chǎng):據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),2025年全球具身智能市場(chǎng)規(guī)模將突破千億美元,其中物流、醫(yī)療等垂類(lèi)場(chǎng)景的滲透率有望達(dá)到15%-20%。據(jù)高盛研究,人形機(jī)器人市場(chǎng)逐年增長(zhǎng),到2035年估值可能高達(dá)380億美元?;ㄆ煦y行預(yù)測(cè),到2050年,全球具身智能/人形機(jī)器人數(shù)量將超過(guò)6億臺(tái),市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到7萬(wàn)億美元,未來(lái)幾年年復(fù)合增長(zhǎng)率CAGR為47.7%。2、中國(guó)市場(chǎng):據(jù)頭豹報(bào)告顯示,2023年中國(guó)具身智能市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到4186億元,2027年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到6328億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)10.5%。中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)穩(wěn)居全球機(jī)器人生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)龍頭地位,“十五五”時(shí)期,產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)至4000億元左右,且市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)居全球首位。3、國(guó)內(nèi)外具身智能企業(yè)國(guó)外有:有特斯拉、谷歌、英偉達(dá)等科技巨頭,以及Figure、Agility、波士頓動(dòng)力、1X、NEURARobotics、MenteeRobotics等初創(chuàng)公司。
國(guó)內(nèi):具身智能浪潮的玩家主要包括科技大廠、傳統(tǒng)機(jī)器人公司和新生代的具身智能公司等。這些企業(yè)正與最前沿術(shù)研究與產(chǎn)品研發(fā)相結(jié)合,為具身智能市場(chǎng)釋放無(wú)限想象力包括華為、比亞迪、騰訊、小米、宇樹(shù)科技、智元、優(yōu)必選、新松、大象、科大訊飛等企業(yè)。具體看下圖:四、產(chǎn)業(yè)鏈&國(guó)內(nèi)外標(biāo)的具身智能EAI通過(guò)物理實(shí)體(如機(jī)器人、自動(dòng)駕駛車(chē)輛等)與環(huán)境進(jìn)行交互的智能系統(tǒng),融合了先進(jìn)技術(shù)、復(fù)雜系統(tǒng)集成和多元化應(yīng)用場(chǎng)景的綜合性產(chǎn)業(yè),其核心在于將感知、決策和執(zhí)行緊密結(jié)合。EAI的產(chǎn)業(yè)鏈包含上游的芯片、傳感器、控制器、電機(jī)、通信模組、能源管理等核心硬件和基礎(chǔ)材料;中游包括AI算法、大模型、操作系統(tǒng)、云服務(wù)等軟件和集成平臺(tái);下游為主要產(chǎn)品和應(yīng)用場(chǎng)景。下面來(lái)具體拆解一下:
具身智能產(chǎn)業(yè)圖譜
(圖片來(lái)自36氪)六、
(一)、上游:核心硬件與原材料--基礎(chǔ)上游環(huán)節(jié)是具身智能產(chǎn)業(yè)的硬件基礎(chǔ),主要包括芯片、傳感器、控制器、電機(jī)(含伺服電機(jī))、通信模組、能源管理等。各硬件拆解如下:1、芯片--EAI的“心臟”目前機(jī)器人的“大腦”主要采用AI芯片,包括GPU、TPU、NPU等,主要提供強(qiáng)大的計(jì)算能力,支持復(fù)雜的算法運(yùn)行,用于高效處理感知和決策任務(wù)。海外頭部廠商,如英偉達(dá)、AMD等處于領(lǐng)先地位;國(guó)內(nèi)華為、寒武紀(jì)慢慢崛起:華為的昇騰910芯片基于7nm增強(qiáng)版工藝,最大功耗為350W,算力可達(dá)到256TFOPS;地平線的征程系列芯片已在多家車(chē)企實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。同時(shí),寒武紀(jì)的云端AI芯片、黑芝麻的智能座艙芯片等亦表現(xiàn)不俗。此外,億鑄科技、知存科技、蘋(píng)芯科技、九天睿芯等一批初創(chuàng)公司選擇跳脫傳統(tǒng)架構(gòu),布局存算一體架構(gòu)等新興技術(shù),力圖填補(bǔ)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空白。2、傳感器--收集外界信息傳感器則負(fù)責(zé)收集外部環(huán)境的多維數(shù)據(jù),如視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力矩等,是實(shí)現(xiàn)具身智能感知和交互功能的基礎(chǔ)。從技術(shù)壁壘、價(jià)值量、未來(lái)產(chǎn)業(yè)趨勢(shì),我們認(rèn)為傳感器排序:六維力矩>觸覺(jué)傳感>關(guān)節(jié)傳感>雙目攝像頭>IMU(1)力傳感器:能夠測(cè)量智能體與環(huán)境的接觸力和力矩,分為一維、三維、六維力矩傳感器;其中是六維力傳感器技術(shù),需要測(cè)量空間三個(gè)坐標(biāo)軸方向的力(F、FY、FZ)和繞三個(gè)坐標(biāo)軸方向的力矩(MX、MY、MZ)的6個(gè)維度的力,高精度解耦各個(gè)方向和力矩間的干擾,獲得力矩的姿態(tài),監(jiān)測(cè)力矩是否在安全范圍內(nèi),難度和壁壘極高。
海外六維力矩老牌廠商多,產(chǎn)品精度高,高如韓國(guó)的Robotous,采用容式方案,規(guī)模較大;美國(guó)ATI、AMTI采用應(yīng)變片式,性能領(lǐng)先,價(jià)格高昂;德國(guó)的HBM、ME,均可自產(chǎn)應(yīng)變片;瑞士Kistler是電壓式的領(lǐng)導(dǎo)者。國(guó)內(nèi)多家廠商,如柯力傳感、安培龍、東華測(cè)試等均已開(kāi)始布局。(2)觸覺(jué)傳感器:觸覺(jué)傳感器追求高靈敏度(多維力感知)、高集成度(單位面積列陣單元多)、高延展性(耐用、高分辨率柔性材料)、成本低,以便獲取物體信息,提升靈巧手抓取的力和力矩的控制效果,對(duì)硬件、生產(chǎn)工藝、算法均要求高。目前多技術(shù)路線并行,短期看,壓阻式傳感器技術(shù)難度低、成本可控,更多在中低端領(lǐng)域放量;而電容式及電磁式性能更優(yōu),抗干擾能力提升后,放量潛力大;觸觸覺(jué)傳感器理論上限高,隨數(shù)據(jù)積累及大模型成熟,同時(shí)集成度提升后,未來(lái)潛力大。格局上,美企領(lǐng)先,但中國(guó)企業(yè)加速布局,未來(lái)可期.(3)機(jī)器視覺(jué):可分為2D和3D視覺(jué),2D成像技術(shù)使用到的傳統(tǒng)RGB相機(jī),僅能捕捉到物體表面的紋理信息,沒(méi)有物體到相機(jī)的距離信息,3D視覺(jué)感知可補(bǔ)充2D視覺(jué)的不足。3D視覺(jué)感知技術(shù)包括飛行時(shí)間(ToF)法、雙目立體視覺(jué)法、結(jié)構(gòu)光法等。目前人形機(jī)器人主流是3D視覺(jué)方案為主,搭配激光雷達(dá)等多融合方案為輔,以保證具身智能的環(huán)境感知及交互能力。(4)IMU慣性傳感器:能夠測(cè)量物體的角速度和加速度,主要負(fù)責(zé)姿態(tài)控制和定位導(dǎo)航。利用加速度計(jì)和陀螺儀需精確對(duì)齊,以避免軸偏角誤差要精準(zhǔn)測(cè)量,做到零偏誤差、非正交誤差非常難。同事校準(zhǔn)算法的開(kāi)發(fā)也非常關(guān)鍵。早期國(guó)外Honeywell、ADI卡著技術(shù),現(xiàn)在芯動(dòng)聯(lián)科、華藝科技等多家國(guó)內(nèi)廠商都在加速開(kāi)發(fā)。3、控制器是具身智能機(jī)器人的“智慧大腦”,對(duì)傳感器收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效處理,并發(fā)出精確的控制指令,傳感器反饋信息,指導(dǎo)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)的任務(wù)動(dòng)作??刂破鞯墓δ軓?qiáng)大而多樣,涵蓋運(yùn)動(dòng)控制、邏輯運(yùn)算、任務(wù)規(guī)劃等多個(gè)方面??刂破髦饕沁\(yùn)動(dòng)控制比如路徑規(guī)劃、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等,可以對(duì)傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和判斷,從而做出相應(yīng)的決策。例如讓機(jī)器人在遇到障礙物時(shí)自動(dòng)繞行;在任務(wù)規(guī)劃方面,控制器能夠根據(jù)任務(wù)要求,制定合理的執(zhí)行步驟和策略,指揮機(jī)器人高效完成任務(wù)。4、電機(jī)電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的關(guān)鍵部件,主要用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。而伺服電機(jī)是EAI的核心部件,根據(jù)控制器指令實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)的精確控制,完成精準(zhǔn)定位和操作。其中、無(wú)框力矩電機(jī)和空心杯電機(jī)分別用于機(jī)器人的靈巧手,兩者壁壘較高:無(wú)框力矩電機(jī):電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,沒(méi)有軸、軸承、外殼、反饋或端蓋;僅由定子和轉(zhuǎn)子組成,高徑長(zhǎng)比,多磁極設(shè)計(jì),是一種特殊類(lèi)型的永磁無(wú)刷同步電機(jī),具備質(zhì)量輕、體積小、集成度高、響應(yīng)快、能效高等優(yōu)勢(shì),適合扭矩需求大的的場(chǎng)景,比如機(jī)器人的線性關(guān)節(jié)和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。空心杯電機(jī):主要運(yùn)用于人形機(jī)器人的靈巧手,無(wú)刷空心杯電機(jī)轉(zhuǎn)子由環(huán)形磁鋼、轉(zhuǎn)軸及其固定件組成,定子由環(huán)形硅鋼片和空心杯線圈粘結(jié)而成。核心工藝為線圈的設(shè)計(jì)和線圈繞制、自動(dòng)化設(shè)備等3大壁壘。5、通信模組通信模組是將多個(gè)功能組件,包括芯片、天線、射頻電路等集成在一起,形成一個(gè)獨(dú)立的、可插拔的模塊化組件。負(fù)責(zé)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸和通信,確保系統(tǒng)各部分之間的協(xié)同工作,實(shí)現(xiàn)信息的無(wú)縫流轉(zhuǎn)。通過(guò)這些模組,不同設(shè)備可以在4G、5G、WiFi、BLE或其他通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。如果沒(méi)有模組,終端就如一座“孤島”,無(wú)法上報(bào)數(shù)據(jù)和接收指令。常用通信模組分類(lèi)如下:6、能源管理整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的能源供應(yīng),包括高性能電池、先進(jìn)的電源管理系統(tǒng)、能量分配、熱管理等系統(tǒng),確保機(jī)器人能夠長(zhǎng)時(shí)間工作、散熱和運(yùn)行和控制的穩(wěn)定。7、國(guó)內(nèi)外龍頭企業(yè)(1)芯片與計(jì)算平臺(tái)
國(guó)外:NVIDIA(Orin芯片)、Intel(Mobileye)、Tesla(Dojo芯片)。
國(guó)內(nèi):地平線(征程系列)、寒武紀(jì)(思元系列)、華為(昇騰系列)、紫光國(guó)微(國(guó)產(chǎn)嵌入式AI芯片,融合量子加密技術(shù))。(2)傳感器:
國(guó)外:Velodyne(激光雷達(dá))、TactileLabs(觸覺(jué)傳感器)。
國(guó)內(nèi):①視覺(jué)傳感器:禾賽科技(激光雷達(dá))、奧比中光(3D視覺(jué))、韋爾股份(CIS圖像傳感器)、奧普特(3D視覺(jué)傳感器)、凌云光(可配置視覺(jué)系統(tǒng)、智能視覺(jué)裝備)、水晶光電(濾光片等光學(xué)元器件龍頭)。②六維力矩傳感:柯力傳感、東華測(cè)試、安倍龍、納芯微、凌云股份等。③觸覺(jué)傳感器:華培動(dòng)力、安倍龍、康斯特、漢威科技、士蘭微等。④
溫度傳感器:安培龍、漢威科技、華培動(dòng)力等。⑤
IMU傳感:明皜傳感(蘇州固锝)、芯動(dòng)聯(lián)科、華依科技、矽??萍?、深迪半導(dǎo)體、士蘭微、美泰科技、星網(wǎng)宇達(dá)、理工導(dǎo)航等。(3)控制器:匯川技術(shù)(運(yùn)動(dòng)控制)、瑞德智能、雷賽智能、貝仕達(dá)克、和而泰等。(4)電機(jī):國(guó)外廠商:科爾摩根、TQRobodrive、Nidec、Parker等。國(guó)內(nèi)龍頭:鳴志電器:(國(guó)內(nèi)第一、全球第四的步進(jìn)電機(jī)龍頭)、步科股份(第三代無(wú)框力矩電機(jī)產(chǎn)品對(duì)標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先)、兆威機(jī)電、偉創(chuàng)電氣、禾川科技、合泰科技、大族電機(jī)、昊志機(jī)電、匯川技術(shù)(國(guó)內(nèi)工業(yè)伺服系統(tǒng)龍頭)等。(5)通信模組:國(guó)內(nèi)龍頭:FiOOCON廣和通、日海智能SunseaAIOT、NeoWay有方、龍尚科技LONGUNG、ZTE中興等。(6)能源管理:國(guó)外:松下Panasonic、LG化學(xué)等。國(guó)內(nèi):寧德時(shí)代、比亞迪、德賽電池(機(jī)器人能源管理一體化方案)、中熔電氣(國(guó)內(nèi)唯一覆蓋1000V機(jī)器人高壓平臺(tái)的熔斷器供應(yīng)商)、三花智控(液冷技術(shù)機(jī)器人熱管理)等。總之、上游環(huán)節(jié)是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ),為中游和下游提供了必要的硬件支撐。這些基礎(chǔ)設(shè)施的質(zhì)量、性能和可靠性直接影響到中游產(chǎn)品的整體性能和下游應(yīng)用的實(shí)際效果。(二)、中游:系統(tǒng)集成與解決方案中游環(huán)節(jié)是產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)核心,涉及AI算法、大模型、操作系統(tǒng)、云服務(wù)以及中間件的開(kāi)發(fā)與集成。這一環(huán)節(jié)的工作是將上游的硬件組件“激活”,通過(guò)編程和系統(tǒng)集成,使其能夠執(zhí)行復(fù)雜的智能任務(wù)。1、AI算法(大模型)AI算法是具身智能的“大腦”,負(fù)責(zé)處理和分析數(shù)據(jù),做出決策。大模型的引入,極大地提升了具身智能的感知精度、決策效率和執(zhí)行自主性,使其能夠更靈活地適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境,推動(dòng)智能技術(shù)邁向新高度。我們先看一下大模型的分類(lèi),大模型分為具身智能大模型和非具身智能大模型:非具身大模型即傳統(tǒng)的語(yǔ)音圖文視頻大模型,如GPT4或豆包等;具身智能大模型則分為自動(dòng)駕駛大模型(如特斯拉的FSD、華為乾崑ADS3.0)和機(jī)器人大模型(如FigureAI的Helix,智元機(jī)器人的GO-1等)。目前,具身大模型可以分為端到端大模型,和分層具身大模型。從人體“大腦-小腦-肢體”的架構(gòu)來(lái)看,分層大模型通過(guò)不同層次模型協(xié)作,利用底層硬件層和中間響應(yīng)快的小模型彌補(bǔ)上層大語(yǔ)言模型的不足,推動(dòng)機(jī)器人在實(shí)際場(chǎng)景的應(yīng)用,曾經(jīng)是主流。但隨著人工智能的發(fā)展,VLA(視覺(jué)-語(yǔ)言-動(dòng)作)等端到端模型能夠直接實(shí)現(xiàn)從人類(lèi)指令到機(jī)械臂執(zhí)行,即輸入圖像及文本指令,輸出夾爪末端動(dòng)作,需要數(shù)據(jù)的不斷積累和技術(shù)的迭代。未來(lái)端到端大模型是具身智能的主流。端到端大模型的4種發(fā)展路線是:①LLM(大語(yǔ)言模型)+VFM(視覺(jué)基礎(chǔ)模型→
②
VLM(視覺(jué)-語(yǔ)言模型)→③VLA(視覺(jué)-語(yǔ)言-動(dòng)作模型,如谷歌RT-H模型)→④多模態(tài)大模型(是未來(lái)!如IBM研究的MultiPLY模型)。下圖為具身智能發(fā)展階段:從模塊化走向OneModel端到端(圖片來(lái)源甲子光年)2、操作系統(tǒng)為智能設(shè)備提供統(tǒng)一的軟件平臺(tái),支持各種應(yīng)用程序的運(yùn)行和管理。3、云平臺(tái)服務(wù)具身智能,需要處理大量的數(shù)據(jù)和運(yùn)行復(fù)雜的算法。云服務(wù)基于云計(jì)算技術(shù),能夠提供彈性可擴(kuò)展的計(jì)算資源,滿足具身智能在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)和運(yùn)行高性能算法時(shí)的需求。從整體來(lái)看,受生成式AI和大模型所帶動(dòng)的算力需求刺激下,云計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),據(jù)中國(guó)信通院數(shù)據(jù),2023年我國(guó)云計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模6165億元,2027年有望突破2.1萬(wàn)億元。國(guó)外EAI的云服務(wù)平臺(tái)有亞馬遜的AWSRoboMake、微軟的Azure、英偉達(dá)的
Omniverse;國(guó)內(nèi)阿里云、天翼云、移動(dòng)云、華為云、騰訊云以及聯(lián)通云穩(wěn)居中國(guó)公有云IaaS市場(chǎng)份額的前六名,是具身智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有力保障。4、中游各標(biāo)的龍頭(1)AI算法(大模型)①寒武紀(jì):深耕AI芯片設(shè)計(jì),思元系列芯片適配具身智能的端側(cè)推理需求。公司與智元機(jī)器人合作。②海光信息:國(guó)產(chǎn)AI芯片領(lǐng)軍企業(yè),DCU產(chǎn)品性能對(duì)標(biāo)英偉達(dá)A100。③大模型:通用大模型:國(guó)內(nèi)公布的大模型數(shù)量已超過(guò)300個(gè),盤(pán)古大模型:百度文心一言、阿里云通義、騰訊混元、字節(jié)的云雀大模型,科大訊飛的星火大模型、商湯的SenseChat大模型、智譜清言GLM-4等AI通用類(lèi)大模型。機(jī)器人大模型:國(guó)外:FigureAI的Helix大模型(國(guó)外)、谷歌的DeepMind等。國(guó)內(nèi):智元GO-1(智元啟元大模型,未上市)、星動(dòng)紀(jì)元ERA-42(端到端原生機(jī)器人大模型,未上市)、銀河通用GraspVLA(端到端具身抓取基礎(chǔ)大模型GraspVLA,未上市)等。垂類(lèi)自動(dòng)駕駛大模型:比亞迪璇璣大模型、小鵬的X-GPT大模型、毫末智行的DriveGPT、ApolloADFM等。(2)操作系統(tǒng):中科創(chuàng)達(dá):全球領(lǐng)先的智能操作系統(tǒng)龍頭,專(zhuān)注于為智能終端、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)、智能物聯(lián)網(wǎng)等。云從科技:深耕人機(jī)協(xié)同操作系統(tǒng)領(lǐng)域。華如科技:主營(yíng)是軍事仿真,細(xì)分專(zhuān)注于AI訓(xùn)練仿真沙盒系統(tǒng)。(3)云服務(wù)①百度智能云(BaiduAICloud),結(jié)合Apollo自動(dòng)駕駛平臺(tái)和PaddlePaddle深度學(xué)習(xí)框架,應(yīng)用與自動(dòng)駕駛、配送機(jī)器人等場(chǎng)景。②阿里云ET工業(yè)大腦:聚焦工業(yè)場(chǎng)景,提供機(jī)器人調(diào)度與生產(chǎn)優(yōu)化服務(wù)。
③華為云ModelArts:端云協(xié)同AI開(kāi)發(fā)平臺(tái),支持昇騰芯片加速推理。
應(yīng)用于安防機(jī)器人、智能巡檢等場(chǎng)景。④騰訊云TI-ONE:自動(dòng)駕駛仿真、AI訓(xùn)練任務(wù)編排、分布式加速。
應(yīng)用于智能交通、無(wú)人機(jī)路徑規(guī)劃等場(chǎng)景。⑤京東物流云:多AGV協(xié)同、倉(cāng)庫(kù)數(shù)字孿生、訂單智能分揀。
⑥大疆智云:無(wú)人機(jī)專(zhuān)屬云服務(wù)平臺(tái),支持飛行數(shù)據(jù)管理與任務(wù)規(guī)劃。
⑦小鵬汽車(chē)XCloud:面向車(chē)端智能的云平臺(tái),支持?jǐn)?shù)據(jù)閉環(huán)與OTA升級(jí)。
⑧商湯科技SenseParrots:3D物體識(shí)別、行為預(yù)測(cè)、多攝像頭融合。應(yīng)用于服務(wù)機(jī)器人、智能安防等場(chǎng)景。中游環(huán)節(jié)是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)核心,不僅負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備的各項(xiàng)功能,還為下游應(yīng)用提供技術(shù)支持和解決方案,推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新和發(fā)展。(三)下游:應(yīng)用場(chǎng)景1、應(yīng)用場(chǎng)景介紹具身智能在工業(yè)制造、服務(wù)業(yè)、醫(yī)療康復(fù)、交通出行、應(yīng)急救援、科研太空探索等領(lǐng)域的多元化應(yīng)用場(chǎng)景均有廣泛應(yīng)用:工業(yè)制造:
倉(cāng)儲(chǔ)物流AGV/AMR應(yīng)用、靈巧手在精密組裝、檢驗(yàn),特別是在3C、醫(yī)療設(shè)備和精密儀器的生產(chǎn)線上,進(jìn)行高精度的組裝和調(diào)整。醫(yī)療保健:手術(shù)機(jī)器人的精確度和穩(wěn)定性;靈巧手可輔助患者進(jìn)行物理治療和功能恢復(fù),通過(guò)模仿人類(lèi)的抓握和釋放動(dòng)作。服務(wù)行業(yè):在酒店、餐廳和零售業(yè),靈巧手可以遞送食物、整理商品和提供客服等。人形服務(wù)員可以使用靈巧手來(lái)處理菜單、賬單等。家庭助理:家庭服務(wù)機(jī)器人配備靈巧手,可以協(xié)助家務(wù)活動(dòng),如清潔、烹飪、洗衣和照顧小孩或老人、如修理小物件或植物澆水。科研太空等探索:靈巧手在實(shí)驗(yàn)室中用于進(jìn)行精確的實(shí)驗(yàn)操作,減少人為誤差。在太空探索和深海研究中,還能夠進(jìn)行樣本采集和設(shè)備維護(hù)。應(yīng)急響應(yīng):在災(zāi)難救援中,靈巧手能夠幫助機(jī)器人進(jìn)行搜索、救援和重建工作,處理危險(xiǎn)或不穩(wěn)定的環(huán)境。自動(dòng)駕駛:L4/L5級(jí)無(wú)人駕駛車(chē)輛、無(wú)人配送車(chē)等。整體趨勢(shì):從專(zhuān)用到通用,從ToB到ToC,具身智能機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景持續(xù)拓寬。EAI的應(yīng)用場(chǎng)景先從工業(yè)制造業(yè)導(dǎo)入,向商業(yè)和交通出行到家庭服務(wù)消費(fèi)場(chǎng)景逐步滲透,遠(yuǎn)期有望應(yīng)用于外太空航天等極限環(huán)境作業(yè)。如下圖:2、國(guó)內(nèi)外龍頭
①人形機(jī)器人:國(guó)外:特斯拉、波士頓動(dòng)力、FigureAI等;國(guó)內(nèi):優(yōu)必選、宇樹(shù)、傅利葉、智元、銀河通用等。
②自動(dòng)駕駛:
國(guó)外:Waymo、Cruise(L4自動(dòng)駕駛)。
國(guó)內(nèi):比亞迪、小鵬、賽力斯、小米、百度Apollo、文遠(yuǎn)知行等。
③工業(yè)領(lǐng)域:國(guó)外:KUKA(工業(yè)機(jī)器人)、Amazon(倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人Kiva)。
國(guó)內(nèi):埃斯頓(工業(yè)機(jī)器人龍頭)
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