10月16日,第二届美的远见者大会在佛山顺德举行。
大会现场,机械电子工程专家、华中科技大学教授、中国科学院院士丁汉以“机器人未来技术研判”为主题作了分享。
“机器人技术未来会成为颠覆性技术,有可能会成为第三次工业革命的切入点。”丁汉表示,机器人已经进入了很长的发展阶段,像工业机器人、服务机器人、特种机器人,但目前这些机器人的功能和实用性都与人们的期望值有较大差距。工业机器人只能在一些结构化的环境工作,服务机器人只能做一些简单的升舱和迎宾,而特种机器人基本上都是靠一些操作来完成的。
关于机器人未来的趋势,丁汉认为一个很重要的切入点是共融机器人,就是机器人与人共融、机器人和环境共融、机器人和机器人共融。机器人和机器人共融如无人机、海陆空协同等,共融机器人应该是未来一个非常重要的方向。
丁汉也提到,机器人发展趋势,以前看到的都是机器,未来把人的因素不断增加,机器人的自主性和适应性(2个A)在不断增长,以前的工业机器人基本上都是靠编程、靠试教,但未来有没有可能自己学习、自己编程、自己进行规划呢?这是未来的发展方向。
在丁汉看来,机器人发展未来的一个趋势是——人形机器人。人形机器人最主要的特点是各种技术的集大成者。人形机器人目前可以有一个很好的载体集成AI。
机器人发展未来的另一个趋势是——养老机器人。要知道,我国养老需求非常大。养老包括康复、护理和陪伴。
机器人发展未来还有一个趋势是——医疗机器人。未来每一个手术都会配个机器人,因为人可能会发挥人的经验,机器比较精准,不知疲劳,医疗机器人未来的发展应该是非常蓬勃向上的。
“与以前工业机器人相比有很大的不同点,我们面临很大的挑战。”丁汉称,第一个核心技术是大脑,必须模拟人的大脑,怎样能够进行大规模数据采集,实时处理,能够支持机器人交互能力,能够支持全场景应用。
还有小脑。怎样能够保证行为表征以及协同的自主能力,以及交互能力,在小脑是完成生物体复杂的运动控制。
还有机件的本体。以前看到的机器人都是刚体机器人,只能完成一些固定工作,未来可能有刚柔,还有可能会有刚柔软,但人体的骨骼是由刚柔软组成的,未来机器人本体可能会更加突破刚体的限制,会走向刚柔、刚柔软,使得机器人更加灵巧。
丁汉表示,人形机器人主要是模仿人的功能,真正要做到形似到神似还是很难的,形似也不容易,做到神似就更加困难一点。
以前不管是看到工业机器人还是协作机器人,它都是一种专用的,未来难就难在走向通用。以前干什么活,先给它编程,先把它做好,所以机器人难就难在它对一些复杂场景怎样做到通用,对人形机器人来讲还是非常有挑战性的工作。
丁汉坦言,人形机器人有几大关键技术仍然比较困难。一是体能。因为现在人形都是靠缸体来模拟的;二是技能,运动与平衡;三是智能,控制与决策。这里面最主要的就是骨骼机构,现在人们看到的都是缸体机构,真正与人相比还是比较困难的;四是电机,电机单元做的很多。但人形的电机更强调爆发力,它应该是常规电机的5到10倍。最重要的是行走控制能力,怎样做到高速的实时的计算能力。
在丁汉看来,人形机器人未来还是要做到强引领,怎样加强技术研究。其次,要攻克一些关键技术,此外提出一些示范应用,希望未来在工业现场、在养老康复、重大安全里面进行应用。
在现场,中山大学计算机学院教授、鹏城实验室多智能体与具身智能研究所所长林倞以“大语言模型和具身智能技术及未来展望”为主题也作了分享。
林倞表示,如何把感知、规划、控制一体化的模型构建出来。目前正面临四大挑战:第一,空间推理能力。长期的人工智能是从数字或采集好的数据做起的,不管是图像,还是语音,首先这个数据很多时候是丢失的空间和物理的信息。反之,在机器人里要具备像人一样能够对空间的深度感知、透彻的理解,比如完成一个指令时,知道有一个体的概念,知道我们的目标、任务、躯干以及能力的边界。
第二,长程任务规划。相比语言任务的对话,机器人的对话会更长,是动态的上下文,而非固化的。
第三,小脑的能力。到了执行操控层,现在自回归的概率型模型未必适合精准的操控,还要回到大小脑协同的架构来完成运动控制和概率模型的结合。
第四,数字和仿真。林倞表示,很长一段时间,具身智能还是要围绕着数据集、数据驱动。只是我们把传统数字空间的数据变成了基于物理世界和模拟环境共同构建的具身数据的研究。
另值一提的是,能源科学与工程热物理专家、南方科技大学碳中和能源研究院院长、中国科学院院士赵天寿在大会现场以“能源转型与新型储能”为主题也作了分享。
赵天寿表示,不管是工业机器人,还是人形机器人,本质都是“人”。机器人的饭是能源、是电能。
首先,要实现碳中和,最根本的是要大规模利用太阳能和风能实现能源转型。目前来说,能源转型比想象的要难,主要是由于太阳能和风能可再生能源的不可控制性、波动性。所以需要储能,特别是长时储能。
其次,液流电池(一种新型的储能技术),它有一些特别优势,能够在未来派上用场。要2060年实现碳中和目标,最根本的还是要能源转型,既要用现在的太阳能和风能来替代过去的传统能源。尽管过去20多年发展的非常好,但去年特别是太阳能和风能装机占比增加的速度有点下降。
还有就是,我国整个能源消耗上升也是非常快的,特别是去年,是10年来最高的。
赵天寿提到,虽说目前风机和光伏的装机容量已超过煤电、火电,但实际利用率并不是很高,有弃风、弃光的现象。如何应对该问题,就是发展储能技术。因为储能能够真正累积能量,平衡能量的付出,储能会在未来的新型电力系统中从发电侧、网侧以及用户侧都会发挥重要功能。
在发电侧,主要是要并网,提供尖峰负荷,同时避免断电。在网侧和用户侧都会有储能的功能。随着风光电占比的提高,需要的是长时储能技术,会在发电侧发挥它的重要作用,当风光电占比达到一定程度时,由于天气、气候原因有可能出现断电,必须靠长时储能作为一个保障。
在电网侧,也需要长时储能技术,要移风填谷,提高电的利用率的话,现在国家建立了好多从西部到东部的跨区域电网,专门输送可再生能源的电,这里面存在着低谷期,由波动性引起,我们必须在电网侧的储能技术也要超过6小时以上的长时储能技术,才能真正起到这种作用。
用户侧,从用电政策来说、峰段和谷段的时间基本上大于6个小时,也需要在用户侧长时储能,真正起到它的功能。
大型储能装置,是兆瓦级小时、G瓦级小时的储能电站,对这样的储能电站有三大要求:首先,要安全可靠。其次,要经济可行。这样才能真正被社会接受。此外,要资源可及。储能装置所需要的材料、安装不应该有太多的局限性,这样会影响它的广泛应用。
所以对于大型的储能技术,要安全可靠、经济可行、资源可及。
赵天寿坦言,现有储能技术还不够成熟,面临的关键问题首先是安全挑战,同时有地域和时域的局限性,特别是缺乏长时储能技术。
除了嘉宾作主题分享,大会现场还举行了以“人工智能与能源转型的未来”为主题的圆桌论坛。该圆桌论坛由美的集团副总裁兼CTO卫昶主持,参与嘉宾包括丁汉、赵天寿、林倞,上海交通大学研究生院院长、材料科学与工程学院教授邓涛,美的集团副总裁兼工业技术事业群总裁伏拥军,美的集团副总裁兼CDO张小懿等。