展望丨新たな兆レベルのレーシングコース
2024-08-19
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◇コアコンポーネントの国産代替から「天宮」「青龍」の登場まで、四川語を話せる「クアフ」から「ウォーカー泰山」まで最速の開発スピードで2ヶ月で中国は完成機製品をリリース企業数は20社を超え、外資系企業をはるかに上回る
◇中国の人型ロボット産業の競争優位性は具体化しつつあり、ハーモニック減速機や二次元減速機などのコアコンポーネントは、サービスや特殊ロボットだけでなく、主要な国際企業の供給システムにも参入しています。物流、医療、建設などの分野で導入されており、宇宙探査、緊急救助、公共の安全などでも重要な役割を果たしています。
◇我が国の多くの場所では、産業チェーンを統合するためのイノベーションセンターの設立から、結果を共有するためのオープンソースプラットフォームの構築に至るまで、集中的な取り組みが行われ、さらに基礎となるテクノロジーに焦点を当て、ヒューマノイドの産業問題を解決するための複数のリンクが加速されています。ロボット製造を実現し、新たな品質の生産性を育成します。
テキスト | 「ルックアウト」ニュース週刊レポーター 郭裕晶 朱漢東雪
人型ロボットのマザープラットフォーム「天宮」が北京で公開（2024年4月27日撮影） Photo by Guo Yujing/This Journal
「1969 年に第一世代の人型ロボットが登場して以来 55 年間、今日ほど夢の実現に近づいた瞬間はありません。人型ロボットの iPhone の瞬間が到来しました。」とゼネラルマネージャーのシオン・ユージュン氏は述べています。北京身体性知能ロボットイノベーションセンターは、最近 1 ～ 2 年での業界の進化は、過去数年間の発展を上回りました。
2024年4月、我が国が独自に開発した万能人型ロボット「天宮」が北京経済技術開発区にデビューした。身長は 163 センチ、体重は 43 キロです。 5 キロの重さを運ぶことができ、時速 6 キロで走ることができ、目が見えていても障害物を通過することができます。純粋な電気によって駆動されるサイズの人型ロボット。
7月、上海で開催された2024年世界人工知能会議では、世界初の汎用人型ロボットのオープンソース公開版マシン「青龍」が、世界的な身体化知能の最新成果を披露するために「パイオニアアレイ」に配置された。 』で鮮烈なデビューを飾った。
人工知能の大型モデルはロボットに脳を与え、外部世界と「通信」する能力を与えたため、かつては眠っていた市場の熱意に急速に火をつけ、ヒューマノイドロボットはコンピューター、スマートフォンに次ぐ破壊的な製品になると期待されています。世界の最先端の科学技術分野の激戦区です。ゴールドマン・サックスは、人型ロボット市場が2035年までに1,540億米ドルに達すると予測しています。
この兆レベルの軌道において、中国は他国と同時にスタートしている。
2023年11月、工業情報化省は「ヒューマノイドロボットのイノベーションと開発に関する指導意見」を発表し、2025年までに我が国の人型ロボットイノベーションシステムを初期確立し、次のような多くの主要技術を確立することを提案した。 「脳、小脳、手足」の核となるコンポーネントを安全かつ効果的に供給するブレークスルーを実現します。
つい今月、人型ロボットの中核技術、製品開発、応用エコシステム構築を対象とした国内初のイノベーションセンターである北京身体知能ロボットイノベーションセンターが北京経済技術開発区に設立され、北京と上海でイノベーションが始まった。 、広東省などの資源豊富な地域がこの新しい軌道の先頭に立っている。
2024年以降、浙江省、山東省、安徽省、四川省などの主要製造省は、技術研究、オントロジー統合、および技術研究における比較優位を最大限に発揮するために、産学研究を統合したイノベーションセンターを各地に急速に設立してきた。鍛造の成長を加速するためのアプリケーションデモシナリオを用意し、取締役会を強化し、欠点を補います。コアコンポーネントの国産代替から「天宮」や「青龍」の登場、四川語を話せる「クアフ」から「ウォーカー泰山」まで、最速の開発スピードで2か月で中国企業が完成機製品をリリースした数20を超えました。
人型ロボット産業はまだ底辺にあり、山の中腹にあり、大規模な商用アプリケーションの形成にはまだ時間がかかりますが、新技術、新素材、ハイエンド製造を統合したこの新しい産業は、社会の発展に貢献しています。ハイエンドに向かう中国産業の観察：基盤技術の研究からコア技術の独立した研究開発まで、リソースを統合するイノベーションセンターの設立から結果を共有するオープンソースプラットフォームの構築まで、アップグレードに関する独自の視点。市場セグメントの隠れたチャンピオンの育成からローカル産業チェーンの部品供給システムの構築まで、先進的な産業政策からイノベーションエコロジーが相互に促進し、技術革新、政策誘導、市場活力の「鉄のトライアングル」が迅速なスタートを促進します。業界の頂点に立ち、1兆レベルの新たな軌道でグローバル企業と競争します。
人型ロボットに代表される将来の業界の躍進こそが、中国の業界が急速に飛躍し、世界競争において新たな優位性を生み出す唯一の方法である。
技術的な障壁の山を登る
整然とした作業場では、産業用ロボットが遊星歯車減速機、サーボコントローラー、通信インターフェースモジュールを正確に組み立てています...上海市閔行区馬橋鎮の人工知能イノベーションパイロットゾーンにあるDachi Robot 5Gスマート工場では、最速の通信、コンピューティング、センシングを統合したロボットのインテリジェントなフレキシブル ジョイントが自動的に組み立てられるまでに 100 秒かかります。
「『5G + インダストリアル インターネット』やデジタル ツインなどのスマート テクノロジーのサポートのおかげで、この工場では 10 種類を超える異なるモデルの人型ロボット ジョイントを同時に生産できます。大量の自動生産により、参入コストを下げています。」人型ロボット産業の壁」と工場担当者が紹介する。
それでも、人型ロボットが発売されると、短期的には依然としてハードウェア、特にハイエンドの製造サポートを必要とするコアコンポーネントに大きな課題が生じます。シャオミのロボットチームの責任者は記者団に対し、「（人型ロボットの）上肢の現在の精度はセンチメートルレベル程度で、工業精度の0.01ミリにはまだ遠い。工業精度に達すれば、データは完成する」と語った。回収効率が大幅に向上します。」
製造精度は、我が国のハイエンド製造業において克服しなければならない砦となっています。この欠点をすぐに解決するにはどうすればよいでしょうか?
ロボットの動きの精度に決定的な役割を果たす精密減速機を例に挙げ、北京志通精密伝動技術有限公司の首席研究員、張岳明氏は記者団に対し、ロボットの動きの中核となる部品は「関節」であると語った。ジョイントは精密減速機で構成されており、その機能はサーボモーターの動力を伝達し、速度やトルクを調整する部品であり、従来、精密減速機の約75％は技術的障壁が高かった。国内の産業用ロボット市場は日本企業が独占していた。
産業用ロボット用減速機の国内メーカーは技術的障壁が高く、一般にリバースマッピングや模倣技術ルートを採用しており、製品の精度や耐久性が不十分となっている。 Zhitong Technology は理論的革新の源から出発し、先進的な設計手法を採用する道を歩んできました。 2015年年末には北京理工大学と協力し、「産学、研究、応用」の統合において緊密な協力を実施し、2020年に「北京志通」を設立した。総投資額8億元で「大学知能伝達技術研究所」を設立し、産業用ロボット関節用の高精度CRV減速機と人型ロボット用の新型サイクロイド精密減速機を研究、開発、生産する。
歯車伝動に関する基礎理論研究から歯車材料、熱処理、部品設計までゼロから試行錯誤と修正を繰り返し、高精度サイクロイド減速機の設計原理を完全に習得し、関連製品を完成させました。 . 設計および製造プロセスにおける主要なテクノロジー。
張岳明氏は、コア技術が独立して制御可能になって初めて、真に輸入代替を実現し、国内のギャップを埋めることができると述べた。現在、同社の人型ロボット精密減速機の精度や耐用年数などの中核となる性能指標は、国際トップレベルに達している。
独立した研究開発は、主要コンポーネントの「行き詰まり」を解決するための「標準」になりつつあります。これは、人型ロボットの中核となるセンシングコンポーネントであるセンサーにも反映されています。人型ロボットは自動車や産業環境で使用されるロボットとは異なり、匂いなどの特殊なセンサーが必要であり、製品化には小型化、高精度化、低コスト化と量産化が求められます。寧波順風人工知能・ヒューマノイドロボット研究所所長の郭吉順氏は記者団に対し、順風智能製造有限公司は独立した研究開発とパートナーとの共同研究開発を通じて、一連の製品の研究開発と生産能力を確立したと語った。人型ロボット用のキーセンサーキット。特殊なセンサーのニーズに応えるため、6次元力覚センサーやロボット嗅覚センサーなどが開発されています。その中でも、より高価な 6 次元力センサー、高精度 IMU、マルチスペクトル センサーなどは、大規模なバッチ アプリケーションのニーズを満たす目的を絞った設計とコスト削減のために人型ロボットをターゲットとしています。業界の専門家によると、センサーは中国産業の近代化とインテリジェンスの基盤でもあり、ハイエンドセンサーの研究開発と製造を促進するための市場需要が急務となっている。
UBTECH を含む一部の国内企業は、自社開発のロボット オペレーティング システム アプリケーション フレームワークを通じて外国システムの独占を打ち破り、真の自律性と制御性の実現を加速し、システムのセキュリティ、安定性、信頼性をさらに向上させています。 UBTECHの副社長で同研究所のエグゼクティブディレクターであるJiao Jichao氏は、中国には十分な市場規模があり、世界最高の産業サプライチェーンがあり、費用対効果の高い製品の大規模生産に非常に適していると述べた。
企業が主導するイノベーションの躍進に加えて、主要工業省や有力な製造都市も人型ロボット産業への参入を急いでおり、産業後背地が大幅に拡大している。
2024年3月、浙江省は寧波に浙江省ヒューマノイドロボットイノベーションセンターを設立し、ヒューマノイドロボットのインテリジェントセンシング制御技術の研究と完全なマシンシステムの開発に重点を置いた。寧波は、ロボットの減速機、コントローラー、サーボモーターの「3大コンポーネント」を配置している中国でも数少ない都市の1つで、人型ロボットの主要コンポーネントの供給において先行者としての優位性を持っている。
杭州市は、インテリジェントロボットの「脳」と「小脳」の構築に政策的および財政的支援を提供することを明確に提案しており、コアコンポーネントと完全な機械製造に関する主要な技術研究も2026年までに計画されている。インテリジェントロボット産業チェーン全体の価値は500億元を超え、産業レベルに達した完全な人型ロボット製品3製品を含む、50の新しい完全機械製品が含まれる。
山東省では、人型ロボット「ウォーカー泰山」が時速7.2キロで安定して走行し、国内トップレベルに達し、2カ月での人型ロボットとしては業界最速の開発速度を記録した。
山東省は人型ロボット産業の育成と拡大を支援するため、完全な人型ロボットを生産する企業に最大800万元の報奨金を、人型ロボットのコア部品やコンポーネントを生産する企業に最大300万元の報奨金を与える。人型ロボット。
安徽省には、ヒューマノイドロボットの「脳・小脳・四肢の評価」を中心とした包括的なフルチェーン技術レイアウトがあり、最近、安徽省ヒューマノイドロボット重点研究所と安徽省ヒューマノイドロボット産業イノベーションセンターという2つの省レベルのプラットフォームが設立された。設立が認可されました。
四川省では、「ヒューマノイドロボットの主要技術の研究開発と応用実証」を含む、7つの省の主要な人工知能科学技術プロジェクトの最初のバッチが今年3月に開始された。四川省の方言を話す地元の人型ロボット「クアフ」がこのほど、「文明化された交通カウンセラー」として綿陽の路上に現れた。
現在、私の国には完全な機械製品をリリースしている企業が20社以上あり、外国企業の数をはるかに上回っています。 CCIDシンクタンク未来産業研究センター人工知能研究室所長の鍾新龍氏は、中国は人型ロボット市場において先進国と基本的に同様の先行者優位性を持っており、第1位に位置していると考えている。特許レイアウトの点で世界をリードしており、独立した知的財産権を持つ企業とコアテクノロジー企業のグループを形成しています。中国の人型ロボット産業は競争上の優位性を形成しており、ハーモニック減速機や二次元減速機などのコアコンポーネントが大手国際企業の供給システムに参入し、特殊ロボットが導入されているだけではありません。物流、医療、建設などの分野での大規模なアプリケーションは、宇宙探査、緊急救助、公共の安全などの側面でも重要な役割を果たします。
まだまだ走りに課題はある
人型ロボットは少しずつ車体の横に来て、前後ドアのロックの良否を確認し、車体の中にアームを伸ばし、指でシートベルトを掴んで引き下げてテストした。シートベルト機能のテスト結果は、工場のインテリジェントな製造管理システムにリアルタイムでアップロードされました。最近、UBTECH産業用ヒューマノイドロボットが実践訓練のために安徽省合肥市の威来工場の組立作業場に入り、人間と協力して品質検査を完了した。
「人型ロボットは実験室を出て、実際の自動車製造環境に入ります。組み立てラインの現場データを収集することで、企業の生産ニーズを理解し、自己反復的なアップグレードを完了し、正式な立ち上げの準備をします。」と Jiao Jichao 氏は述べました。 。
産業シナリオは、ヒューマノイドロボット企業が最初にターゲットとするブレークスルーポイントになりつつあり、固定されたプロセスタスクしか実行できない従来の産業用ロボットに取って代わります。人型ロボットが工場に導入されていますが、数千世帯に導入されるのはまだ遠いのでしょうか?
製造技術の発展から判断すると、それほど早いとは言えません。 Zhang Yueming氏は、人型ロボットは歩行時に「揺れる」ことが多いが、これは製造技術の精度や剛性が不十分なことが原因であり、そのような「具体化された構造」が製造業の全体的な能力をある程度反映していると述べた。
現在、人型ロボットは実験室から産業化までの重要な岐路にあり、ロボット工学の分野で最も複雑な製品として、その開発は依然として多くの課題に直面しています。
まず、キーコンポーネントの分野では、まだ国際トップレベルとの差があります。
高精度サーボモータや精密減速機の出力密度、製品寿命、信頼性には、まだまだ改善の余地があります。
減速機を例に挙げると、Zhang Yueming氏は、製造プロセスは複雑かつ精密であり、製造技術と材料、さらには費用対効果の考慮に高い要件が求められると述べた。将来的には、国内技術が徐々に進歩し、同時に我が国の精密減速機市場全体が供給不足の状態にあるため、精密減速機の国内代替と国内代替のプロセスが大きくなる可能性があります。加速することが予想されます。
浙江省ヒューマノイドロボットイノベーションセンター所長で浙江大学教授のXiong Rong氏は、コンピューティングコントローラーの観点から見ると、小型サイズでの大きなコンピューティング能力には大きなギャップがあり、それが次の事実に反映されていると考えている。国内チップの計算能力と統合レベルは依然として国際的な先進レベルに遠く及ばない。二足歩行ヒューマノイドロボットの関節動作特性は、速い動作速度、良好な操縦性、歩幅と周波数の急速な変化など、人間の関節動作特性に似ています。これらの動作特性には、ドライバに高い出力密度、高い応答性、高い出力密度が要求されます。エネルギー利用効率や耐衝撃性などの特性。現在、国内の代替メーカーは立ち上げ段階にあり、大電流対応品はまだなく、製品の品質を検証する必要がある。 「企業からはより高い要求も出ており、次のステップでは国産品に代替できることを期待している」と述べた。
身体的知覚に使用されるハイエンドセンサーの性能と海外との間にはギャップがあります。
現在、量産可能な人型ロボット用のライダーセンサーや超広帯域カメラを開発・発売している企業もあり、「しかし、センサーの精度や耐久性の点では、総合的には世界の先端技術と比較して優れた性能を示している。製品には、まだ一定のギャップがあります」と Xiong Rong 氏は言いました。
全体として、センサーはコア技術の不足や産業規模の小ささなどの問題に直面しており、国内センサーの性能指標の安定性と信頼性は依然として海外の競合製品に比べて1～2桁遅れています。
第二に、我が国の機械全体のイノベーションは活発ですが、「0から1へ」のイノベーションが不足しています。張岳明氏は、国内の研究開発の熱意は非常に高く、進歩は早いと考えている。しかし、この業界はオリジナル技術に関しては「1から100」を開発するのは得意だが、「0から1」を革新するのは難しいことが多い。
国家地方ヒューマノイドロボットイノベーションセンターの首席研究員であるJiang Lei氏は、この課題を「一高五難」、すなわちハードウェアの閾値が高い、ソフトウェアアルゴリズムが難しい、ソフトウェアとハードウェアを切り離すことの難しさ、知識の蓄積の難しさ、開発の難しさであると要約した。人材の集まり、安全な適用の難しさ。 「人型ロボットは非常に注目されているテーマですが、業界には依然として『冷静な思考』が必要です。」と彼は言いました。
協力して複雑な産業問題を解決する
複雑な産業問題を解決し、人型ロボット産業の質の高い発展を促進するにはどうすればよいでしょうか?現在、我が国の多くの場所で、産業チェーンを統合するためのイノベーションセンターの設立から、結果を共有するためのオープンソースプラットフォームの構築、基盤技術の研究への集中、新たな生産技術の育成と形成のための複数のリンクにおける取り組みの加速まで、集中的な取り組みが行われている。力。
——州と地方自治体は共同でイノベーションセンターを建設し、業界リソースを統合します。
我が国の多くの場所で人型ロボット技術の研究開発能力の構築が加速しており、北京、上海、広東省などでは関連コア技術のブレークスルーを加速するために人型ロボットイノベーションセンターが相次いで設置されている。 「これは人型ロボットの開発問題を解決する良い方法である」とジャン・レイ氏は信じている。
北京身体性知能ロボットイノベーションセンターは、主要な共通技術の研究開発と身体性知能ロボットのエコロジー構築に重点を置き、「天宮」と「開武」の2つの中核業務に焦点を当て、北京の産業リソースオーガナイザーとなることに尽力している。身体化された知性の分野、産業発展の育成者、実用化の促進者。
「イノベーションセンターはYoubiなどの株主から600以上の知的財産権の認可を取得している。上流と下流のリソースを統合し、中核となる人型ロボット技術の研究開発とエコロジー構築に焦点を当て、産業界の力を結集して課題への取り組みに注力する」 「イノベーションセンターはイノベーションにおいて主導的な役割を果たし、プロトタイプの研究開発、検査とテスト、精密加工、バッチ製造などのサービス機能を形成する」とXiong Youjun氏は述べた。企業のニーズに迅速に対応できます。
Xiong Rong氏は、浙江省ヒューマノイドロボットイノベーションセンターは、完全な機械と大小の頭脳の研究開発に焦点を当てており、機械全体を使って上流を駆動してサプライチェーンシステムを形成し、下流に大企業の能力を与えていると紹介した。そして、ソフトウェア、ツールチェーンなどの開発に協力して、下流のアプリケーションを促進します。
——企業がパフォーマンスを発揮できるようにオープンソース プラットフォームを構築します。
「諸外国に比べて、我が国の人型ロボット企業の規模は現在小さい。このような産業構造は百花が咲き、百派が争うのに適しているが、競争が繰り返されやすい」とXiong Youjun氏は語った。イノベーション センターなどのプラットフォームの助けを借りて、共通の画期的な結果が得られます。オープンソースを業界に開放し、歌うためのステージを設定することは、業界全体の急速な発展に役立ちます。
Jiang Lei 氏は、人型ロボットの分野では、オープンソースがテクノロジーの開発と応用を加速し、世界中の知恵とリソースを集めてロボットの設計と機能を迅速に反復して最適化することで、技術的な問題を解決し、パフォーマンスを向上させることができると考えています。人型ロボットの知能と適応性の画期的な進歩。
——基礎技術研究を強化するための複数のチェーンの統合。
北京経済技術開発区では、人型ロボットが将来の発展の主要産業の 1 つとなっています。北京経済技術開発区ロボット・インテリジェント製造産業局の馬寧副局長は、宜庄ロボット工業団地を頼りに、新荘市のソフトウェアとハードウェアの統合、自動運転規制サンドボックス、複数の業界の複合的な利点を活用して、高度なオントロジー、モーション制御、具体化されたインテリジェントデータセット、垂直型大規模モデル、コンピューティングパワーベース、ソフトウェアシステム、その他のクラスターが統合され、開発されています。
——市場セグメントの隠れたチャンピオンを育成し、ローカル産業チェーンの部品供給システムを構築します。
北京の身体型インテリジェント ロボット イノベーション センターは、制御システム、サーボ モーター、減速機などのコア コンポーネント領域に焦点を当てており、企業が 1 つのジョイントと 1 つの減速機からスタートして、市場セグメントの目に見えないチャンピオンのグループを育成し、新しい「小さな巨人」に特化することをサポートします。 「 」、製造業の「シングルチャンピオン」および「ユニコーン」企業を擁し、地元の産業チェーン向けの部品供給システムを精力的に開発しています。当センターは清華大学、北京大学、北杭大学、ハルビン工業大学などの有名大学と協力し、共通の主要技術、主要コンポーネント、システム統合などに関する共同研究を共同で実施し、高品質の特許を確立しています。をプールし、共同防御、リスク共有、オープン共有の知的財産協力を形成するメカニズムを使用します。
中国の人型ロボットは伝統的な産業用ロボット産業の肩の上に立っており、また伝統的なロボット産業の継続的な進歩をフィードバックしています。コントローラーやセンサーなどのハードウェアのコストが大幅に削減され、大型言語モデルや画像拡散モデルなどの人工知能モデル技術が従来のロボットにも適用され、家庭用産業用ロボットにも導入され始めています。 「継続的な蓄積、反復、最適化により、私たちは世界の人型ロボット産業とともに加速し、超越性を達成できると確信しています。」とJiao Jichao氏は語った。
（『ルックアウト』2024年34号）
