瞻觀前沿

據(jù)《 中國(guó)科學(xué)報(bào)》報(bào)道，美國(guó)紐約哥倫比亞大學(xué)的Hod Lipson和他的團(tuán)隊(duì)最近創(chuàng)造了一款名為Emo的機(jī)器人，它能夠預(yù)測(cè)人們的微笑并作出相應(yīng)的回應(yīng)。這項(xiàng)技術(shù)的研究成果最近發(fā)表在《科學(xué)-機(jī)器人》雜志上。

Emo機(jī)器人利用AI模型和高分辨率相機(jī)來(lái)預(yù)測(cè)人們的面部表情，并嘗試模仿它們。它能夠提前大約0.9秒預(yù)測(cè)某人是否會(huì)微笑，并且能夠及時(shí)做出回應(yīng)。這意味著Emo可以更加真實(shí)地與人類進(jìn)行互動(dòng)，使得人機(jī)交互更加自然。

研究人員介紹說(shuō)，Emo的眼睛中裝有攝像頭，而其由柔性塑料塑造的臉部皮膚下則埋有23個(gè)通過(guò)磁鐵連接的獨(dú)立電機(jī)。這些電機(jī)使得Emo能夠模仿人類的面部表情，包括微笑和其他表情。

除了攝像頭和電機(jī)，Emo還配備了兩個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用來(lái)觀察人臉并預(yù)測(cè)表情的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以及用來(lái)研究如何產(chǎn)生表情的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。前者利用社交媒體上發(fā)布的人們做鬼臉的視頻進(jìn)行訓(xùn)練，后者則通過(guò)讓機(jī)器人在實(shí)時(shí)攝像機(jī)上觀看自己做的鬼臉來(lái)進(jìn)行訓(xùn)練。這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使得Emo能夠更好地理解人類的面部表情，并作出相應(yīng)的回應(yīng)。

Hod Lipson解釋說(shuō)：當(dāng)它拉伸所有肌肉時(shí)，會(huì)知道自己的臉是什么樣子，就像人照鏡子一樣。即使你閉上眼睛微笑，也知道自己的臉會(huì)是什么樣子。這表明Emo機(jī)器人能夠更加準(zhǔn)確地模仿人類的面部表情，使得其與人類進(jìn)行互動(dòng)時(shí)更加自然。

這項(xiàng)研究的成果將為機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)新的可能性，使得機(jī)器人能夠更加真實(shí)地與人類進(jìn)行互動(dòng)。未來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)有望被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，包括醫(yī)療、教育和娛樂(lè)等，為人們帶來(lái)更加豐富和有趣的體驗(yàn)。

(圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng))

技術(shù)價(jià)值觀察

人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游的核心零部件，例如無(wú)框力矩電機(jī)、空心杯電機(jī)、傳感器、專用芯片等;中游為機(jī)器人本體制造，包括設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試三大環(huán)節(jié);下游為人形機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，包括工業(yè)制造、倉(cāng)儲(chǔ)物流、醫(yī)療服務(wù)、商業(yè)服務(wù)、家庭使用等。

美國(guó)紐約哥倫比亞大學(xué)的Hod Lipson和他的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造能夠預(yù)測(cè)人們的微笑并作出相應(yīng)的機(jī)器人，處于人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的下游環(huán)節(jié)。

宏觀市場(chǎng)觀察

決策：人形機(jī)器人行為規(guī)劃難度較高

人形機(jī)器人決策難度更高：決策層依據(jù)感知層獲取的信息進(jìn)行決策判斷，來(lái)控制機(jī)器人身體做出動(dòng)作規(guī)劃并下發(fā)指令。特斯拉人形機(jī)器人與FSD底層模塊打通，一定程度上算法可復(fù)用，但人形機(jī)器人需完成人類各種動(dòng)作，動(dòng)作連續(xù)復(fù)雜、需頻繁的物理交互且操作因果性多，算法難度遠(yuǎn)高于自動(dòng)駕駛。

隨著人工智能大模型的快速發(fā)展，ChatGPT能夠助力人形機(jī)器人拆解任務(wù)。大語(yǔ)言模型擅長(zhǎng)推斷語(yǔ)言條件，并利用其代碼編寫(xiě)能力，拆分任務(wù)，給出運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)。

芯片技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步推動(dòng)人形機(jī)器人發(fā)展

人形機(jī)器人需要集成多種傳感器、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別和控制系統(tǒng)等設(shè)備，并且需要進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和控制算法的設(shè)計(jì)。這些設(shè)備和算法都需要計(jì)算能力強(qiáng)、功耗低、體積小、集成度高的芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，芯片作為人形機(jī)器人的核心組件，直接決定了機(jī)器人的性能和功能。除此之外，芯片還可以通過(guò)硬件加速、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算等方式來(lái)提高機(jī)器人的性能和效率，實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的功能，如人臉識(shí)別、語(yǔ)音翻譯、情感分析等。因此，芯片技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步，將推動(dòng)人形機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展。

行星滾柱絲杠、空心杯電機(jī)、慣導(dǎo)國(guó)產(chǎn)替代空間大

從單機(jī)價(jià)值量占比來(lái)看，無(wú)框力矩電機(jī)、減速器和力傳感器價(jià)值量占比較高;從降本空間來(lái)看，空心杯電機(jī)、無(wú)框力矩電機(jī)等降本空間較大;而從國(guó)產(chǎn)替代空間來(lái)看，行星滾柱絲杠、空心杯電機(jī)、慣導(dǎo)等國(guó)產(chǎn)化率較低，國(guó)產(chǎn)替代空間大。

中國(guó)人形機(jī)器人技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，目前人形機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)相關(guān)的城市集群主要集中在華中地區(qū)和粵港澳大灣區(qū)，尤其是廣東省成為重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域。這些城市群已投入大量政策、資金、環(huán)境和人才資源用于人形機(jī)器人研發(fā)，成為潛在的人形機(jī)器人技術(shù)發(fā)展中心。根據(jù)熱力圖的分布，粵港澳大灣區(qū)有極大的可能性成為人形機(jī)器人技術(shù)的先導(dǎo)區(qū)域。重點(diǎn)關(guān)注廣東省深圳市龍崗區(qū)、廣東省廣州市南沙區(qū)、湖南省長(zhǎng)沙市芙蓉區(qū)等地的相關(guān)企業(yè)，以及這些地方對(duì)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投資環(huán)境和潛力市場(chǎng)。

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標(biāo)簽： 機(jī)器人 人形 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 隨筆