导读
作为新质生产力代表,人形机器人在家庭服务、工业制造、医疗康养、教育娱乐、安防等多个领域展现出巨大的应用潜力,其中安防领域有望成为人形机器人应用的一大市场。本文从人形机器人在安防领域的应用前景与意义、优势与挑战、产品技术公关方向、产业协同创新等多个维度进行剖析,旨在为相关从业者及关注者提供参考。
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人形机器人在安防领域的落地应用阶段及产值规模预估
目前,人形机器人在安防领域的落地应用处于初期探索与试点阶段。虽然已有部分企业推出了安防人形机器人产品,并在一些特定场景进行了试用,但尚未实现大规模商业化普及,主要以宣传为主。随着技术的不断进步和应用案例的逐渐积累,其在安防领域的落地应用正处于快速发展的前夜。同时,随着落地应用的不断深化,其产值规模不断增长。以广汽集团为例,其自主研发的第三代具身智能人形机器人GoMate已在安防领域进行实训,并计划今年上半年进行小批量试产试销,预计产值达1000万元,未来还将逐步扩大规模。随着越来越多企业的加入和市场需求的释放,预计在未来5~10年内,人形机器人在安防领域的产值规模有望达到百亿元级别,成为智能安防行业新的增长点。
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人形机器人在安防领域落地应用场景探究
人形机器人凭借独特优势,将为安防领域带来创新性变革。国内不少机器人公司正加快探索安防领域应用,试点表明其在巡逻安保、公共服务与安防协同、应急救援、危险区域作业等场景落地应用展现出良好态势。
其一,巡逻安保场景。在公园景区、交通枢纽、工业园区、学校、商业中心等场所,人形机器人按照预设路线自主巡逻,利用搭载的摄像头、传感器等设备,实时采集视频图像、声音等信息,对环境进行全方位监控。
其二,公共服务与安防协同场景。在图书馆、博物馆、机场、车站等公共场所,人形机器人可为公众提供咨询、提供路线指引等服务,同时承担人员流动情况监测、可疑人员预警以及预防拥挤踩踏等安防任务。
其三,应急响应场景。在面临火灾、自然灾害等突发事件时,人形机器人能够迅速投入工作,协助完成应急响应任务。如火灾发生时,可以通过自动导航系统,为被困人员提供实时指引,乃至帮助受灾人群疏散。地震等灾难发生后,可以代替救援人员进行灾后现场勘探,获取重要信息,乃至进行救援物资投送。
其四,危险区域作业场景。在易燃易爆场所、矿井等危险环境中,人形机器人凭借不怕高温、不惧危险的特性,可代替人类执行任务,承担巡逻、设备检测、安全隐患排查等任务。
随着技术的不断进步和成本的逐渐降低,人形机器人在安防领域的应用场景将不断拓展。除了上述场景外,未来还可能在反恐防暴、边境管控等领域发挥重要作用。
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人形机器人在安防领域落地应用优势和意义
人形机器人在安防领域的落地应用优势主要表现在以下几个方面:
一是高度仿生,能适应复杂环境。人形机器人的外形和动作模仿人类设计,具有更好的环境适应性。能在楼梯、狭窄通道等为人类而建设的地形行走,并在城市街道、建筑物内部等复杂环境中执行任务。
二是具备强大的感知与决策能力。借助先进的传感器技术和人工智能算法,人形机器人能对周围环境进行全面感知和分析。依托搭载的摄像头、麦克风、激光雷达等多种传感器,可实时获取视觉、听觉、距离等多维度信息,并通过深度学习算法进行处理和分析,快速作出精准决策。
三是显著提升人机协作效率。人形机器人因其类人形态更易与人类形成高效的协作,如在巡逻任务中可与人类安保人员分工合作共同完成复杂的安保工作,提升安保工作效率。
人形机器人在安防领域落地的意义有以下几点:
一是提升安防效率与质量。人形机器人在安防领域的落地应用能够实现安防工作的自动化和智能化水平,提升安防效率。通过24小时不间断巡逻和监控,及时发现安全隐患并采取措施,减少安全事故的发生概率。同时在复杂环境下,凭借强大的感知和决策能力,能够准确识别异常情况,切实提高安防质量。
二是拓展安防应用场景。人形机器人的深化应用为安防行业开拓了新的应用场景。能够在一些传统安防手段难以覆盖的危险区域、复杂地形发挥独特优势,为安防系统发挥作用提供保障。
三是推动安防行业转型升级。人形机器人技术与安防行业的深度融合,将促使安防行业从传统的“人防+物防”模式、轮式巡逻机器人的“人机协同”模式向智能化、自动化的方向转型升级,促进安防行业整体技术水平的提升。
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人形机器人在安防领域落地应用困难与挑战
目前,推动人形机器人在安防领域落地应用主要面临着安全、技术、成本和法规与伦理等层面的困难和挑战。
首先,安全问题不容忽视。一方面,人形机器人在执行任务过程中,可能因运动控制失误、故障等原因对周围人员造成物理伤害。另一方面,人形机器人收集的大量安防数据,如视频图像、人员信息等,存在被泄露、篡改的风险,不仅涉及侵犯个人隐私,还对社会安全造成严重威胁。
其次,技术研发有待进一步突破。一则,人形机器人的运动控制是一项复杂的技术难题。要实现自然、流畅、稳定的行走和动作,需要精确的动力学模型和先进的控制算法,以保障执行任务的可靠性和稳定性。二则,在安防领域实际应用中人形机器人的人工智能算法仍存在一些局限性。在光线昏暗、人员密集、物体遮挡等复杂环境下可能出现误判或漏判情况,目标识别准确率有待提高。
再次,研发成本和生产成本高昂。从一个角度讲,人形机器人涉及机械设计、电子工程、人工智能、控制算法等多个领域的前沿技术,从硬件研发到软件算法优化再到系统集成与测试,每个环节都需要耗费巨大成本。从另一个角度讲,人形机器人的核心零部件,如高精度电机、传感器、驱动器等成本仍然较高。此外,由于人形机器人尚未实现大规模量产,生产过程中的规模效应无法充分发挥,增加了单台机器人的生产成本,进一步限制了其在安防领域的普及和推广。
第四,落地应用面临法规与伦理弊端。一来,随着人形机器人在安防领域的应用逐渐深化,相关的法规标准却相对滞后。目前对其使用权限、责任界定、数据隐私保护等方面尚未建立完善的法律法规体系,在实际应用中一旦出现安全事故或纠纷,难以明确责任主体和处理依据。二来,人形机器人的类人外形和智能行为引发了一些伦理道德方面的争议。部分人担心其可能会侵犯人类的隐私、导致人类对机器的过度依赖,甚至在极端情况下可能被用于非法目的。
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人形机器人技术、产品研发攻关和创新突破方向探析
为加快人形机器人落地应用,需要在轻量化与高强度材料、能源管理与续航技术、导航避障及环境感知技术、异常识别动作处置技术、人机共融技术、运动控制与稳定性技术、人工智能算法、信息安全防护技术等方面进行重点攻关。
一是加快轻量化与高强度材料研发。研发轻量化、高强度的材料用于机器人的本体制造,在保证机器人结构强度前提下,减轻重量、降低能耗,提其工作效率、灵活性、运动性能和续航能力。
二是推动能源管理与续航技术突破。研发高效的电池技术和能量回收系统,以有效提升人形机器人的能源管理能力,进一步延长机器人续航时间。同时探索新型能源存储方式,为机器人提供更持久、稳定的动力支持,以满足安防工作中长时间连续作业的需求。
三是促进导航避障及环境感知技术突破。研发强化视觉感知融合BEV、Transformer等技术以实现环境建模;研发强化多传感器融合(激光雷达、深度相机等)以提升系统感知能力;研发强化分层强化学习、ARMOR动态避障系统等以优化导航控制、规避障碍。
四是推进异常识别动作处置技术突破。通过多模态数据融合,将视觉、音频等信息整合,精准识别异常行为,提升识别率。同时结合深度学习算法,通过大量数据训练,实现系统自主学习、分辨正常与异常模式,如在智能摄像机中实现人体姿态、运动轨迹预警。此外完善智能系统自动存储事件信息功能,完成风险评估,为后续处置提供依据,全方位助力各领域安全管理。
五是实现人机共融技术研发创新。加强人机共融技术研究,使人形机器人能够更好地与安保人员协同作业。开发更先进的人机交互接口和协作算法,实现更加自然、高效的人机协作模式,提升安防工作效率。
六是加强运动控制与稳定性技术研发。加强人形机器人运动控制技术研究,开发更加先进的动力学模型和控制算法,提高其在复杂地形下的行走稳定性和动作灵活性。通过模拟人类的运动机理,优化其关节结构和驱动系统,实现更自然、高效的运动模式。
七是优化人工智能算法。针对安防场景特点对人工智能算法进行优化。采用多模态数据融合技术,结合视觉、听觉、触觉等多种传感器数据,提高目标识别和行为分析的准确率。引入迁移学习、强化学习等先进技术,让人形机器人能够快速适应不同的安防环境,提升其智能决策能力。
八是加强信息安全防护技术研发。加大对信息安全防护技术的研发投入,采用加密技术、访问控制技术、数据备份与恢复技术等,保障人形机器人收集和传输的数据安全。建立完善的信息安全监测与预警系统,及时发现和处理信息安全事件。
除了在产品技术研发方面重点公关外,还要在安全标准与规范制定、生态建设、产业链构建等方面实现突破,推动人形机器人的落地应用。
一是制定安全规范与标准。一方面,尽快制定人形机器人在安防领域的安全标准与规范,明确机器人的设计、制造、使用等各个环节的安全要求。另一方面,对运动控制精度、故障保护机制、信息安全防护等方面制定详细的技术指标,确保其在安全的框架内运行。
二是加强生态合作建设。一则,机器人厂商、高校和科研机构应加强合作,形成产学研一体化的创新生态。二则,联合机器人厂商、安防企业、芯片制造商、软件开发商等产业链上下游企业建立人形机器人在安防领域的产业联盟,推动人形机器人的发展和创新应用。
三是加快构建产业链。其一,培育国内人形机器人零部件供应商,完善供应链体系,并提高供应链的稳定性和安全性。其二,通过政策引导和市场机制作用,推动人形机器人在安防领域的产业集聚,形成规模效应和协同效应。其三,建设人形机器人规模化生产基地,提高生产效率、降低生产成本,提高产品市场竞争力。
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结语
人形机器人在安防领域展现出了广阔的应用前景,虽然目前在落地应用过程中面临着多方面的挑战,但随着轻量化材料、能源管理、人机交互等核心技术的持续突破和安全标准与规范的逐步完善,以及像高新兴机器人这样的企业不断加大研发投入、创新产品设计,其有望重塑安防行业格局,从智能化巡逻防控到立体化应急响应,实现从辅助力量到核心战力的跨越,为构建更安全、高效的社会安防体系注入强劲动能,释放巨大的经济价值与社会价值。
高新兴机器人作为在安防巡逻机器人领域具有一定影响力的企业,研发轮式巡逻机器人十年时间,积累了机器人核心控制器、巡逻业务核心算法及立体巡防管控平台方面的核心能力。可以将核心控制器赋能到无人车、四足机器狗、人形机器人本体,实现与立体巡防管控平台的打通。快速打造无人巡逻车、四足巡逻机器狗、人形巡逻机器人。高新兴机器人也将持续打造在安保巡逻领域的核心竞争力,为人形机器人本体厂家持续赋能。为推动人形机器人在安防领域的落地应用贡献力量。并通过对所有无人化巡逻装备的协同控制,助力构建空天地一体化防控系统。
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■ 文/王振勇 广州高新兴机器人有限公司
原标题:人形机器人在安防领域的应用前景探析
《中国安防》
-国内行业权威杂志-
出版发行:《中国安防》编辑部
主管主办:中国安全防范产品行业协会
电话:010-88825523
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