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出品:CyberRobo
前言
著名投资机构a16z新一篇NewsLetter,内省美国机器人“惨不忍睹的”现状和呼吁美国要尽快加入机器人竞赛中,因为中国已经走在了前,并被称为复刻上世纪日本的丰田时刻——席卷整个美国市场。中美两国的AI和机器人发展各有独特基因和不同路线,美国软件生态发达,中国在本土供应链上发挥硬件规模化优势。目标均迈着AGI和ASI前进,成为创造未来繁荣富足的主导者,现在大家都在奔跑。
a16z提到的行动建议是,重回开放市场和低监管的波音时代,尽快采用硅谷地理集群的模式,以及联合日韩、德国等盟国组建机器人供应链等等。
以下全文翻译(内容有删减和补充):
不可能
人工智能正在重塑全球的软实力与硬实力。值得肯定的是,美国在软实力方面起步较早并占有优势。领先的大型语言模型以西方文本为训练基础,全球范围内的训练与推理仍由美企主导,我们在“生成的总 token 市场份额”这场全球竞赛中也处于领先。
但就目前来看,中国在 AI 的硬实力,机器人领域已遥遥领先。随着 AI 的惊人进展,智能正被嵌入物理世界,最终会出现能在制造、服务到国防等多种场景执行广泛任务的通用型机器人。这将重塑社会的各个方面并改写日常生活。押注那个未来的国家是中国,而不是美国。
自中国发布“中国制造 2025”战略的十年间,中国企业在机器人密度(人均机器人数量)上实现了跨越式发展。2021 年中国超过了美国,2024 年又先后赶超以自动化著称的日本和德国,很快就会超越最后的竞争者新加坡和韩国。(CyberRobo补充:中国在工业机器人安装量排在第一)

短短几年,中国已成为世界机器人中心力量。像小米这样的智能手机和汽车制造商运转的完全自治“黑灯工厂”可以在完全无人的情况下、在黑暗中运转。
中国已经成功做到我们曾认为不可能的事。十年前我们还嘲笑说“中国会抄袭,但不会创新”,随后把论调修正为“他们会创新,但做不上游高精加工工具”。回头看,我们不该那么自以为是,中国企业在一项又一项产业中打败全球竞争者,从几乎消灭境外竞争者的太阳能光伏,到全球推广取得巨大成功的 5G(华为作为国家冠军功不可没)。机器人领域正在重复同样的模式。中国已摸索出一套主导战略性产业的玩法,并靠这套打法成长为机器人强国。
本土中国公司如今能设计并制造像谐波减速器这类的高精度零件,质量有竞争力、价格更低,而且最关键的是,与客户在制造业超级集群中地理上高度集中。这一点是最令西方警惕的。大量机器人设备制造商、装配商与客户在深圳、上海等节点的共址,正是新组合式使用场景被发现的地方,是制造序列围绕新可能性被优化的地方,也是公司间形成对外界完全不透明的先进工艺知识的地方。几年之后,会是中国公司在制造我们无法复制的零件。不只是更便宜,而是任何成本下都难以复刻。
历史上有类似的先例:上世纪七十年代,日本以丰田的精益生产、准时制库存和持续改进的企业文化震惊世界。最初被轻视,但到了八十年代,日本汽车厂商超越了美欧巨头,重塑了全球汽车工业。如果我们不采取行动避免重演,这将是另一个丰田时刻,但规模更大。
如果不尽快采取行动,美国将极难追上:我们正接近一个复合改进的时期,这可能使中国的优势变得几乎不可逾越。与大型语言模型类似,训练高级机器人系统需要互联网级别的预训练数据,以及通过强化学习训练出能在各种环境、感知与任务畸变中推理的通用策略。随着现实世界部署数据的上线,部署更多机器人的国家就会获得飞轮效应:更多部署带来更多高质量数据,而这些数据又促成进一步部署。美国并非完全出局,我们在 AI 软件上的领先可以迁移:像 World Labs 这样的美企正走在构建能够让机器人理解 3D 空间的前沿模型的前列。但随着这些能力成熟,真正释放通用机器人经济与战略潜力的,还得是在现实世界中的行动,从把电缆线束穿过电子设备底盘的路径规划,到简单的洗衣任务。
微米级公差
要理解中国近年来的成就,我们先来谈谈谐波减速器:一个看似简单但制造难度极高的零件。

谐波减速器是一种齿轮系统,看起来像插在套筒里的肩关节或肘关节。它把一端(通常是电动机的高速输出)的转动能量通过特殊结构转成慢速高扭矩输出。其工作原理是内外齿圈略微偏心配合,内侧有一枚旋转的椭圆形零件。当电机驱动时,会产生波形,慢慢带动外部套筒,以高传动比输出大扭矩,这在许多机器人应用(包括人形机器人)中非常常见。
制造这些零件的难点在于它们对工具与运行时极微小变形的敏感度。要保证其正常工作,必须以微米级精度低成本制造。当多个这样的套筒串联成具有多自由度的系统(比如手指、手掌或肢体的多个关节)时,对精度的要求更高。要在非天价成本下达到人手的强度和灵活度,就必须具备真正的制造卓越能力。
制造谐波减速器所需的精度远超多数机加工厂的能力。历史上,这一领域由高度专业化的日德厂商主导:日本的 Sumitomo 和日德合资的 Harmonic Drive 两家占据了约 95% 的全球市场份额。但近几年,他们面临来自中国新厂商的激烈竞争。位于苏州的绿的谐波提供的谐波减速器性能可与 Sumitomo、Harmonic Drive 的产品媲美,但价格约便宜 30%-50%。绿的谐波在中国国内已占有 30% 以上市场份额,很快也将走向海外市场。在未来几年,我们可以预期像 Harmonic Drive 这样的公司会面临“丰田时刻”:历史上有太多中国企业用低价可靠的制造线拿下全球市场份额,最终把竞争对手挤出局。
谐波减速器只是机器人硬件堆栈中一个例子。构建一台能正常运行的机器人还需要大量其他小部件,保证关节平滑旋转的高精度轴承、为子系统分配电力与信号的定制电路板、在高振动环境下保持可靠连接的专用接口、提供毫米级位置反馈的微型编码器、用于精细操控的指尖力敏电阻、能检测方向变化到分度量级的惯性测量单元、高级电流控制算法的伺服电机、阻隔密集电子间电磁干扰的屏蔽、为高性能处理器散热的导热材料,以及数不清的紧固件、密封圈和抗机械应力的外壳。每个部件不仅要在性能上合格,更要能与整个系统协同:任何单点失效都可能使一个复杂机器人瘫痪。
中国公司正迅速进入并开始赢得系统中各部件的市场,从控制器领域的新松、埃斯顿到扭矩传感器的中航机电系统公司。它们与众多其他企业一起,构成了一个成熟复杂的生态系统,使得中国企业几乎可以在本地实现机器人零部件的完整采购。从内地到沿海,尤其像深圳这样的超级集群内。
如今,中国本土制造商与其供应链能提供把“机器人梦”变为现实所需的全部零件,并在彼此之间不断学习迭代。中国创业公司宇树以比以往任何产品都便宜且高度先进的机器人捕获了全球想象力:灵活且整合大型语言模型的机器人狗,售价低至约 1600 美元,类人形机器人约 5900 美元。这些成本还会继续降低;机器人狗会越来越强、更能干。
西方如何在“开放 vs 封闭”中失利
中国是如何如此迅速地赶上全球前沿的?像其他产业一样,国家补贴确实发挥了作用。许多中国城市对机器人公司研究开支给予税收全额抵扣、慷慨补贴以及优惠企业所得税率。虽然中国在电动车或电池等战略行业提供的国家支持可能比机器人还要多,但累积起来的经济扶持无疑有助于本土产业,并使中国市场对外部企业难以进入。
但只把原因归结为补贴,会忽视更大的故事。中国机器人产业的兴盛来自国内市场提供的独特优势。中国工业规模产生了无数样态的车间场景,用于训练和强化机器人的能力;以上海或深圳为核心的密集工业集聚为供应链各层的共址协作提供了无限机会。从像绿的谐波这样的零部件供应商到像比亚迪这样的最终用户。中国工厂接受新技术的速度非常快,并受益于超快的数字基础设施:它们现在是世界上网络化程度最高的工厂之一,布满高清摄像头和精密传感器,通过低延迟 5G 连接采集数据。在这一底层之下,还有一层大量低成本、高技能的劳动力,能以几乎无可比拟的成本与速度制造复杂硬件。
最重要的是,这一切发生在一个动态、有竞争并且高度开放的生态系统中:新公司和新技术不断进入,几乎没有其他国家那样的监管壁垒。市场的自然选择迅速淘汰不具竞争力的公司,使得像宇树这样的企业能够成长为世界级的竞争者。中国企业在战略行业可能享有国家支持,但更关键的是,它们受益于极为动态的开放市场中飞速的创新与激烈竞争。
美国能在二十世纪赢得若干关键产业,原因与中国今日的成功并非完全不同:动态开放的市场,有时结合战略性政府支持,造就了波音、洛克希德、IBM、英特尔等具有划时代意义的美企,释放了巨大的经济价值。但现在我们正在削弱自己的历史优势。我们不仅没有认真地、适应性地现代化那套为应对过去挑战而设计的监管体系,以面对与中国的全球竞争为前提,一些政策制定者还在增设新的壁垒,比如对 AI 初创公司的行政要求,或在联邦与州层面推动限制性的版权提案。中国正在竭尽所能确保它们赢得未来产业,美国则无法同样保证。
结局显而易见
当 Marc Andreessen 写下“软件吞噬世界”时,很少有人能预见到每个企业都会变成软件企业、每个组织都会变成软件界面。现在同样的事情正在物理世界上发生:机器人将成为每一家制造企业、物理世界的每一部分。
但互联网带来的变革,是在政府普遍认可创新好处并鼓励“轻监管”环境下发生的。如今,这些变革将在管制密集的美国工作场所和工厂车间上演。我们在无人机到人行道配送机器人等领域实行的“先许可”监管模式意味着,任何涉足机器人领域的公司都必须花费大量时间和金钱与律师打交道、申请许可、应对繁琐的监管审批。对于老牌企业来说,与工会达成的协议会让自动化变得极其困难:码头工人工会多年来一直反对自动化,导致美国港口成为世界上效率最慢、最不高效的港口之一。简而言之,我们并没有为胜出做好准备。
鉴于公司在引入任何形式自动化时面临的重重困难,不足为奇的是美国许多行业更多地以“成本病”和价格上涨为特征,而非生产率的提高。1970 到 2020 年间,建筑行业劳动生产率下降了 30% 以上。即使在通常应对成本病较强的制造业,美国在过去 15 年里的劳动生产率也在下降。
美国没有“黑灯工厂”。最接近的是特斯拉在内华达的超级工厂,其自动化率约为 90%。其他大型制造商没有一家能接近这个水平。由于我们高度限制性的监管方法抑制了机器人需求与供给,初创企业难以制造机器人,企业也难以采购机器人。美国机器人产业在全球几乎没有存在感。没有自给自足的美国机器人供应链。美国虽有机器人企业,但几乎总是依赖中国供应商:贴着“美国制造”标签的产品,其核心组件仍然来源于中国。即便是从盟友国采购的部件,也不可避免地依赖中国。例如由日本索尼主导的 CMOS 图像传感器产业,不仅依赖中国精炼厂提供的钕铁硼等原材料,还依赖中国公司(如舜宇光学)生产的镜头。
轨迹很明显。中国公司将主导并过度供应一个又一个细分市场,直到对手无法在经济上维持生产。国外供应商已感到压力;有些已被中国企业直接收购。来自巴伐利亚、历史可追溯到 1898 年的德国大型工业机器人制造商 KUKA 在 2016 年被一家中国公司(CyberRobo注:美的集团)收购,德国政府直到收购获批后才改变其外商直接投资政策。仍有一些韧性点:在先进逻辑芯片上,美国在台湾的台积电帮助下保有优势,Nvidia 的 Orin 是驱动高级机器人最受欢迎的芯片。但 宇树的 G1(a16z写到是市场上最先进的人形机器人之一)并不使用英伟达 芯片,而是使用中国制造的 Rockchip RK3588。
我们需要做什么
现在是美国认真对待本土机器人产业的时候了。随着广义物理智能逐渐成形、机器人在重塑无数关键行业中发挥重要作用,我们缺席的机器人产业将成为美国战略上的关键脆弱点。这与我们把关键网络和电信设备全部从华为进口的情形并无二致。
在国内,我们需要停止束缚机器人产业。来自与中国产品竞争的市场纪律对美企可能是有益的:钢刀磨钢刀。但为了让美企真正受益并与中国同行竞争,他们需要有自由去试验与迭代,才能真正立足。我们需要从“先许可”走向“无需许可”。
即便我们调整监管政策以促进创新,也来不及马上追上中国:生态系统不能一日建成。但将我们的国内能力与德国、日本、韩国等盟友的能力结合起来,仍可以构建起几乎完整的强健机器人供应链,那些薄弱环节也可以被识别并补强。
、随着中国公司抢占市场并取代欧洲和亚洲的既有企业,我们的立足点正在消退。
美国和我们的盟友需要统一利益、识别现有优势,并放手让创业公司去做事。
这就是我们的警钟。美国领导层在定义并捍卫 AI 软件栈方面表现得很勇敢;现在应当与最相关的盟友一道,为可防御的 AI 机器人栈奠定基础。时间还有,但不多了。AI 竞赛中最关键的挑战正在浮现。
我们需要重新参赛。
原文:https://a16z.substack.com/p/america-cannot-lose-the-robotics
