豐田40萬台機器人,押注1.8萬匠人手藝

9 月 18 日,豐田把數字擺到檯面上:2028 年起,往全球 60 家工廠陸續裝進 40 萬台自研機器人,每年追加投入約 1 兆日圓。豐田說,這套系統真正要接住的,是 1.8 萬名快退休的「匠人」的手藝。

豐田40萬台機器人,押注1.8萬匠人手藝

9 月 18 日,豐田汽車把一個數字擺到了檯面上:從 2028 年起,往全球 60 家工廠裡,陸續裝進 40 萬台自研機器人。配套預算是每年追加投入約 1 兆日圓,折合大約 64 億美元,涵蓋豐田總部和全部關係企業的工廠更新。總部這一頭計畫放 15 萬台,剩下 25 萬台分給集團旗下的企業。

這台機器人有名字,叫 ELEY,是量產良率導向的具身學習機器人。它體重 50 公斤,裝的是輪子,不是兩條腿;手是兩根手指的夾爪,不是五指仿生手;電靠電池,或者乾脆接電源線。豐田沒有選擇讓它走路,這個決定背後是十年吃過的虧。

ELEY 的上一代叫 HSR(Human Support Robot)。豐田研究員山田俊秀今年 3 月寫過一篇技術復盤,提到 HSR 的手臂一遇到意外的外力就容易出問題,哪怕位置只是稍微偏了一點,也可能撞壞零件或者直接罷工。而在真實工廠裡,機械手臂要跟人、跟物體打交道,意外的外力幾乎每分鐘都會出現。

ELEY 靠什麼順住外力

ELEY 給出的解法是一種叫準直驅(QDD)的致動器結構。傳統工業機械手臂的關節,用高轉速馬達配高減速比:體積小、力道大,但也硬。外力一來,硬關節會頂回去,頂不住就斷。QDD 反過來做,用高扭矩馬達配上低到 10:1 的減速比,工程師管這個叫「背驅動性」——關節能順著外力走,而不是硬扛。機械手臂碰到意外接觸,是卸力,不是硬碰硬。

豐田工程師還給 ELEY 加了一個 HSR 沒有的關節:肩胛軸。人推東西、伸手夠遠、轉瓶蓋,很大程度上靠肩胛骨幫忙;沒有這根軸,機械手臂雙手協同的動作幅度就會打折扣。裝上以後,ELEY 雙手能做到的動作範圍,基本貼近一個成年人的上半身。它的關節尺寸,也是按日本成年男性的平均體型定的。這不是造型美感,是功能需要:機器人靠看人幹活來學習,身材比例差太多,學出來的動作就會跑偏。

ELEY 真正的大腦,來自豐田研究院(TRI),也就是豐田在美國加州洛斯阿圖斯和麻薩諸塞州劍橋的獨立研發機構,和日本本土的 Frontier Research Center 是兩條線。TRI 搭的這套框架叫「大行為模型」(LBM),核心方法是擴散策略(Diffusion Policy):2023 年哥倫比亞大學和 TRI 聯合發表的一篇論文裡,把機器人動作生成當成一個去噪過程。先從一堆隨機噪聲出發,一邊看攝影機畫面,一邊逐步收斂,直到收斂出一套動作序列。這套方法的好處是,同一個任務允許有好幾種做對的方式,各自帶著不同的機率,就像人摺襯衫,兩次也不會摺出一模一樣的褶子。

具體到訓練現場,工人會戴上按 ELEY 手型做的輔具,正常幹活,機器人靠攝影機看著學。9 月中旬,在豐田歐洲總部,ELEY 練了兩週、1500 次,把 T 恤摺得已經相當俐落。豐田設想的是一張全球訓練網:日本工廠學會的動作,理論上能同步到肯塔基的機器人身上,不用再重新練兩週。一處學會,處處能用,成功和失敗都會回流進資料庫,讓改進的速度在所有工廠同時加快。

豐田自己承認,這套系統還有三個沒解決的問題。第一,長時間運轉的穩定性:機器人示範一個小時表現完美,不代表能撐住一整個八小時、十小時甚至十二小時的連續班次。第二,末端定位的重複精度:維吉尼亞大學的研究者已經發現,擴散策略這類方法在訓練資料之外的場景裡容易累積誤差,表現不穩定。換句話說,光線換個角度,零件擺歪幾度,機器人學到的動作就可能失靈。第三,資料基礎設施:想讓 60 家工廠共享同一套訓練網路,蒐集、校驗、分發、版本管理這一整套系統眼下並不存在,這是資料準備的問題,還排不到 AI 夠不夠聰明那一步。

比同業大一個數量級

把這個數字放進同業的座標系裡看,豐田這次的量級完全不在一個層次上。今年 5 月,現代汽車在 JPMorgan 投資人會上給出的數字是 2.5 萬台 Atlas,加上 2028 年 30 萬套致動器的年產能,這在當時已經是業界裡最激進的單一車廠承諾。豐田這次直接報出 40 萬台,是現代數字的 16 倍。

兩家走的還是完全不同的技術路線。現代買的是自家旗下 Boston Dynamics 造的 Atlas,靠雙腿走路;豐田自己設計 ELEY,靠輪子挪動,用自研的 LBM 框架學動作,硬體到軟體全部握在自己手裡。BMW 走的是第三條路,租第三方的機器人:Figure AI 的 Figure 02 在南卡 Spartanburg 廠幹了 11 個月,裝配了 3 萬台 X3,換代之後的 Figure 03 被調去做物流分揀。三種模式擺在一起,現代買整機,BMW 租工時,豐田從零造一整套自己的技術棧。豐田的賭注更大:如果 ELEY 和 LBM 這套框架真的跑通,它拿到的不只是 40 萬台機器人,還有一整套能複用到物流、醫療甚至其他製造業的訓練方法論。

真正想留住的,是退休潮裡的手藝

豐田這套計畫的驅動力,公司自己說得很清楚:不是省錢,是接住快要斷掉的手藝。豐田現在有大約 1.8 萬名被稱為「匠人」的資深技工,他們幹的是精密焊接、鈑金手感品管、精細噴漆這類活。這種手感沒法寫進操作手冊,是那種做得出來但說不清楚的內隱知識。哲學家麥可・博蘭尼 1958 年那句話說得最準:「我們知道的,比我們能說出來的多。」這批匠人大多快退休了,日本勞動力又在萎縮,來不及按原來的節奏培養接班人。豐田想讓 ELEY 靠看匠人幹活,把這門手藝存進模型裡,再複製到別的工廠。

豐田執行副社長中島裕樹的說法是「目標是人和機器人共存,不是取代」。這句話眼下經不起太多推敲的地方在於,類似的說法,現代汽車工會今年已經較真過一次。7 月 20 日起,現代蔚山廠約 4 萬名工會成員為了 2028 年才會到職的 Atlas 機器人,連續發起罷工,一度造成約 5000 台車的產能損失。8 月 25 日談下來的結果,工會拿到的不是否決權,只是一條資訊共享條款,2028 年的部署時程表一天沒有變。豐田這次的說法比現代溫和得多,把共存放在前面,但 40 萬台的數字擺在那裡,接下來能不能兌現這句話,要看的不是豐田怎麼說,是 2027、2028 年工廠改造現場,到底有多少個職缺被真的挪給了 ELEY,又有多少個焊接工、品管員、噴漆工的活兒,變成了看著機器人幹,而不是自己動手幹。

豐田自己也留了退路:這 1 兆日圓是估算,不是承諾,而且這筆錢涵蓋的是整個集團的工廠更新預算,包含替換舊設備的部分,不是淨新增的機器人數量。40 萬台裡,真正意義上新增出來的職缺替代規模,會比這個數字小不少。

豐田現在能確定的只有一件事:2028 年之前,這套系統要在 60 家工廠裡邊用邊學。至於 1.8 萬名匠人的手藝,最後能不能真的被機器人學走,答案不會出現在 9 月這場發表會上,會出現在往後幾年,工廠現場那些沒被寫進新聞稿的細節裡。

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