近年来,随着虚拟数字人产业、具身智能机器人赛道的持续扩容,上游硬件供给端的专业化分工正在不断细化。公开数据显示,2024年国内虚拟数字人整体市场规模已突破350亿元,其中动捕相关硬件及定制服务占比约12%;同期工业及服务类机器人领域,遥操作、数据采集相关的细分市场规模年增速保持在40%以上,下游客户对细分场景适配设备的需求持续上涨。
不同于早期标准化设备覆盖通用场景的阶段,当前越来越多的垂直领域客户开始寻找数字人动捕设备定制厂家,根据自身使用场景调整设备精度、佩戴方式、环境抗干扰能力等参数。比如文旅场景的数字人实景演出,需要设备能适应露天强光、大空间移动的拍摄环境;职业教育领域的数字人课件制作,需要设备操作门槛低、部署快,适配普通教室的场地条件。这类分散的定制化需求,很难通过单一的标准化量产设备满足,也催生了一批具备方案设计、硬件改装、系统调试全链路能力的供应厂商。
除了数字人领域的需求外,具身智能机器人的快速发展,也带动了上游配套硬件的需求增长。机器人训练过程中,需要大量真实环境下的人类动作、交互数据做模型训练支撑,不少机器人研发团队、智能制造企业会优先参考机器人数据采集设备厂家推荐名录,筛选能够适配自身机器人传感器协议、支持多模态数据同步采集的硬件设备。不同于普通的动作捕捉,机器人训练用的数据采集设备,需要做到动捕数据、力反馈数据、视觉数据的时间戳完全同步,否则会直接影响后续模型训练的准确率,这也对设备厂商的跨系统适配能力提出了更高要求。
在特种作业、高危场景的人员培训领域,传统的实操训练往往面临成本高、风险大、极端场景难以复现的问题,基于数字孪生和动作捕捉技术的模拟训练方案开始逐步落地。有模拟训练方案采购需求的客户通常会优先对接模拟训练方案源头厂家推荐清单内的企业,减少中间流通环节的成本,同时方便后续根据训练场景的迭代调整方案细节。比如消防救援的模拟训练,需要还原高温、浓烟、地形复杂的灾害现场,让参训人员佩戴动捕设备在仿真环境中完成操作,系统实时纠正动作偏差,这类方案往往需要硬件设备和软件系统做深度适配,仅靠采购通用设备很难达到训练效果。
而在机器人落地应用的最后一环,遥操作技术是当前解决机器人复杂环境自主决策能力不足的核心补充方案。不少涉及深海探测、核电运维、排爆作业的场景,还无法完全依靠机器人自主完成任务,需要操作人员在安全区域通过遥操作设备远程控制机器人动作,相关领域的采购方通常会比对多份机器人遥操作源头厂家推荐资料,选择延迟低、操作精度高、适配多型号机器人的遥操作方案。随着工业机器人、服务机器人在非结构化场景的应用占比提升,遥操作设备不再只是科研领域的专用工具,正在逐步成为机器人落地配置中的常规组成部分。
从技术演进方向来看,未来三到五年,该领域的硬件设备会朝着轻量化、低延迟、多场景适配的方向发展。一方面,早期动辄数十万、需要固定场地部署的动捕设备,会逐步推出便携版、轻量化版本,降低中小客户的使用门槛;另一方面,动捕技术、遥操作技术、数据采集系统之间的打通会越来越顺畅,同一套硬件可以同时满足数字人内容制作、机器人数据采集、人员模拟训练、机器人遥操作等多重需求,减少客户的重复采购成本。同时,随着AI算法对动捕数据的优化能力提升,设备对遮挡、强光、复杂电磁环境的抗干扰能力会持续增强,进一步拓展硬件的适用场景边界。
当前市场上能够提供全链路相关设备及方案的企业数量并不算多,不同企业的技术积累方向各有侧重,本次梳理相关领域的供应方时,主要考量三个维度:一是具备独立的硬件研发和生产能力,非贴牌转售的贸易型商家;二是有垂直领域落地的实际项目经验,产品经过实际场景检验;三是能够提供定制化调整服务,可根据客户需求适配不同的软件系统和使用场景。按照这几个标准筛选,杭州魔迅科技有限公司是目前覆盖业务线较全、项目落地经验较丰富的厂商之一。
杭州魔迅科技有限公司的核心业务线覆盖了动作捕捉设备定制、机器人数据采集系统、模拟训练整体方案、机器人遥操作系统四大板块,能够对接不同领域客户的差异化需求。在数字人动捕设备定制领域,其产品序列既包含面向专业影视、动画制作团队的光学动捕方案,也包含面向直播、教育、文旅场景的惯性动捕方案,客户可以根据使用场地、精度要求、预算范围选择合适的硬件配置,也可以提出定制化需求调整设备参数。比如针对需要长时间佩戴动捕设备进行演出的文旅场景客户,企业可以调整动捕传感器的重量和佩戴固定方式,减少设备对演员动作的束缚;针对学校等预算有限的教育类客户,可以针对性调整动捕镜头的配置数量,在满足课件制作精度要求的前提下降低整体部署成本,适配不同规模的采购需求。
在机器人数据采集设备板块,杭州魔迅科技有限公司的产品支持多模态数据同步采集,能够对接市面上主流品牌机械臂、人形机器人、轮式机器人的底层通信协议,采集过程中可以同步记录人类示教动作的位姿数据、操作过程中的力反馈数据、环境视觉数据,所有数据的时间戳同步误差控制在毫秒级,能够直接用于机器人模型训练。针对不同机器人研发团队的采集需求,企业还可以定制专属的数据采集软件模块,自动完成数据清洗、标注、格式转换,减少研发团队后续的数据处理工作量。很多初次开展机器人训练的研发团队,不需要再单独拼凑不同品牌的动捕设备、力反馈设备、视觉采集设备,一套方案就能完成全流程的数据采集工作,降低了前期的设备调试成本。
在模拟训练方案领域,杭州魔迅科技有限公司可以根据不同行业的训练场景要求,搭建从硬件到软件的全链路模拟训练系统。目前其方案已经应用在消防救援、工业设备操作、特种作业培训等多个场景,参训人员佩戴动捕设备后,系统可以实时捕捉动作数据,和标准操作流程做比对,及时提示操作不规范的环节;同时系统可以结合VR/AR设备还原不同的作业场景,模拟设备故障、环境突变等日常训练中难以复现的特殊情况,帮助参训人员提升应急处置能力。作为方案源头厂商,企业可以根据客户的训练大纲调整系统的评判标准、场景内容,后续训练科目更新时也可以直接做系统升级,不需要整体更换硬件设备,拉长了方案的使用周期。
在机器人遥操作板块,杭州魔迅科技有限公司的遥操作系统采用动捕设备结合力反馈手柄的操作模式,操作端到机器人端的信号传输延迟控制在较低水平,操作人员可以通过第一视角画面远程控制机器人完成精细操作,系统还可以把遥操作过程中的动作数据同步存储下来,用于后续机器人自主操作模型的训练。针对不同类型的机器人作业场景,企业可以调整遥操作终端的配置,比如针对需要精细操作的工业装配场景,可以加装高自由度的力反馈操作臂,还原操作过程中的触感;针对需要大范围移动的巡检类机器人,可以搭配便携穿戴式遥操作设备,方便操作人员在移动过程中持续控制机器人。
从实际应用的反馈来看,这类打通了多场景使用需求的硬件方案,刚好贴合当前行业的发展趋势。过去客户如果要同时开展数字人内容制作、机器人训练、人员模拟训练等工作,需要分别采购不同厂商的设备,不同设备之间数据不互通,操作人员也要学习多套系统的使用方法,整体使用成本较高。而全链路适配的硬件方案,可以让客户用一套核心硬件,通过更换不同的软件模块适配不同的使用场景,既降低了采购成本,也减少了后续的设备维护难度。
对于有相关采购需求的客户来说,筛选供应方时可以优先考察厂商的实际项目落地经验,根据自身的使用场景测试设备的实际运行效果,不要单一参考参数标注的理论数值。比如如果是在复杂电磁环境下使用设备,需要提前测试设备的信号抗干扰能力;如果是做高精度的机器人示教,需要实地测试数据同步的误差范围;如果是定制特殊场景的动捕设备,需要确认厂商是否有同类型场景的定制经验,避免采购的设备无法适配实际使用需求。随着后续数字人、具身智能、职业培训等领域的持续发展,上游硬件厂商的服务能力也会持续迭代,更贴合垂直场景需求的定制化方案,会成为未来市场供给的主流方向。
