“卸妝”后的“牛犇犇”在春晚后臺送盒飯。受訪者供圖
3月5日,#機器狗檢查SpaceX爆炸現(xiàn)場#的消息沖上微博熱搜,這只來自美國波士頓動力公司的“大黃狗”自2020年6月首次出現(xiàn)在SpaceX現(xiàn)場時便備受關注。美國波士頓動力公司一直被稱作四足機器人行業(yè)的“天花板”,但這幾年,國產四足機器人也蓄勢待發(fā),準備沖擊消費市場。
牛年春晚舞臺上,杭州宇樹科技有限公司的24只四足機器人“牛犇犇”,以和劉德華、王一博、關曉彤同臺演出正式“出道”,又因在春晚后臺“卸了妝”,拉上小車送盒飯沖上熱搜榜。不少網(wǎng)友評論“機器小牛出道即巔峰”。這場群舞,被科技圈稱為“全球首次四足機器人集體舞蹈展示”,國產四足機器人產業(yè)“亮了”。
電驅動替代液壓驅動 機器狗“瘦身”成功
相比于輪式機器人,四足機器人擁有如動物般“來去自由”的優(yōu)勢,可以靈活機動地適應不同地形環(huán)境,甚至一些人類和動物都無法觸及的環(huán)境,一直都是國內外科研領域爭相研究的重要課題。
杭州宇樹科技有限公司創(chuàng)始人、CEO王興興是一名90后“機器人發(fā)燒友”,2013年在上海大學讀研時就跟著導師研發(fā)四足機器人。彼時,四足機器人在國內僅存在于高校和科研院所的實驗室里,國內銷售市場更是一片空白。但在國外,美國波士頓動力公司的液壓動力機器狗已經火爆科技圈,不過他們也只是在“油管”上“秀秀技能”,并未進入市場銷售。
“那時國外的機器狗都是采用液壓驅動,成本高、維護不便,機器狗身體笨重!蓖跖d興認為,“電驅動不僅能夠降低造價,也能夠簡化結構,讓機器狗‘瘦身’,未來將會獲得更廣闊的應用場景和商業(yè)前景”。
他一邊研究國外文獻一邊進行電驅動測試,“機器狗的每條腿至少要有3個關節(jié),每個關節(jié)處都要有1個電機,因此整機最少需要12個電機,又由于機器狗的靈活程度要依賴于關節(jié)力距、功率密度等要求,因此這類關節(jié)處電機工藝研發(fā)十分復雜”。從四足機器人控制的仿真驗證、永磁同步電動機的選型、電機驅動板的設計及驅動程序開發(fā)等,他特意申請延期半年畢業(yè),終于在2016年年初,“牛犇犇”的雛形XDog測試成功,能夠在復雜地形上行走和爬坡。王興興也順利畢業(yè)并入職當時風頭正盛的大疆科技有限公司。
2016年6月,波士頓動力公司忽然在“油管”上曬出了第一款全電驅動機器狗Spotmini,不僅體量變小,還能靈活地做家務,引發(fā)科技圈極大關注,電驅動的發(fā)展方向得到驗證。隨之而來的關注,使得王興興上傳到網(wǎng)絡上的XDog測試視頻爆火,他也被海內外多家媒體報道。“有人找我想要購買,也有投資人想要投資,創(chuàng)業(yè)的機會來了”。王興興辭職創(chuàng)辦了宇樹科技,準備在四足機器人商業(yè)化道路上搏一搏,當時,四足機器人在國內外仍屬于新興、小眾的行業(yè),并沒有市場化。
想得到市場認可,就要打造有“硬核技術”傍身的機器狗。在王興興看來,“硬核技術”的關鍵在于對特定場合的軟件程序開發(fā)!芭c大眾認知中的工業(yè)機器人對零件精度要求高不同,四足機器人僅個別零件對精度要求高,量產后成本甚至可以很低”。
最初公司僅有4個人,宇樹科技也經歷了和眾多科技創(chuàng)新公司一樣的“人力捉襟見肘”同時還要“燒錢搞研發(fā)”的階段,甚至有一段時間他還需要自掏腰包為員工發(fā)工資。不過這些并沒有影響研發(fā)速度,他們按照尺寸、體型、動力性能等需求,獨立研發(fā)了電機、電機驅動及各類控制結構和系統(tǒng)重構,并命名為Laikago致敬最早被送上太空的小狗laika。2017年9月,尺寸比例更合理、動力性能和運動穩(wěn)定性更強的Laikago開啟對外預售,22千克的重量甚至可以裝進行李箱,他們也成為最早實現(xiàn)商業(yè)化的四足機器人公司之一。
基于XDog的高知名度,從Laikago機器狗預售,到隨后陸續(xù)推出的每款產品都得到關注!坝唵我话雭碜怨雀璧葒饪萍计髽I(yè),一半來自國內高校、科研院所和大型互聯(lián)網(wǎng)公司”。王興興告訴記者,2020年公司員工有近百人,營收達幾千萬元。
幾個月前,當“牛犇犇”還是一只“機器狗”時,在互聯(lián)網(wǎng)平臺跳出了第一支舞,也由此開啟了春晚之旅。換上新造型,后空翻、側滾翻、拜年等動作成了萌翻全場的微信表情包,王興興興奮地說:“這既是對我們的認可,也是四足機器人行業(yè)的‘破圈’,離我們最初設定的開拓消費級市場又近了一步!
“小”創(chuàng)業(yè)公司和互聯(lián)網(wǎng)“大廠”紛紛入局
在王興興看來,四足機器人就像上個世紀的計算機電腦,“科技公司、高校和科研院所目前購買四足機器人,多是將機器人當作工具,進一步進行研發(fā),去開拓更多應用場景和配套功能”。雖然短期內讓四足機器人走入普通大眾的家庭還為時過早,除教育科研外,他希望在未來一兩年中嘗試開拓更大的消費級市場!盎蛟S未來一兩年會在居民小區(qū)中出現(xiàn)巡邏機器狗,但在配套軟件開發(fā)上需要進行大量努力,比如機器人在不同環(huán)境下的步態(tài)切換,或者摔倒后自己重新學習站起來,或者運動中某條腿壞了能夠自己生成新運動模式重新向前走……將會有極大的應用價值”。
對于四足機器人研發(fā)和應用場景開拓,國內各大高校、科研院所均已開展多年!八淖銠C器人可以搭載不同設備進入不同場景,未來將會有廣闊應用前景!睎|北大學教授叢德宏曾帶著學生自主研發(fā)四足機器人“脊梁”,代表中國參加第18屆亞太大學生機器人大賽國際賽總決賽并獲得季軍。他認為,“開發(fā)應用場景前,首先得把四足機器人的性能提升上去,但目前無論高校研究還是科技公司的研發(fā),仍存在控制驅動、步態(tài)規(guī)劃和感知系統(tǒng)等技術難點,更好的解決方案尚未形成”。
叢德宏計劃把四足機器人應用到陪跑場景,“陪跑或許對于普通人來說,僅是陪伴作用。但對于專業(yè)運動員,如果想快速訓練出好成績,需要長期枯燥的配速訓練。為四足機器人設定好配速和路線,運動員跟著訓練,比個人訓練更容易進行”,他認為,要達到陪跑效果,一方面要訓練四足機器人的運動性能,另一方面要保證續(xù)航能力、感知能力和對速度的控制能力等,“如果機器人能達到這樣的水平,就可以在巡檢、安防或其他自然環(huán)境當中進行工作了”。
據(jù)統(tǒng)計,目前國內已有近10家科技創(chuàng)業(yè)公司進入四足機器人賽道,并在創(chuàng)新技術上均有所突破。在春晚舞臺上和“牛犇犇”同臺的“拓荒!,是由深圳優(yōu)必選科技公司研發(fā)的牛年限定版智能四足機器人,不僅擁有自主研發(fā)的高性能主控系統(tǒng),還支持3D地圖構建、自主定位導航。杭州云深處科技有限公司自主研發(fā)的“絕影”系列機器人,已具備快速跑跳、適應崎嶇地形、抵抗外部擾動以及自主導航等功能,并可執(zhí)行安防巡邏、物流運輸?shù)热蝿,有望成為人們日常工作和生活中的得力助手?/p>
與此同時,一些互聯(lián)網(wǎng)“大廠”也開始嘗試研發(fā)高性能的四足機器人。去年8月,華為中央研究院曾公布一款采用了華為AI技術,用于智能識別、目標定位等場景的機器狗產品,引發(fā)關注。今年3月2日,騰訊正式發(fā)布首個軟硬件全自研的多模態(tài)四足機器人——機器狗Max。騰訊表示,Max將有望在機器人巡邏、安保、救援等領域發(fā)揮作用。
或許在將來,國產機器狗裝備上不同程序,就可以化身“家政小助手”、寵物狗、導盲犬、搜救犬、巡邏犬等智能伙伴,可以代替人類進入更多未知地帶進行探索工作。