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中國本土腳足機器人發展現狀如何?

我快閉嘴 ? 來源:品玩 ? 作者:品玩 ? 2021-01-12 15:33 ? 次閱讀

對波士頓動力來說,2020 年最后一個月發生的事頗具戲劇性。

12 月 29 日,波士頓動力發布了機器人跳舞視頻,其運動能力和穩定性讓業界和大眾驚嘆。在技術能力上,沒有人質疑波士頓動力的領先地位。

而在 19 天前,據韓國經濟日報報道,波士頓動力的老東家軟銀以不到一萬億韓元(約 9.21 億美元),將其賣給了韓國現代集團。

軟銀一直積極推動波士頓動力的商業化:2019 年 6 月推出首款商用四足機器人 Spot,同時推動兩足+輪式機器人 Handle 進入倉庫場景,參與物流工作。

外界難以徹底了解波士頓動力的商業化成果,但面臨資金壓力的軟銀已經失去了耐心。技術強大的波士頓動力,再一次被出售,讓業界和大眾不免擔憂腿足機器人的商業前景。

不過,行業內對此也有不同聲音。國內一家四足機器人初創公司宇樹科技 CEO 王興興在知乎上寫道:“大可不必為 BD(波士頓動力)這純商務上的變故而感到擔憂什么的。畢竟單純從這商業上的一些消息,幾乎完全沒法推測實質的交易內容,沒準對 BD 是好事都有不少可能。科學技術的商業化,難免會有一些波折。即使對于 PC、手機這樣完全顛覆人類生活的科技產品,商業上都波折不斷。”

有趣的是,與波士頓動力因再次被賣而陷入爭議相比,中國本土的腳足機器人領域,正變得越來越有活力,產品和融資的進展可以用“如火如荼”來形容,同時一些商業化嘗試逐漸浮現。

中國本土腳足機器人發展幾何?

腳足機器人可分為單足、雙足、四足和多足,中國本土的腳足機器人研究,主要集中在雙足和四足。在關節驅動方案上,普遍采用電機驅動。

波士頓動力的雙足機器人 Atlas 采用液壓驅動,雖然抗負載剛性更大、驅動力更強,但噪音大、功耗高,而且機器人自重更重,不適用于工業機械以外的領域。而電機驅動噪音小,機器人自重更輕,適用場景更加廣闊。波士頓動力首款商業化四足機器人 Spot,也是采用電機驅動。

雙足機器人方面,商業公司主要有鋼鐵俠科技、優必選、樂聚機器人和荷福人工智能

成立于 2015 年、研發團隊來自中國科學院和航空航天所的“鋼鐵俠科技”,是中國本土最早開發商業化大型雙足機器人的公司之一。

目前,鋼鐵俠科技已經迭代了三代雙足機器人產品。2016 年 3 月研發出第一代雙足機器人 ART-0,能像人一樣雙腿行走,但只有 12 個自由度。2017 年 8 月,研發成功第三代雙足機器人 ART-2,有 36 個自由度,加入了十指,可以像人一樣做各種手勢和抓取物品,整體運動速度也明顯提升。

除了直接開發大型仿人雙足機器人,中國本土企業還存在另外一種路線:先從小型雙足機器人切入教育或娛樂市場,再研發大型仿人雙足機器人。代表的企業,有優必選和樂聚機器人。

優必選最早通過小型雙足機器人 Alpha 打開了教育市場,樂聚機器人也有針對教育市場的 Aelos 系列。2017 年和 2018 年 CES 上,樂聚機器人和優必選的中大型人形雙足機器人相繼亮相。

樂聚機器人的 Talos 在 2017 年亮相時,身高只有 60 厘米,為波士頓動力 Atals 的三分之一,后來又“長高”了一點。其特點在于步態算法,能快速行走,最大步幅間隔大約是 15 厘米,每秒可以邁出 3 步,速度達到 45cm/s,相當于一個小孩的行走速度。

而優必選的 Walker 在 2018 年 CES 上亮相。當時,Walker 還只有雙腿沒有胳膊和手。2019 年 1 月 CES,經過一年研發,Walker 新一代亮相,增加了雙臂和雙手,結合機器視覺能力,可以實現手眼協調抓取。此外,Walker 的運動和平衡能力得到了提高,即使受到外部沖擊,也能自己調整平衡。

四足機器人方面,云深處、宇樹科技、智擎、蔚藍等一批初創公司都處于成長期。

云深處和宇樹科技都位于杭州,前者成立于 2017 年底,由浙江大學智能系統與控制研究所孵化而來,后者在 2016 年成立,創始人來自上海大學機械工程專業。

兩家公司都靠產品打響了名頭。云深處的“絕影”在 2018 年初亮相,展示了爬坡踏雪等多個場景的運動能力,雖然步態平滑程度不如波士頓動力的機器人,但依然吸引了很多關注。而后,絕影經過兩次關鍵升級,運動能力得到提升,實現了四腳原地跳躍和遠跳,能更好地適應復雜環境。

宇樹科技的“萊卡狗”(Laikago)則在 2017 年 9 月發布,采用電機驅動。2018 年,“萊卡狗”開始少量出貨,讓宇樹科技成為國內首個正式對外發售高性能自足機器人的企業。

在云深處和宇樹科技之后,中國本土做四足機器人的初創公司逐漸多了起來。原因在于,2019 年 3 月麻省理工開源了 Mini Cheetah 的核心技術,一個小團隊在此基礎上就能優化設計出商業化產品,典型的公司有深圳智擎和南京蔚藍。

中國本土腿足機器人的商業化探索

在全球范圍,對腿足機器人的商業化探索,依然在早期階段,并且面臨著諸多阻礙,中國本土也不例外。

高成本,是制約腿足機器人商業化的關鍵問題。波士頓動力的首款商業化四足機器人 Spot,售價高達 7.45 萬美元(約合人民幣 53 萬元)。2020 年 10 月,波士頓動力 CEO Rob Playter 透露,Spot 訂單數為 260 份。

本田的雙足仿人機器人 Asimo,運動能力極強,自由度和靈活度極高,被視為該品類的標桿,但相應地,價格也高達兩三百萬美元。2018 年 6 月,因為價格太高商業化受阻,本田決定停止研發 Asimo。

如何在腳足機器人的運動能力和售價間作出平衡,考驗著所有從業者。在大型雙足機器人領域,以優必選為例,他們通過自研伺服舵機、硬件模塊化和減少制造及維護成本等方式,降低 Walker 的售價。優必選科技相關負責人告訴品玩,當大型腿足機器人能以一輛中檔轎車的價格進入家庭時,才有機會進一步普及。

而在四足機器人領域,中國本土一些基于開源方案的公司,已經把產品價格拉低到 3 萬多的水準。比如南京蔚藍,最便宜的型號 AlphaDog C100,價格 3.69 萬元起。不過,AlphaDog C100 型號是個中型尺寸,而且只有基礎的載重能力,最高 5 千克(波士頓動力的 Spot 載重最大為 14 千克),運行時間也不長,持續行走只有 1.5 小時。而大尺寸、大載重的四足機器人產品,價格在 18.69 萬之上。

應用場景,是腳足機器人需要突破的另一個難題。目前,中國本土商業公司的切入點集中在科研、展覽、工業巡檢和商業服務場景。

比如,優必選針對科研場景推出了綜合科研平臺——大型仿人服務機器人Walker +仿真平臺,包含標準硬件、仿真平臺以及配套軟件服務。鋼鐵俠科技的商業化客戶,也主要為高校和科技展覽館,主要是因為兩者對價格都不太敏感,而且有固定需求。

云深處的絕影四足機器人,同樣面向科研。一個最近的案例是,2020 年 11 月騰訊 Robotics X 實驗室基于絕影硬件的基礎上,開發了自足機器人 Jamoca。搭載上騰訊自主研發的“大腦”,Jamoca 成為國內首個能完成走梅花樁復雜挑戰的四足機器人。

在科研和展覽之外,商業公司還會嘗試切入到一些細分垂直行業。比如,四足機器人的跨越障礙物能力,可以讓其進入一些環境比較危險和惡劣的場地,代替人工去完成工作,比如電力/鐵路巡檢、消防救援、環境應急監測。目前,上海電力電纜公司已經嘗試用云深處的絕影,進行線路巡檢測試。

雖然中國本土腿足機器人發展迅速,但從整個行業的發展來看,依舊處于降低產品成本和探索應用場景階段。波士頓動力所面臨過的問題,本土玩家也躲不過。
責任編輯:tzh

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