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波士顿动力命运颠簸,国内脚足机器人发展得怎么样了?

对波士顿动力来说,2020 年最后一个月发生的事颇具戏剧性。12 月 29 日,波士顿动力发布了机器人跳舞视频,其运动能力和稳定性让业界和大众惊叹。在技术能力上,没有人质疑波士顿动力的领先地位。

对波士顿动力来说,2020 年最后一个月发生的事颇具戏剧性。

12 月 29 日,波士顿动力发布了机器人跳舞视频,其运动能力和稳定性让业界和大众惊叹。在技术能力上,没有人质疑波士顿动力的领先地位。

而在 19 天前,据韩国经济日报报道,波士顿动力的老东家软银以不到一万亿韩元(约 9.21 亿美元),将其卖给了韩国现代集团。

软银一直积极推动波士顿动力的商业化:2019 年 6 月推出首款商用四足机器人 Spot,同时推动两足+轮式机器人 Handle 进入仓库场景,参与物流工作。

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(波士顿动力首款商业化产品 Spot)

外界难以彻底了解波士顿动力的商业化成果,但面临资金压力的软银已经失去了耐心。技术强大的波士顿动力,再一次被出售,让业界和大众不免担忧腿足机器人的商业前景。

不过,行业内对此也有不同声音。国内一家四足机器人初创公司宇树科技 CEO 王兴兴在知乎上写道:“大可不必为 BD(波士顿动力)这纯商务上的变故而感到担忧什么的。毕竟单纯从这商业上的一些消息,几乎完全没法推测实质的交易内容,没准对 BD 是好事都有不少可能。科学技术的商业化,难免会有一些波折。即使对于 PC、手机这样完全颠覆人类生活的科技产品,商业上都波折不断。”

有趣的是,与波士顿动力因再次被卖而陷入争议相比,中国本土的脚足机器人领域,正变得越来越有活力,产品和融资的进展可以用“如火如荼”来形容,同时一些商业化尝试逐渐浮现。

中国本土脚足机器人发展几何?

脚足机器人可分为单足、双足、四足和多足,中国本土的脚足机器人研究,主要集中在双足和四足。在关节驱动方案上,普遍采用电机驱动。

波士顿动力的双足机器人 Atlas 采用液压驱动,虽然抗负载刚性更大、驱动力更强,但噪音大、功耗高,而且机器人自重更重,不适用于工业机械以外的领域。而电机驱动噪音小,机器人自重更轻,适用场景更加广阔。波士顿动力首款商业化四足机器人 Spot,也是采用电机驱动。

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(液压驱动的 Atlas)

双足机器人方面,商业公司主要有钢铁侠科技、优必选、乐聚机器人和荷福人工智能。

成立于 2015 年、研发团队来自中国科学院和航空航天所的“钢铁侠科技”,是中国本土最早开发商业化大型双足机器人的公司之一。

目前,钢铁侠科技已经迭代了三代双足机器人产品。2016 年 3 月研发出第一代双足机器人 ART-0,能像人一样双腿行走,但只有 12 个自由度。2017 年 8 月,研发成功第三代双足机器人 ART-2,有 36 个自由度,加入了十指,可以像人一样做各种手势和抓取物品,整体运动速度也明显提升。

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(钢铁侠科技的三代双足机器人)

除了直接开发大型仿人双足机器人,中国本土企业还存在另外一种路线:先从小型双足机器人切入教育或娱乐市场,再研发大型仿人双足机器人。代表的企业,有优必选和乐聚机器人。

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(优必选的小型双足机器人)

优必选最早通过小型双足机器人 Alpha 打开了教育市场,乐聚机器人也有针对教育市场的 Aelos 系列。2017 年和 2018 年 CES 上,乐聚机器人和优必选的中大型人形双足机器人相继亮相。

乐聚机器人的 Talos 在 2017 年亮相时,身高只有 60 厘米,为波士顿动力 Atals 的三分之一,后来又“长高”了一点。其特点在于步态算法,能快速行走,最大步幅间隔大约是 15 厘米,每秒可以迈出 3 步,速度达到 45cm/s,相当于一个小孩的行走速度。

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(乐聚机器人 Talos 在 CES 上亮相)

而优必选的 Walker 在 2018 年 CES 上亮相。当时,Walker 还只有双腿没有胳膊和手。2019 年 1 月 CES,经过一年研发,Walker 新一代亮相,增加了双臂和双手,结合机器视觉能力,可以实现手眼协调抓取。此外,Walker 的运动和平衡能力得到了提高,即使受到外部冲击,也能自己调整平衡。

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(优必选 Walker 的研发历程)

四足机器人方面,云深处、宇树科技、智擎、蔚蓝等一批初创公司都处于成长期。

云深处和宇树科技都位于杭州,前者成立于 2017 年底,由浙江大学智能系统与控制研究所孵化而来,后者在 2016 年成立,创始人来自上海大学机械工程专业。

两家公司都靠产品打响了名头。云深处的“绝影”在 2018 年初亮相,展示了爬坡踏雪等多个场景的运动能力,虽然步态平滑程度不如波士顿动力的机器人,但依然吸引了很多关注。而后,绝影经过两次关键升级,运动能力得到提升,实现了四脚原地跳跃和远跳,能更好地适应复杂环境。

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(云深处的“绝影)

宇树科技的“莱卡狗”(Laikago)则在 2017 年 9 月发布,采用电机驱动。2018 年,“莱卡狗”开始少量出货,让宇树科技成为国内首个正式对外发售高性能自足机器人的企业。

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(宇树科技的“莱卡狗”

在云深处和宇树科技之后,中国本土做四足机器人的初创公司逐渐多了起来。原因在于,2019 年 3 月麻省理工开源了 Mini Cheetah 的核心技术,一个小团队在此基础上就能优化设计出商业化产品,典型的公司有深圳智擎和南京蔚蓝。

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中国本土腿足机器人的商业化探索

在全球范围,对腿足机器人的商业化探索,依然在早期阶段,并且面临着诸多阻碍,中国本土也不例外。

高成本,是制约腿足机器人商业化的关键问题。波士顿动力的首款商业化四足机器人 Spot,售价高达 7.45 万美元(约合人民币 53 万元)。2020 年 10 月,波士顿动力 CEO Rob Playter 透露,Spot 订单数为 260 份。

本田的双足仿人机器人 Asimo,运动能力极强,自由度和灵活度极高,被视为该品类的标杆,但相应地,价格也高达两三百万美元。2018 年 6 月,因为价格太高商业化受阻,本田决定停止研发 Asimo。

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(本田 Asimo 的研发历程)

如何在脚足机器人的运动能力和售价间作出平衡,考验着所有从业者。在大型双足机器人领域,以优必选为例,他们通过自研伺服舵机、硬件模块化和减少制造及维护成本等方式,降低 Walker 的售价。优必选科技相关负责人告诉品玩,当大型腿足机器人能以一辆中档轿车的价格进入家庭时,才有机会进一步普及。

而在四足机器人领域,中国本土一些基于开源方案的公司,已经把产品价格拉低到 3 万多的水准。比如南京蔚蓝,最便宜的型号 AlphaDog C100,价格 3.69 万元起。不过,AlphaDog C100 型号是个中型尺寸,而且只有基础的载重能力,最高 5 千克(波士顿动力的 Spot 载重最大为 14 千克),运行时间也不长,持续行走只有 1.5 小时。而大尺寸、大载重的四足机器人产品,价格在 18.69 万之上。

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(蔚蓝的 AlphaDog 产品系列)

应用场景,是脚足机器人需要突破的另一个难题。目前,中国本土商业公司的切入点集中在科研、展览、工业巡检和商业服务场景。

比如,优必选针对科研场景推出了综合科研平台——大型仿人服务机器人Walker +仿真平台,包含标准硬件、仿真平台以及配套软件服务。钢铁侠科技的商业化客户,也主要为高校和科技展览馆,主要是因为两者对价格都不太敏感,而且有固定需求。

云深处的绝影四足机器人,同样面向科研。一个最近的案例是,2020 年 11 月腾讯 Robotics X 实验室基于绝影硬件的基础上,开发了自足机器人 Jamoca。搭载上腾讯自主研发的“大脑”,Jamoca 成为国内首个能完成走梅花桩复杂挑战的四足机器人。

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(腾讯 Robotics X 的四足机器人 Jamoca)

在科研和展览之外,商业公司还会尝试切入到一些细分垂直行业。比如,四足机器人的跨越障碍物能力,可以让其进入一些环境比较危险和恶劣的场地,代替人工去完成工作,比如电力/铁路巡检、消防救援、环境应急监测。目前,上海电力电缆公司已经尝试用云深处的绝影,进行线路巡检测试。

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(绝影被应用于电缆巡检)

虽然中国本土腿足机器人发展迅速,但从整个行业的发展来看,依旧处于降低产品成本和探索应用场景阶段。波士顿动力所面临过的问题,本土玩家也躲不过。

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作者: admin

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