前言：優(yōu)必選、宇樹(shù)科技機(jī)器牛登臺(tái)熱舞，四足機(jī)器人產(chǎn)業(yè)亮了嗎?
文/ 智能相對(duì)論
作者/ 離離
在波士頓動(dòng)力的網(wǎng)紅機(jī)器狗學(xué)會(huì)芭蕾小碎步之后，幾款國(guó)產(chǎn)“機(jī)器?！币驳巧狭搜胍?021牛年春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)的舞臺(tái)，和一眾明星共同展現(xiàn)靈活身段與曼妙舞姿，為大家?guī)?lái)新年祝福。
自2016年以來(lái)，“機(jī)器舞”作為春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)的常規(guī)節(jié)目，成為不少公司展示自家產(chǎn)品的方式，如優(yōu)必選科技的Alpha機(jī)器人、狗年特別版機(jī)器人Jimu汪汪、大型人形機(jī)器人Walker等高性能智能機(jī)器人相繼登臺(tái)熱舞，引起不少話題。近年，四足機(jī)器人的發(fā)展更是受到廣泛關(guān)注。除了廣為人知的波士頓動(dòng)力，國(guó)內(nèi)也有不少四足機(jī)器人產(chǎn)品相繼誕生。
跳舞拜年梅花樁，
中國(guó)牛通通OK
“千家萬(wàn)戶，張燈結(jié)彩，共同牛起來(lái)……”在春晚《牛起來(lái)》節(jié)目中，舞臺(tái)最前排的“小紅?！彪S著歡快的節(jié)奏搖擺身軀，其靈活的動(dòng)作與喜氣洋洋的外形引起了不少話題。
這群“小紅?！笔怯缮钲趦?yōu)必選科技公司研發(fā)的牛年限定版智能四足機(jī)器人——“拓荒?！?，外形融合了祥云及中國(guó)紅等傳統(tǒng)文化元素;以電力作為驅(qū)動(dòng)方式。
要讓四足機(jī)器人做出如此靈活的動(dòng)作，力控關(guān)節(jié)是關(guān)鍵所在。“拓荒?！钡耐ㄓ昧仃P(guān)節(jié)包含多個(gè)自由度，能精準(zhǔn)地輸出位置和力矩，使多個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器協(xié)同運(yùn)行，完成連貫、整齊的動(dòng)作。優(yōu)必選表示，這款新研發(fā)的關(guān)節(jié)，未來(lái)也將用于其它機(jī)器人產(chǎn)品上。
內(nèi)建的高性能實(shí)時(shí)主控系統(tǒng)、全動(dòng)力學(xué)優(yōu)化算法及激光雷達(dá)定位導(dǎo)航算法可為“拓荒?！苯鉀Q春晚舞臺(tái)這種高度對(duì)稱環(huán)境和稀疏特征下的定位問(wèn)題。由于高性能算力的支持，這一系列復(fù)雜的算法可在1kHZ下實(shí)時(shí)完成，幫助它完成全地形快速行走與舞蹈動(dòng)作。
春晚上還出現(xiàn)了另一款機(jī)器?！盃臓摹薄＿@款四足機(jī)器人由杭州宇樹(shù)科技制作，以青島人工智能國(guó)際客廳里的“萊卡狗”為原型，可隨著音樂(lè)節(jié)奏搖頭擺尾，做出直立拜年、側(cè)滾翻、后空翻等200多個(gè)動(dòng)作。
其硬件設(shè)備如電機(jī)、減速器、控制器、整機(jī)結(jié)構(gòu)、部分傳感器等多為研究團(tuán)隊(duì)獨(dú)立自主研發(fā)打造;在動(dòng)態(tài)定位、信號(hào)接收與抗干擾等群控技術(shù)與產(chǎn)品性能上皆有所突破。
除了跳舞，“犇犇”也在央視后臺(tái)展現(xiàn)了它的實(shí)用性——為工作人員發(fā)送盒飯。在機(jī)器牛熱舞登上熱搜的同時(shí)，“犇犇”“卸妝”后辛勤送飯的視頻也隨之火爆，被網(wǎng)友們封為“勤勤懇懇打工?！薄?/FONT>
隨著人工智能技術(shù)發(fā)展，這條賽道內(nèi)不僅有專業(yè)的機(jī)器人公司，一些互聯(lián)網(wǎng)大廠也開(kāi)始嘗試研發(fā)高性能的四足機(jī)器人。
像騰訊Robotics X 實(shí)驗(yàn)室打造的移動(dòng)機(jī)器狗Jamoca是國(guó)內(nèi)首個(gè)能自行在梅花樁上順利移動(dòng)的四足機(jī)器人，其本體基于外部提供的硬件平臺(tái)改裝。騰訊自行研發(fā)的機(jī)器狗控制技術(shù)與智能大腦讓 Jamoca 能完成行走、小跑和跳躍動(dòng)作，并獲得自主定位和避障的能力。
Jamoca利用RGB-D相機(jī)實(shí)時(shí)感知周圍環(huán)境，通過(guò)特征點(diǎn)匹配的方式，可在線跟蹤自身的運(yùn)動(dòng)軌跡，并結(jié)合視覺(jué)定位、運(yùn)動(dòng)里程以及慣性測(cè)量數(shù)據(jù)，提高定位追蹤的精度和頻率;同時(shí)利用算法識(shí)別和獲取臺(tái)階和梅花樁的表面范圍和中心點(diǎn)位置，依此進(jìn)行可視化建模，重建整個(gè)三維運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景。
接著，再基于質(zhì)心動(dòng)力學(xué)實(shí)現(xiàn)在線的質(zhì)心軌跡生成和落腳點(diǎn)規(guī)劃。在保證機(jī)器狗的四條腿可以安全踏到下一個(gè)梅花樁的前提下，規(guī)劃出移動(dòng)長(zhǎng)度最短、綜合耗力最小的行進(jìn)路線，并且可在線持續(xù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。
無(wú)論是載歌載舞的賀歲機(jī)器牛，還是走跑自如的機(jī)器狗，這些四足智能機(jī)器人所運(yùn)用的環(huán)境感知系統(tǒng)、高性能實(shí)時(shí)控制器、高精度帶寬伺服驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)控制算法、定位導(dǎo)航方案多為技術(shù)團(tuán)隊(duì)自行研發(fā)。從優(yōu)必選、宇樹(shù)科技與騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室打造的產(chǎn)品來(lái)看，中國(guó)四足智能機(jī)器人研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)已趨成熟。
那么，國(guó)產(chǎn)機(jī)器狗的時(shí)代要來(lái)了嗎?
變現(xiàn)之前
目前，國(guó)內(nèi)四足機(jī)器人產(chǎn)品大多停留在產(chǎn)品測(cè)試與試運(yùn)營(yíng)階段，只有少數(shù)公司開(kāi)始進(jìn)行商業(yè)化嘗試。如優(yōu)必選的四足機(jī)器人雖已在技術(shù)上取得一些突破，在應(yīng)用方面仍處于研發(fā)階段;騰訊的Jamoca也尚未進(jìn)行商業(yè)化，主要用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部科研實(shí)驗(yàn)。
已研發(fā)出Laikago、AlienGo、Unitree A1、犇犇等多款四足機(jī)器人的宇樹(shù)科技，則以曾參展美國(guó)CES 2020的Unitree A1機(jī)器狗以及作為通用移動(dòng)平臺(tái)的 AlienGo作為主打產(chǎn)品進(jìn)行售賣。二者皆能完成快跑、翻滾、跳躍、避障等多種動(dòng)作;內(nèi)建的多目深度感知視覺(jué)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)人物跟蹤、實(shí)時(shí)自主定位、地圖創(chuàng)建及導(dǎo)航規(guī)劃等功能。
去年，另一家四足機(jī)器人公司Dogotix對(duì)外發(fā)布了DG-48A和DG-160A兩款已批量生產(chǎn)售賣的仿生機(jī)器狗產(chǎn)品。DG-48A自重13KG, 搭配峰值動(dòng)力48N.m電機(jī)負(fù)重6KG，而DG-160A自重為24KG, 搭配峰值動(dòng)力160N.m電機(jī)，設(shè)計(jì)載重14KG，其動(dòng)力電機(jī)可在約1.25 KG自重的基礎(chǔ)上達(dá)到160N.m(特制版可達(dá)200牛米)的峰值輸出扭矩和24弧度/秒的角速度爆發(fā)力，可同時(shí)兼顧負(fù)重和高動(dòng)態(tài)性能的要求。在DG-48A和DG-160A之前，其第一代產(chǎn)品ME-18A已公開(kāi)發(fā)售，Dogotix所有機(jī)器狗產(chǎn)品皆為全開(kāi)源模式。
在應(yīng)用方面，Dogotix創(chuàng)始人趙同陽(yáng)表示，Dogotix可用于居家場(chǎng)景，如陪伴家里的老人、小孩，識(shí)別他們的異常行為和危險(xiǎn)情況，并采取相應(yīng)措施;還能自行清理地上垃圾，整理房間等。除了家庭場(chǎng)景，Dogotix機(jī)器人還可應(yīng)用于物流配送、電力巡檢、火災(zāi)救援、軍事裝備等地形環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)景。
宇樹(shù)科技創(chuàng)始人CEO王興興也曾說(shuō)，未來(lái)四足機(jī)器人最大的應(yīng)用場(chǎng)景分為兩類:一類是面向C端用戶，藉由四足機(jī)器人本身具有的人機(jī)交互友好性，目標(biāo)成為以家庭為單位的陪伴+服務(wù)型機(jī)器人，同時(shí)還可具有攜帶物品、智能管家等功能。另一類是在消防、巡檢、軍警領(lǐng)域執(zhí)行特定任務(wù)，成為面向B端客戶的工業(yè)用特種機(jī)器人。
相較于過(guò)去，現(xiàn)在的四足機(jī)器人在產(chǎn)品本身設(shè)計(jì)與性能皆有顯著提升。但波士頓動(dòng)力的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，商品研發(fā)與生產(chǎn)技術(shù)的成熟并不代表其商業(yè)化落地的進(jìn)程一定順利。
To B or To C or To G ?
That is the question.
“智能相對(duì)論”觀察到，四足機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景看似非常廣泛，實(shí)際落地的項(xiàng)目卻屈指可數(shù)，真正為這些機(jī)器狗買單的人似乎并不多。例如主要面向B端客戶銷售的波士頓動(dòng)力Spot Mini，從產(chǎn)品發(fā)布至今僅售出四百多臺(tái)，工業(yè)用機(jī)器狗的To B之路似乎并不順?biāo)臁?/FONT>
波士頓動(dòng)力的商業(yè)進(jìn)程坎坷，一部份原因是由于高昂的售價(jià)。在這方面，國(guó)內(nèi)廠商似乎率先在四足機(jī)器人價(jià)格與邊際成本平衡問(wèn)題上有所突破。如Unitree A1、DG-160A與DG-48A的售價(jià)皆不到一萬(wàn)美元，與波士頓動(dòng)力網(wǎng)紅大黃狗7.5萬(wàn)美元的價(jià)格相比，國(guó)產(chǎn)機(jī)器狗的價(jià)格優(yōu)勢(shì)十分顯著。
且四足機(jī)器人能代替人類完成電力巡檢或安防偵察等耗時(shí)耗力或高危險(xiǎn)性的工作，能在提升工作效率的同時(shí)保障相關(guān)人員安全，的確能滿足一些行業(yè)的硬性需求。
即便B端用戶的需求確實(shí)存在，國(guó)產(chǎn)機(jī)器狗的價(jià)格相對(duì)便宜，廠家們也為自家產(chǎn)品設(shè)想了工業(yè)制造、交通運(yùn)輸、公共安全、家庭陪伴等多種應(yīng)用場(chǎng)景。但作為一個(gè)人工智能與高科技制造業(yè)相結(jié)合的新興產(chǎn)業(yè)，市面上的四足機(jī)器人真正運(yùn)用于人們的日常生活中，依然面臨了不少挑戰(zhàn)。
例如電池技術(shù)下影響的效率問(wèn)題。兼具靈活行動(dòng)力與高科技內(nèi)建設(shè)備的移動(dòng)四足機(jī)器人所需電力不小，因而提高了對(duì)電池續(xù)航能力的要求。以融合人工智能+四足機(jī)器人產(chǎn)業(yè)頂尖技術(shù)的波士頓動(dòng)力Spot Mini為例，其電池續(xù)航時(shí)間約兩小時(shí)，充電時(shí)間約為兩到三個(gè)小時(shí)。最大續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)達(dá)四小時(shí)的AlienGo和DG-160A雖未公開(kāi)具體充電時(shí)長(zhǎng)，但所需要的充電時(shí)間大概也不會(huì)太短。
以一天八小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)計(jì)算，Spot Mini一天的實(shí)際工作時(shí)間約為四小時(shí)。無(wú)論是將其應(yīng)用于設(shè)備檢測(cè)、地圖繪制、犯罪偵查還是家庭陪伴，對(duì)于客戶而言，這樣的使用效率似乎有待加強(qiáng)。雖然Dogotix在其產(chǎn)品背上裝設(shè)太陽(yáng)能電池板試圖解決此問(wèn)題，但此種方式受天氣影響大，且機(jī)器狗搭載其他設(shè)備或于室內(nèi)工作便無(wú)法發(fā)揮作用。在真正普及之前，四足機(jī)器人的電池續(xù)航時(shí)間與充電效率或許還有進(jìn)步空間。
既然如此，那就not to B再試試 ?
“智能相對(duì)論”認(rèn)為，一些面向C端的應(yīng)用場(chǎng)景看似美好方便，但在不少細(xì)節(jié)上仍有待完善。例如部份四足機(jī)器人產(chǎn)品標(biāo)榜能“做家務(wù)”，可自動(dòng)清理地板上垃圾與整理物品，但面對(duì)各式各樣的C端用戶，家中可能會(huì)出現(xiàn)的物品“千奇百怪”、種類繁多，對(duì)于“垃圾”的定義也有所不同，很難形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。最簡(jiǎn)單的例子，一個(gè)空紙箱，機(jī)器狗狗怎么分辨主人是要丟掉還是另有用途?若是采取AI圖像識(shí)別作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，如何區(qū)分一些外觀相似的物品?
讓“管家狗狗”按照自家主人的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)分辨哪些是垃圾，哪些是需要整理的物品，成為居家服務(wù)機(jī)器狗生廠商必須解決的問(wèn)題。廠家只能統(tǒng)一設(shè)定最簡(jiǎn)單最普遍的分辨標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法滿足用戶的個(gè)性化需求;但若是讓用戶自行一一設(shè)定，便會(huì)造成使用過(guò)于繁雜，可能會(huì)勸退一大批怕麻煩的顧客。
無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，目前的四足機(jī)器人產(chǎn)品距離落地應(yīng)用與大規(guī)模普及還有不少的路要走。國(guó)內(nèi)的四足機(jī)器人生產(chǎn)商似乎正處于一個(gè)三叉路口，大多數(shù)的B端客戶還在“靜觀其變”;面向C端的居家服務(wù)仍有許多細(xì)節(jié)仍未完善，國(guó)產(chǎn)AI機(jī)器管家狗產(chǎn)品也暫時(shí)還沒(méi)出現(xiàn)。多數(shù)廠商所預(yù)想的應(yīng)用方式似乎都尚未形成一種清晰有效的盈利模式。
在這種情況下，優(yōu)必選和宇樹(shù)科技選擇參加春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)等政府項(xiàng)目，似乎是個(gè)不錯(cuò)的決定。
首先，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、可適應(yīng)復(fù)雜地形的四足機(jī)器人的確能滿足一些政府部門的特殊需求，如軍事裝備及物資運(yùn)輸、犯罪偵查及火災(zāi)救援等。政府在某些場(chǎng)景也需要智能化解決方案的榜樣，就像長(zhǎng)沙的Robotaxi。
雖然這些項(xiàng)目可能無(wú)法在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)盈利和商業(yè)化，但由試點(diǎn)或者示范項(xiàng)目所帶來(lái)的技術(shù)溢出可大幅推進(jìn)城市與關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為達(dá)成上述目的，也為培育和孵化機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，政府也會(huì)提供一定的資金支持。
對(duì)企業(yè)而言，To G更加具有戰(zhàn)略意義，不僅能增進(jìn)研發(fā)技術(shù)，還具有很強(qiáng)的示范效應(yīng)，相當(dāng)于為公司及產(chǎn)品進(jìn)行另類的廣告宣傳，對(duì)提升企業(yè)知名度有不小的幫助。
除了政府項(xiàng)目，產(chǎn)學(xué)研合作也是目前新興科技進(jìn)行商業(yè)化落地與大規(guī)模量產(chǎn)的同時(shí)常見(jiàn)的“試水”方式。去年7月，Dogotix便將DG-48A和DG-160A提供給高校和科研場(chǎng)所，幫助其測(cè)試新產(chǎn)品。南方科技大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、火箭軍工程大學(xué)等高校都是Dogotix的客戶。
對(duì)于暫時(shí)無(wú)法在B端和C端找到商業(yè)突破口的機(jī)器人公司而言，先從專門為政府提供設(shè)備服務(wù)的To G業(yè)務(wù)入手或許是一條可以嘗試的發(fā)展路徑。不但可以及時(shí)造血，實(shí)現(xiàn)營(yíng)收;還能提前為未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)卡位。也有機(jī)會(huì)在為政府服務(wù)的同時(shí)取得更多產(chǎn)品應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)及數(shù)據(jù)，尋找更明確的產(chǎn)品定位與可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式，為將來(lái)的B端及C端業(yè)務(wù)做準(zhǔn)備。
結(jié)語(yǔ)
目前看來(lái)，宇樹(shù)科技、Dogotix產(chǎn)品的目標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)景與波士頓動(dòng)力和KODA相似。Dogotix創(chuàng)始人趙同陽(yáng)曾表示，Dogotix可能會(huì)在今年底推出一款面向家庭、具有自己“情緒”的陪伴型四足機(jī)器人。
目前，中國(guó)機(jī)器人及相關(guān)服務(wù)的消費(fèi)額持續(xù)高速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2021年底，將達(dá)到746億美元，2017-2021年復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到31.9%。中投產(chǎn)業(yè)研究院估計(jì)，2021年底，我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到813億元，未來(lái)五年年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為15.80%，可見(jiàn)市場(chǎng)需求仍然存在。
相較于國(guó)外產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)公司具備較為明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。若是能以G端生意為突破口，持續(xù)完善產(chǎn)品功能性及相關(guān)技術(shù)，國(guó)內(nèi)四足機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景將值得期待。
*本文圖片均來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)
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