大廠爲何紛紛開始製造機器狗
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大廠爲何紛紛開始製造機器狗,國外的開源讓從零到一做機器狗變得簡單了, 在努力通向 90 分的過程中,國內很多公司都邁出了前進的步伐。波士頓動力讓四足機器人脫離了「軍工」範疇,大廠爲何紛紛開始製造機器狗.
大廠爲何紛紛開始製造機器狗1
1995 年,日本 NHK 將電視劇《三國演義》引進本國,引發收視高潮。和國人熱愛忠肝義膽的「關帝爺」不同,日本觀衆最喜歡的是「多智而近妖」的諸葛亮。如果說戰羣儒、借東風還是政治智慧,六出祁山用古代機器人「木牛流馬」運輸軍資,確是極致的魔幻時刻。
二十五年後的春節聯歡晚會上,幾十只戴着牛頭裝飾的宇樹科技「機器狗」走上舞臺,給大家拜年,第一次讓普羅大衆認識了這些憨態可掬的「四腳獸」。
今年 8 月,小米新品發佈會上,公司創始人雷軍曝光了團隊智能軍團的新成員 CyberDog「鐵蛋」,一隻灰色的機器狗,而 9999 元的價格,也讓人們意識到,這些看起來像是實驗室裏的產品,就要像普通寵物狗一樣,走進人們的生活。
小米鐵蛋
什麼樣的原因,讓四足機器人在短短几年內就從數十萬的實驗室明星,變成四位數的數字玩具?而除了翻跟頭和在舞臺上賣萌,四足機器人又有怎樣的使用場景?
機器狗從哪來
上世紀 60 年代,世界仍處於冷戰鐵幕之中時,美國通用電氣公司設計師 Mosher 在機動系統實驗室設計了一輛名爲 Walking Truck 的機器馬,駕駛者可以通過人工操作指令杆來控制機器的液壓驅動系統,實現該機器馬擡腿、邁步以及跨越障礙等動作。
這匹「機器馬」被認爲是第一臺真正意義上的現代四足機器人。
二十一年後,麻省理工學院(MIT)的 Marc Raibert 於 1986 年開發出第一臺能實現動態穩定的四足機器人,並於 1992 年成立了公司,這就是後來震驚業界的波士頓動力 Boston Dynamics。在被谷歌收至麾下之前,支持波士頓動力的是它唯一的客戶——美國軍方。
2016 年 6 月,波士頓動力發佈一條機器狗的運動視頻,僅有 25 公斤的 Spot Mini 外形更加小巧,增添了機械臂的它可以靈敏操控物體,該視頻迅速傳遍全網,堪比 AlphaGo 以一己之力掀起 AI 狂潮。波士頓動力的機器狗視頻,也讓人們意識到,這些之前傻大黑粗的「軍工」用品,同樣可以做得比較「迷你」,機動靈活。
波士頓動力Spotmini
也正是在 2016 年左右,宇樹 Unitree、雲深處等國內團隊也選擇四足機器人作爲創業方向。不過,當時他們可能沒有意識到,五年後的現在,四足機器人會成爲新風口。
儘管波士頓動力讓機器狗成爲 YouTube 網紅,但是真正推動四足機器人生態發展的,其實是孵化出波士頓動力的 MIT。
2018 年 9 月,MIT Biomimetic Robotics Lab 成員 Benjamin Katz 在他的碩士論文中,開源了 MIT Cheetah Mini 電機驅動器,連接 12 個電機與機載電腦的中心板(SPIne)的代碼和硬件。一個月後,Katz 又開源了在 Cheetah Mini 上運行的所有代碼。至此,MIT Cheetah Mini 所有軟件、硬件開源。
除了 MIT 開源的 Mini Cheetah,機器人領域還有另一個關鍵的開源項目——ROS(機器人操作系統)。該項目由斯坦福大學人工智能實驗室孵化,主要功能是使機器人軟件的開發實現模塊化,不再需要重新設計框架,而且支持 C++、Python、LISP 等多種語言。
硬件組模和控制系統的開發一直是「機器狗」研發過程中最核心的難點,國外的開源提供了更爲完整的技術和解決方案,進入四足機器狗領域的門檻大大降低了。
宇樹科技創始人王興興告訴極客公園:「原本的入門門檻比較高,現在相當於是上手做一個東西出來的門檻變低了。」
當然,即便硬件和軟件系統已經開源,但是要做出好的產品,依然要看團隊的能力。
「機器狗研發的主要難度在於對腿部動作的控制,如何感知外界環境後尋找落足點,讓機器狗的步態更爲流暢、穩定」,從事足式機器人研究的博士生縱懷志在個人公衆號「四足驛站」中這樣總結國內外機器狗的研發現狀。他向極客公園介紹到:「機器狗控制算法框架難以精確建模,其中涉及了大量的數學公式和未知變量,因此研發過程中需要大量時間和數據的積累。」
「國外的開源讓從零到一做機器狗變得簡單了,原本 60 分的機器狗現在可能達到 80 分了,但是要想繼續達到 90 分,還是要看自主研發能力的提升,這是一個系統工程。」
在努力通向 90 分的過程中,國內很多公司都邁出了前進的步伐。
蔚藍智能科技公司曾公佈關於電機、機器腿、快充等方面的專利技術,宇樹推出的全球首款消費級機器狗核心傳感器、電機及減速器等核心零部件均爲自主研發。
「目前,我們的迭代速度其實比國外要快,宇樹過去五年幾乎每一兩年都會有新的產品出來。」王興興說道。
宇樹科技Unitree Robotics
消費者何時能「領狗」回家?
波士頓動力讓四足機器人脫離了「軍工」範疇,但是機器狗們接下來的前路仍不明晰。專業人士認爲,目前的機器狗行業很像十年前的無人機行業——學術界有了成型的控制理論,工業界也有了一定的案例,但如何商用還無人知曉。
作爲領頭羊的波士頓動力,雖然機器人表現超羣,但也沒有找到合適的應用場景,目前僅有探測、安防等 B 端領域有所嘗試。同時,由於投入巨大但是回報不足,波士頓動力先後被谷歌轉手給軟銀,後又被賣給現代集團。
在國內,小米「鐵蛋」的` 9999 元定價,已經將動輒數萬美元的四足機器人定價打到「骨折」;宇樹科技也已經推出面向 C 端的萬元左右的產品。和前途未明的 B 端相比,C 端消費電子的定位,顯然更加「性感」,這也催生了近年來風投機構對於四足機器人公司的投資熱潮。
不過,雖然價格下來了,但機器狗距離真正進入普通消費者家中,可能還有很長時間。
首先是安全問題,小米的工程師認爲「目前機器狗的重量、奔跑速度設置太快的話,很容易造成安全上的問題。」
爲了避免出現機器狗在全速前進時撞到人的情況,小米的「鐵蛋」有一個「臥倒」功能,即在危急關頭,機器狗可以迅速斷電,立即趴下。
其次是隨着「機器狗」曝光的增多,消費者們對於這個新興產品的預期也在不斷提升。當僅僅是「好玩」「有趣」無法再吸引人們的目光時,對於四足機器人的情感需求將進一步展現,而這也將對四足機器人的 AI 交互能力提出更高的挑戰。
目前階段,「鐵蛋」結合了小米「小愛同學」的 AI 能力,可以被看成是一個「行走的智能音箱」,用戶能夠通過語音來控制機器狗的動作,同時控制燈、電視等物聯網設備。
機器狗背後的「野心」
雖然目前四足機器人真正落地 C 端還有難度,但不妨礙像小米、小鵬汽車、騰訊這樣的公司紛紛入局,因爲巨頭看重的是機器人背後更廣闊的智能市場。
不久前的特斯拉 AI 日上,由人扮演的「歡脫」的 Tesla Bot 看起來像是狂人馬斯克開的一個玩笑,但事實上機器人或許是智能汽車領域的下一個「聖盃」。
小鵬「機器馬」
機器人開發與自動駕駛技術之間確實有很多相似之處。兩者都是電池供能、電機驅動、軟件賦能,車企在視覺感知、激光雷達方面需要的感知決策能力在機器人身上同樣需要,機器人未來發展所必需的人機交互能力。
小米集團智能辦公事業部總經理透露「鐵蛋」項目的初衷是「從長遠來看,我們是想爲未來的智能製造、還有汽車儲備人才,積累一些基本的技術和算法。」
不過,雖然四足機器人看起來比智能汽車要小很多,但其實它所需要具備的技術,要比現在仍在進化的自動駕駛技術更難。因爲自動駕駛所處的公路環境,依然有比較嚴格的交通規則可以作爲訓練依據。而一隻機器狗如果進入家庭和小區,它所要面對的環境,要比智能汽車的公路環境複雜很多,畢竟在家庭環境中,人們走路不用打轉向燈,也不會有交通標識來提示機器狗。
從這方面來看,現在的四足機器人,可能很難駕馭較爲複雜的環境,距離真正進入家庭還有一段距離。
但是,當下的四足機器人作爲一個機器人平臺,仍然有機會找到其應用空間。
2018 年,在亞馬遜組織的 MARS 大會上,貝佐斯和波士頓動力機器狗的合影,就讓人們意識到,四足機器人是一個非常酷的玩具。而當國內機器狗的價格做到萬元級別時,能耍酷「溜狗」的就不僅是世界首富了。
如果是相對簡單的環境中,四足機器人也可能成爲一個很好的陪伴或者伴隨機器人。例如宇樹科技的機器狗可以跟着用戶一起跑步,甚至幫主人「馱」着飲料;「鐵蛋」則能發揮智能音箱的作用,給主人提供有用的信息,這都是目前四足機器人能夠勝任的場景。
大廠爲何紛紛開始製造機器狗2
9月17日,在2021 世界計算大會“計算創新與數字賦能”專題展上,兩隻“機器狗”和兩隻“機器牛”的表演吸引了不少參會者的關注,它們能跳舞、空翻、打滾 ,不僅形態可愛,還具有安保、科研教育、二次開發、陪伴看護等多種功能,成了現場的“明星”。
四足機器人“犇犇”像牛,身着中國風的外衣,喜慶十足。它曾在牛年春晚表演過舞蹈,是家喻戶曉的“明星”。另外兩臺四足機器人的外形則像機械狗,別看它遇到小觀衆就邁起小碎步賣萌,其實它不僅能上樓下坡,還揹着攝像頭和雷達傳感器,能幫助人類在危險的場所進行巡檢。
據現場工作人員介紹,這款四足機器人內部有電機、減速器、控制器、傳感器等部件,自主研發的技術使其具備小巧靈活、爆發力強等特點。每個機器人重量有10公斤,成年人可以輕易提起,但放下後它的奔跑速度可達到3.3米每秒,同時因搭載多個傳感器,四足機器人被賦予了無限可能,比如自動跟隨等功能都能輕易完成。
作爲一個搭載高性能實時主控系統、力控伺服驅動器、全動力學優化算法、激光雷達定位導航算法等硬核技術的機器人,“犇犇”遠不止會賣萌,它的“大腦”也越來越聰明。
比如,搭載了雷達測距及圖傳功能後,它能主動躲避障礙,並自主跟隨前方目標,還能跑步搬東西。現場一位女孩打趣道:“要是帶它出門逛街,男朋友也省了。”
記者瞭解到,根據應用場景裝上“最強大腦”的四足機器人,即可擁有“眼觀六路,隨機應變”的超強本領,在危險搜救、醫療救援、家庭陪護等領域擁有廣闊商用前景。
在2021 世界計算大會上,通過算力賦能的智慧汽車、視頻AI等多款黑科技產品都在專題展上亮相。如今,“計算”已滲入我們的生活,無人駕駛、AI智能、智能家居、智能醫療……這些通過“計算”而實現的“黑科技”正介入生活的方方面面。全媒體記者 吳鑫礬
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