作者|韋世瑋
編輯|石亞瓊
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從2020年11月底波士頓動(dòng)力的第三次“賣(mài)身”、騰訊四足機(jī)器人Jamoca挑戰(zhàn)梅花樁,到今年春晚跟劉德華同臺(tái)表演的機(jī)器牛、小米推出會(huì)翻跟頭的“鐵蛋”……過(guò)去一年多時(shí)間里,有關(guān)四足機(jī)器人的話(huà)題一波接著一波,各家科技公司將這個(gè)賽道的熱度掀到了新高潮。
與我們常在商場(chǎng)、酒店、餐廳中見(jiàn)到的移動(dòng)機(jī)器人不同,擺脫了輪式或履帶式設(shè)計(jì)的四足機(jī)器人機(jī)動(dòng)性更強(qiáng),具有機(jī)動(dòng)靈活、反應(yīng)敏捷、作業(yè)持久等特性。同時(shí)與雙足機(jī)器人相比,四足機(jī)器人較高的有效載荷與極強(qiáng)的平衡能力,也更利于控制、設(shè)計(jì)和維護(hù)。
這就決定了四足機(jī)器人不僅能在平整的地面上“健步如飛”,滿(mǎn)足人們?nèi)粘I罘?wù)場(chǎng)景,還能適應(yīng)各種復(fù)雜和危險(xiǎn)地形,平衡穩(wěn)定地執(zhí)行消防、巡檢、審查、搜索和救援等任務(wù)。
盡管四足機(jī)器人的功能性如此強(qiáng)悍,但它背后繁雜的技術(shù)要求和高昂制作成本,讓它在商業(yè)化落地的過(guò)程中面臨不少挑戰(zhàn)。
就連在機(jī)器人布局近30年的明星企業(yè)波士頓動(dòng)力,在2019年才宣布Spot四足機(jī)器人開(kāi)始商業(yè)化,售價(jià)約53萬(wàn)人民幣,截至2020年10月底已收到260份訂單,遠(yuǎn)不及該公司原計(jì)劃在2020年出貨1000臺(tái)的目標(biāo)。
不可否認(rèn),四足機(jī)器人仍具有廣泛的市場(chǎng)潛力和應(yīng)用前景。目前,國(guó)內(nèi)的宇樹(shù)科技、云深處、蔚藍(lán)科技、哈崎機(jī)器人等公司紛紛布局這一賽道,并已有玩家成功地將四足機(jī)器人下探到萬(wàn)元級(jí)價(jià)位,頗有沖刺萬(wàn)元以下的氣勢(shì)。
那么,當(dāng)下的四足機(jī)器人行業(yè)發(fā)展如何?它的商業(yè)化究竟難在哪?國(guó)內(nèi)玩家為何能將其賣(mài)到萬(wàn)元級(jí)價(jià)位?
為了理清這些問(wèn)題,這篇文章將從以下幾個(gè)方面展開(kāi):
1、四足機(jī)器人的行業(yè)發(fā)展歷程及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)現(xiàn)狀
2、目前已實(shí)現(xiàn)四足機(jī)器人商業(yè)化的公司及標(biāo)志性產(chǎn)品
3、國(guó)內(nèi)玩家為何能將四足機(jī)器人做到萬(wàn)元級(jí)價(jià)位?
4、四足機(jī)器人的未來(lái)應(yīng)用前景
一、國(guó)內(nèi)外技術(shù)差距明顯,四足機(jī)器人市場(chǎng)仍處商業(yè)化早期
若要回溯四足機(jī)器人行業(yè)的歷史,必然繞不開(kāi)波士頓動(dòng)力這家公司。
波士頓動(dòng)力的創(chuàng)始人Marc Raibert(馬克·雷伯特)被業(yè)內(nèi)稱(chēng)為“機(jī)器狗之父”。早在1986年,博士畢業(yè)于麻省理工學(xué)院(MIT)的他就開(kāi)發(fā)出了第一臺(tái)能夠奔跑和行走的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定四足機(jī)器人。
在此之前,四足機(jī)器人多為靜態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng),許多研究者大多先研究機(jī)器人的靜態(tài)穩(wěn)定,再切入動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。Marc Raibert則“反其道而行之”,優(yōu)先解決機(jī)器人單腿的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題,再逐步應(yīng)用到多條腿的機(jī)器上。這為日后波士頓動(dòng)力的誕生奠定了基礎(chǔ)。
M. Raibert的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定四足機(jī)器人
1992年成立后,波士頓動(dòng)力主要在美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)的資助下,為美國(guó)軍方提供機(jī)器人的研究和制造。直到2005年,該公司的四足機(jī)器人“Big Dog”終于面世,真正讓波士頓動(dòng)力在業(yè)內(nèi)一炮而紅。
波士頓動(dòng)力研發(fā)Big Dog的初衷,是希望它能夠像騾子一樣,能夠在士兵、車(chē)輛無(wú)法通過(guò)的地形中使用。因此,Big Dog的穩(wěn)定性十分強(qiáng),能夠在復(fù)雜的地形中行走,還擁有空翻等技能。
由于運(yùn)行噪音過(guò)大、體積過(guò)大等問(wèn)題,Big Dog最終沒(méi)有被美國(guó)軍方投入使用,但Big Dog在四足機(jī)器人的近現(xiàn)代發(fā)展史上,仍具有重要的里程碑意義。
隨后幾年,波士頓動(dòng)力對(duì)四足機(jī)器人不斷改進(jìn),相繼推出Alpha Dog、LS3、Spot、SpotMini等產(chǎn)品,負(fù)載能力、移動(dòng)速度和實(shí)用性不斷提升,逐漸成為業(yè)內(nèi)的佼佼者。
美國(guó)波士頓動(dòng)力機(jī)器狗Spot
相比之下,我國(guó)的四足機(jī)器人研究最早可以追溯到上世紀(jì)80年代,上海交通大學(xué)、清華大學(xué)、山東大學(xué)、北京理工大學(xué)等高校及科研院,逐步展開(kāi)了對(duì)四足機(jī)器人的系統(tǒng)性研究。
例如,上海交通大學(xué)馬培蓀教授教授等研究人員,在1991年研發(fā)了一款關(guān)節(jié)式哺乳動(dòng)物型四足機(jī)器人,名為JTUMM—III,四條腿共有12個(gè)自由度,采用直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),能夠進(jìn)行低速行走。
不過(guò),這時(shí)的四足機(jī)器人更多處于實(shí)驗(yàn)室階段,離商業(yè)化落地仍有較長(zhǎng)的路要走。直到2015年前后,Google AlphaGo與圍棋世界冠軍李世石的“人機(jī)大戰(zhàn)”,讓人工智能(AI)的風(fēng)口愈演愈烈,智能機(jī)器人作為AI技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的路徑之一,自然也受到資本市場(chǎng)的關(guān)注。
與此同時(shí),在2015年5月,我國(guó)國(guó)務(wù)院印發(fā)了實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)——《中國(guó)制造2025》,其中明確提出將“高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人”作為大力推動(dòng)的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。
綱領(lǐng)強(qiáng)調(diào):機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要“圍繞汽車(chē)、機(jī)械、電子、危險(xiǎn)品制造、國(guó)防軍工、化工、輕工等工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用以及醫(yī)療健康、家庭服務(wù)、教育娛樂(lè)等服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用的需求,積極研發(fā)新產(chǎn)品,促進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展,擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用。突破機(jī)器人本體,減速器、伺服電機(jī)、控制器、傳感器與驅(qū)動(dòng)器等關(guān)鍵零部件及系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)制造技術(shù)等技術(shù)瓶頸。”
綱領(lǐng)還明確了未來(lái)十年我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的兩個(gè)重點(diǎn)技術(shù)發(fā)展方向:一是開(kāi)發(fā)工業(yè)機(jī)器人本體和關(guān)鍵零部件系列化產(chǎn)品,推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用,滿(mǎn)足我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)迫切需求;二是突破智能機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù),開(kāi)發(fā)一批智能機(jī)器人,積極應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)。
至此,在市場(chǎng)風(fēng)口和國(guó)家政策的雙雙推動(dòng)下,我國(guó)機(jī)器人行業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展。加之近年來(lái)跟四足機(jī)器人相關(guān)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)、增材制造、逆向工程、智能控制等技術(shù)有了相關(guān)進(jìn)展,在過(guò)去數(shù)十年的學(xué)術(shù)研究積累上,四足機(jī)器人已具備商業(yè)化落地的基礎(chǔ),這一前沿的細(xì)分賽道成為行業(yè)研究熱點(diǎn),得到不少創(chuàng)業(yè)者的青睞。
整體來(lái)看,盡管?chē)?guó)內(nèi)四足機(jī)器人起步較晚,在技術(shù)水平、系統(tǒng)理念與核心元器件等方面都與國(guó)外存在較大差距,但從商業(yè)化角度來(lái)看,國(guó)內(nèi)外的四足機(jī)器人市場(chǎng)都處于早期發(fā)展階段,關(guān)于四足機(jī)器人的商業(yè)化模式、應(yīng)用場(chǎng)景和落地路徑上,各家仍處于不斷摸索和嘗試的階段。
二、目前國(guó)內(nèi)外布局四足機(jī)器人的公司及標(biāo)志性產(chǎn)品
放眼全球,目前國(guó)外布局四足機(jī)器人的公司主要為波士頓動(dòng)力、Ghost Robotics等,國(guó)內(nèi)則有宇樹(shù)科技、蔚藍(lán)科技、德魯動(dòng)力、云深處等創(chuàng)業(yè)公司。相比之下,國(guó)內(nèi)創(chuàng)企的探索玩法更加多元化,在to B和to C領(lǐng)域均有嘗試,而國(guó)外仍主要集中在軍事和工業(yè)領(lǐng)域。
1、國(guó)外企業(yè)
1.1 波士頓動(dòng)力
成立于1992年的波士頓動(dòng)力已是四足機(jī)器人行業(yè)的排頭兵,但也歷經(jīng)幾次易主。在2005年開(kāi)發(fā)BIg Dog后,盡管該公司還不斷改進(jìn)并開(kāi)發(fā)了其他幾款四足機(jī)器人產(chǎn)品,但仍然無(wú)法達(dá)到美國(guó)軍方采用的標(biāo)準(zhǔn)。
因此在2013年,Google斥30萬(wàn)美元巨資將波士頓動(dòng)力收入囊中,意圖剝離波士頓動(dòng)力的軍方背景,讓它朝倉(cāng)儲(chǔ)或物流機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展,這是波士頓動(dòng)力逐漸步入商業(yè)化的開(kāi)端。
在Google麾下4年間,波士頓動(dòng)力開(kāi)發(fā)了四足機(jī)器人Spot,以及人形機(jī)器人Handle。其中,Spot利用激光雷達(dá)和立體視覺(jué)技術(shù),搭載一套車(chē)載傳感器,能夠識(shí)別崎嶇地形,在行進(jìn)中保持平衡和協(xié)調(diào),靈活性更高。
不過(guò)在2017年6月,波士頓動(dòng)力被Google賣(mài)給軟銀,最后在2020年12月又被軟銀以9.21億美元出售給現(xiàn)代汽車(chē)公司。在這幾年里,波士頓動(dòng)力還推出了Spot Mini,會(huì)開(kāi)門(mén)、爬樓梯、跳舞、拉卡車(chē)等一系列技能,并與美國(guó)警方合作,扮演“警犬”的角色協(xié)助警察完成導(dǎo)航、解救人質(zhì)等工作。
隨著Spot機(jī)器人技能的不斷更新和豐富,2019年Spot終于開(kāi)始商業(yè)化落地,售價(jià)53萬(wàn)人民幣。
1.2 Ghost Robotics
Ghost Robotics(幽靈機(jī)器人)公司成立于2015年,來(lái)自美國(guó)賓法尼亞大學(xué)Grasp Lab,其開(kāi)發(fā)的四足機(jī)器人擁有靈活、負(fù)載能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),主要面向軍事、公共安全和企業(yè)檢查等場(chǎng)景,可應(yīng)用在各種高危場(chǎng)景,例如在礦井下進(jìn)行勘探、采礦、救援工作等。
面向軍事場(chǎng)景,目前Ghost Robotics的核心產(chǎn)品為四足機(jī)器人Vision 60,它能夠?qū)崟r(shí)對(duì)周?chē)h(huán)境地形進(jìn)行繪制,探測(cè)地形中的地雷等潛在危險(xiǎn),并將執(zhí)勤和前線(xiàn)情況實(shí)施反饋回控制指揮中心,是目前最成熟的軍用四足機(jī)器人系統(tǒng)之一。
Ghost Robotics還開(kāi)發(fā)了一個(gè)高性能直驅(qū)8自由度并聯(lián)四足機(jī)器人,名為“Minitaur”,該機(jī)器人很早就已實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化,被許多國(guó)外高校機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室用于開(kāi)發(fā)機(jī)器人系統(tǒng)、研究機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制。
1.3 ANYbotics
ANYbotics在2016年成立,脫胎于瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich),目標(biāo)是將四足機(jī)器人ANYmal背后的技術(shù)商業(yè)化,團(tuán)隊(duì)從2009年起就在研發(fā)四足機(jī)器人,如今已推出AloF、ANYmal Alph、ANYmal B、ANYmal C等多款產(chǎn)品,并在2017年實(shí)現(xiàn)首次商業(yè)落地。
據(jù)了解,2019年發(fā)布的ANYmal C搭載了三個(gè)英特爾i7處理器,配備360度的態(tài)勢(shì)感知和遠(yuǎn)程掃描能力,能夠自主導(dǎo)航復(fù)雜的多層環(huán)境,安全避開(kāi)障礙物并在崎嶇地形上可靠地移動(dòng),對(duì)抗各種嚴(yán)酷環(huán)境,適用于危險(xiǎn)的工業(yè)場(chǎng)景。例如,它能夠爬上45°陡峭的樓梯、在1米深的水中浸泡1小時(shí)、自己找到充電樁等。
商業(yè)化方面,Anymal C主要面向開(kāi)發(fā)客戶(hù)、工程合作伙伴、大學(xué)等客戶(hù),并提供完整的軟件和虛擬環(huán)境。Anybotics曾表示,首批ANYmal C機(jī)器人已在2019年年底前備好出貨。
2、國(guó)內(nèi)企業(yè)
2.1 宇樹(shù)科技
成立于2016年的宇樹(shù)科技,是國(guó)內(nèi)研發(fā)消費(fèi)級(jí)高性能四足機(jī)器人領(lǐng)域的新銳創(chuàng)企,也是全球最早一批實(shí)現(xiàn)四足機(jī)器人商業(yè)化的公司之一。目前,宇樹(shù)科技在四足機(jī)器人電機(jī)、減速器、控制器、整機(jī)結(jié)構(gòu)、部分傳感器等方面已實(shí)現(xiàn)獨(dú)立自主研發(fā),累計(jì)申請(qǐng)專(zhuān)利超80項(xiàng),授權(quán)專(zhuān)利約50項(xiàng)。
面向消費(fèi)級(jí)市場(chǎng),宇樹(shù)科技已推出A1、Go1、犇犇三款四足機(jī)器人。其中,A1標(biāo)準(zhǔn)版支持人物跟隨、人體檢測(cè)、深度感知、動(dòng)態(tài)避障、手勢(shì)識(shí)別等功能,可實(shí)現(xiàn)多人模式和群體控制,標(biāo)配多目智能深度相機(jī),支持實(shí)時(shí)高清視頻傳輸以及二次開(kāi)發(fā),最大持續(xù)奔跑速度達(dá)3.3m/s,接近成人慢跑的速度。
除此之外,宇樹(shù)科技的Go1機(jī)器人搭載了智能伴隨系統(tǒng)、超感知系統(tǒng)等,最大奔跑速度約4.7m/s,自適應(yīng)負(fù)載能力約3-5Kg,加之輕便的身軀,能在陪跑的同時(shí)幫用戶(hù)“馱”水杯、零食,甚至還能當(dāng)作小型“購(gòu)物車(chē)”陪用戶(hù)逛超市。目前,Go 1 air版本售價(jià)僅1.6萬(wàn)人民幣,進(jìn)一步接近消費(fèi)電子品類(lèi)的價(jià)格水平。
今年7月,宇樹(shù)科技已完成千萬(wàn)美元A輪融資,由順為資本領(lǐng)投。此前,該公司已完成由紅杉中國(guó)種子基金領(lǐng)投,祥峰投資中國(guó)基金、初心資本跟投的Pre-A+輪融資。
宇樹(shù)科技Go1機(jī)器人
2.2 蔚藍(lán)科技
蔚藍(lán)科技創(chuàng)立于2019年,目前主要開(kāi)發(fā)面向家庭和企業(yè)的個(gè)人機(jī)器人,對(duì)標(biāo)麻省理工學(xué)院的MIT mini Cheetah。
2020年初,蔚藍(lán)推出阿爾法機(jī)器狗C系列和阿爾法機(jī)器狗E系列產(chǎn)品。隨著團(tuán)隊(duì)的持續(xù)研發(fā)和創(chuàng)新,蔚藍(lán)二代阿爾法機(jī)器狗的多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)也取得重要進(jìn)展,其中最高奔跑速度達(dá)到4.15m/s,超過(guò)同級(jí)別世界紀(jì)錄保持者M(jìn)IT mini Cheetah的3.7m/s記錄。
今年3月底,蔚藍(lán)發(fā)布第五代阿爾法機(jī)器狗C系列產(chǎn)品,并面向行業(yè)客戶(hù)發(fā)布第五代阿爾法機(jī)器狗E系列產(chǎn)品。
其中,第五代C系列阿爾法機(jī)器狗限量售價(jià)26900元起,采用AI自主意識(shí)和自我學(xué)習(xí)技術(shù),具有智能巡航和力控牽引功能,支持多款主流激光雷達(dá)和機(jī)器視覺(jué)傳感器,以及樹(shù)莓派、Arduino、M5Stack等物聯(lián)網(wǎng)與傳感器生態(tài),便于開(kāi)發(fā)者進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景重構(gòu)應(yīng)用。
蔚藍(lán)科技阿爾法機(jī)器狗第五代E系列
2.3 德魯動(dòng)力
成立于2020年的德魯動(dòng)力,前身為2013年成立的成都陌云科技X實(shí)驗(yàn)室,在中國(guó)成都、美國(guó)硅谷、日本東京均設(shè)有研發(fā)中心,主要業(yè)務(wù)包括人工智能高級(jí)感知交互平臺(tái)開(kāi)發(fā)、機(jī)器人智能制造等。截至目前,其已擁有超100項(xiàng)專(zhuān)利,覆蓋人機(jī)交互、控制算法、硬件、軟件、感知技術(shù)、區(qū)塊鏈等多個(gè)領(lǐng)域。
2021年1月,德魯動(dòng)力和美國(guó)硅谷山景城創(chuàng)新機(jī)器人公司Koda合作研發(fā)的KODA智能機(jī)器狗亮相CES,定位為一條能“感知人類(lèi)情感并作出相應(yīng)的互動(dòng)、有學(xué)習(xí)能力的情感交互陪伴犬”,主打居家陪伴性能。
簡(jiǎn)單來(lái)看,KODA搭載了空氣質(zhì)量檢測(cè)器、觸摸傳感器、足端傳感器、高精度麥克風(fēng)陣列等多源融合傳感器,讓KODA擁有視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)多種感知力,同時(shí)它頭上的液晶顯示屏還能與用戶(hù)進(jìn)行情感互動(dòng),并在長(zhǎng)期交互、完成任務(wù)的過(guò)程中不斷學(xué)習(xí)成長(zhǎng),形成更為個(gè)性化的性格和人機(jī)交互體驗(yàn)。
截至今年4月,KODA機(jī)器狗第一批全球預(yù)定量已經(jīng)近千臺(tái),計(jì)劃在今年年末左右開(kāi)始交付。
德魯動(dòng)力KODA機(jī)器狗
2.4 云深處
成立于2017年的云深處,目前已研發(fā)出絕影、絕影X20、絕影Lite2、絕影Mini四款四足機(jī)器人產(chǎn)品,在避障、運(yùn)動(dòng)、平衡、移動(dòng)和交互方面都已經(jīng)有了突破性進(jìn)展。
基于關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)性能、運(yùn)動(dòng)控制和高動(dòng)態(tài)步態(tài)規(guī)劃控制等技術(shù),絕影可以實(shí)現(xiàn)行走、跑步、奔跑和跳躍等各種步態(tài),適應(yīng)臺(tái)階、斜坡、障礙、石子路、草地和雪地等復(fù)雜地形,還能輕松躍過(guò)約40厘米的障礙物,原地起跳高度70厘米,立定跳遠(yuǎn)距離可達(dá)1.5米。
同時(shí),基于3D地圖構(gòu)建、自主定位和導(dǎo)航規(guī)劃技術(shù),絕影還能實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外環(huán)境下的自主移動(dòng)和動(dòng)態(tài)避障。交互方面還擁有遙控、觸摸、視覺(jué)、手勢(shì)和語(yǔ)音等多種交互模式。
現(xiàn)階段,絕影機(jī)器人主要可應(yīng)用于教育科研、安防巡檢、特種應(yīng)用、物流運(yùn)輸四大行業(yè)。例如在工業(yè)領(lǐng)域,云深處開(kāi)發(fā)的工業(yè)防護(hù)級(jí)四足機(jī)器人絕影X20,具備全天候作業(yè)、強(qiáng)勁負(fù)載與擴(kuò)展空間、自主充電、全場(chǎng)景覆蓋、強(qiáng)勁算力與精準(zhǔn)感知等特點(diǎn),能滿(mǎn)足變電站、電網(wǎng)、煉化廠區(qū)等領(lǐng)域的多變環(huán)境和高層級(jí)需求。
據(jù)工商信息顯示,2018年7月,云深處已完成由銀杏谷資本、道生資本投資的天使輪融資。
云深處絕影X20
2.5 哈崎機(jī)器人
哈崎機(jī)器人成立于2019年末,目前正在研發(fā)第一款情感陪伴類(lèi)智能寵物機(jī)器人,名為“鐵汪汪”。
據(jù)了解,“鐵汪汪”無(wú)需遙控器控制即可實(shí)現(xiàn)全自主運(yùn)動(dòng),在家庭場(chǎng)景中能夠適應(yīng)地形、跨越障礙,結(jié)合視覺(jué)控制完成上下樓梯、走斜坡、開(kāi)門(mén)、前后空翻等任務(wù);在戶(hù)外場(chǎng)景中,它通過(guò)結(jié)合視覺(jué)的實(shí)時(shí)導(dǎo)航路徑規(guī)劃系統(tǒng),以及基于預(yù)測(cè)控制的軌跡追蹤,可陪伴用戶(hù)跑步。
情感功能是“鐵汪汪”主打的特征之一,它通過(guò)融合強(qiáng)化學(xué)習(xí)、模仿學(xué)習(xí)以及計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù),學(xué)會(huì)模仿現(xiàn)實(shí)世界中的動(dòng)物動(dòng)作,還能識(shí)別目標(biāo)、聽(tīng)命令、跟隨目標(biāo)移動(dòng),和現(xiàn)實(shí)中看到的目標(biāo)進(jìn)行互動(dòng)。
成立至今,哈崎機(jī)器人經(jīng)歷了兩輪融資,最新一輪是由順為資本、紅點(diǎn)創(chuàng)投投資的千萬(wàn)美元A輪融資。
哈崎機(jī)器人“鐵汪汪”
2.6 優(yōu)必選
成立于2012年的優(yōu)必選,是國(guó)內(nèi)最早一批布局AI機(jī)器人并實(shí)現(xiàn)商業(yè)落地的創(chuàng)企之一,主打人形機(jī)器人。目前,優(yōu)必選針對(duì)消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)推出了人形機(jī)器人悟空、Jimu機(jī)器人獨(dú)角獸等系列,針對(duì)服務(wù)級(jí)市場(chǎng)推出了智能防疫機(jī)器人、智能云平臺(tái)商用服務(wù)機(jī)器人等產(chǎn)品。
不過(guò)在四足機(jī)器人市場(chǎng),優(yōu)必選也是新入局者。2021年春晚舞臺(tái)上,優(yōu)必選以表演的方式首次亮相了其新研發(fā)的大型四足機(jī)器人——“拓荒?!保瑩u頭擺尾地跳舞和拜年。
“拓荒?!鄙黹L(zhǎng)1.31米、身高0.83米、體重60kg、負(fù)重15kg,采用16個(gè)高精度高力矩的伺服驅(qū)動(dòng)器,能實(shí)現(xiàn)全地形自適應(yīng),最大行走速度為1.5m/s?;诖笮头氯穗p足機(jī)器人Walker的力控技術(shù),“拓荒?!贝钶d了優(yōu)必選自研高性能主控系統(tǒng),以及運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和控制算法,同時(shí)通過(guò)高精度激光雷達(dá)的自研導(dǎo)航定位方案,它還支持3D地圖構(gòu)建、自主定位導(dǎo)航。
據(jù)工商信息顯示,從2012年至今,優(yōu)必選已完成8輪融資。最新一筆公開(kāi)融資為2019年3月,兩江新區(qū)投資的C+輪融資。過(guò)往投資人還包括比亞迪、科大訊飛、中信證券、騰訊投資、正大集團(tuán)等。
優(yōu)必選“拓荒?!?/p>
2.7 鵬行智能
鵬行智能成立于2020年,是小鵬汽車(chē)投資的生態(tài)公司,團(tuán)隊(duì)從2016年組建以來(lái)就一直在研發(fā)四足機(jī)器人,截至今年6月已完成第三代四足機(jī)器人研發(fā),3月已啟動(dòng)第四代四足機(jī)器人研發(fā)進(jìn)程。
今年9月,小鵬汽車(chē)發(fā)布了鵬行智能的第三代原型機(jī),內(nèi)部代號(hào)為“小白龍”的智能機(jī)器馬,定位為面向兒童的智慧交通工具?!靶“垺睋碛协h(huán)境感知決策和情感交互能力,外觀是一只獨(dú)角獸形態(tài),通過(guò)“前膝后肘”的關(guān)節(jié)設(shè)計(jì),它有著像馬一樣的行走步態(tài)。
同時(shí),“小白龍”還搭載了類(lèi)似智能汽車(chē)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng),通過(guò)攝像頭、激光雷達(dá)等多種傳感器識(shí)別環(huán)境與對(duì)象,構(gòu)建地圖并規(guī)劃路徑,可實(shí)現(xiàn)A點(diǎn)到B點(diǎn)的自主運(yùn)動(dòng)、目標(biāo)跟隨、自動(dòng)避障等功能。交互方面,“小白龍”擁有聲紋、人臉和姿態(tài)識(shí)別能力,可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音交互、觸覺(jué)和肢體互動(dòng)。
2020年,鵬行智能獲得何小鵬及小鵬汽車(chē)的天使輪融資。
鵬行智能機(jī)器馬
2.8 小米
小米作為四足機(jī)器人賽道上的新入局者,今年推出的仿生四足機(jī)器人“鐵蛋(CyberDog)”賺足了大家眼球,其最主要的意義在于將四足機(jī)器人的價(jià)格下壓到萬(wàn)元及以下價(jià)位。
據(jù)了解,“鐵蛋”項(xiàng)目成立于2020年10月,由小米手機(jī)部、小愛(ài)同學(xué)、小米相機(jī)部,以及小米生態(tài)鏈企業(yè)追覓科技共同開(kāi)發(fā),其中追覓為小米提供了吸塵器和掃地機(jī)器人技術(shù)。
鐵蛋全身搭載了觸摸傳感器、GPS模組、英特爾RealSense D450深度攝像模組、環(huán)境光傳感器、AI交互相機(jī)等11個(gè)高精度傳感器,能夠?qū)崟r(shí)主動(dòng)探測(cè)和感知環(huán)境變化,做出近乎真實(shí)的生物反應(yīng)。鐵蛋具有自主識(shí)別跟隨、SLAM建圖、導(dǎo)航避障等功能,能夠創(chuàng)建導(dǎo)航地圖并自動(dòng)規(guī)劃路徑,還可選定跟隨目標(biāo),實(shí)時(shí)確定目標(biāo)相對(duì)三維位置,根據(jù)目標(biāo)距離自動(dòng)調(diào)整速度,實(shí)現(xiàn)自主跟隨。
鐵蛋內(nèi)置了小米智能語(yǔ)音,便于用戶(hù)對(duì)其進(jìn)行智能語(yǔ)音操控,通過(guò)它控制家中智能設(shè)備,打開(kāi)電視、指揮掃地機(jī)器人清掃房間等。盡管小米鐵蛋機(jī)器人售價(jià)9999元,但目前僅限量開(kāi)放工程探索版,主要面向“有極致探索精神的米粉和極客發(fā)燒友”。
小米仿生四足機(jī)器人“鐵蛋(CyberDog)”
2.9 騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室
騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室成立于2018年,主要研發(fā)人機(jī)協(xié)作的下一代機(jī)器人,目前主攻移動(dòng)、靈巧操作、智能體等三大通用機(jī)器人技術(shù)的研究與應(yīng)用,聚焦多模態(tài)移動(dòng)機(jī)器人的研發(fā)。
2020年11月,騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室首次亮相了其最新研發(fā)的四足機(jī)器人“Jamoca”,本體基于外部提供的硬件平臺(tái)改裝,重約70公斤、長(zhǎng)1米、寬0.5米、站高0.75米,不僅能走、能跑、能跳,還可以挑戰(zhàn)梅花樁等復(fù)雜地形,實(shí)現(xiàn)了誤差1厘米內(nèi)的感知定位、根據(jù)環(huán)境進(jìn)行的10毫秒級(jí)路線(xiàn)規(guī)劃,以及全系統(tǒng)的高度協(xié)同等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
緊接著今年3月,該實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了首個(gè)軟硬件全自研的多模態(tài)四足機(jī)器人Max,該機(jī)器人采用足輪一體式設(shè)計(jì),可根據(jù)不同地形的需要來(lái)切換形態(tài),輪式運(yùn)動(dòng)的速度最高可達(dá)25公里/小時(shí)。同時(shí),Max還能雙腳站立,完成移動(dòng)、后空翻、摔倒自恢復(fù)等動(dòng)作,平衡能力較強(qiáng)。整體設(shè)計(jì)方案使Max在輪式運(yùn)動(dòng)下的能耗比傳統(tǒng)足輪融合方案降低約50%。
國(guó)內(nèi)四足機(jī)器人企業(yè)及產(chǎn)品對(duì)比
三、商業(yè)化難點(diǎn)背后,國(guó)內(nèi)玩家如何做到萬(wàn)元級(jí)價(jià)位?
盡管現(xiàn)在已經(jīng)有不少企業(yè)都在布局四足機(jī)器人,但能跑進(jìn)商業(yè)化落地的還屈指可數(shù)。歸根結(jié)底,技術(shù)穩(wěn)定性和研發(fā)制造成本是橫亙?cè)谏虡I(yè)化路上的主要難點(diǎn)。
一是技術(shù)穩(wěn)定性方面,現(xiàn)階段隨著技術(shù)的不斷完善和進(jìn)步,機(jī)器人會(huì)的技能越來(lái)越豐富,跳舞、上下樓梯、翻跟頭、跳繩等技能都已經(jīng)逐漸成為“標(biāo)配”。那么如何讓機(jī)器人在運(yùn)行過(guò)程中保持穩(wěn)定良好的動(dòng)態(tài)平衡、運(yùn)動(dòng)控制和移動(dòng)感知等能力,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的高機(jī)動(dòng)性和靈活性是關(guān)鍵。
在這背后,硬件模組和控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是最重要的難點(diǎn),涉及到高靈敏傳感器、高性能大扭矩電機(jī)、主控制模塊、AI感知交互模塊、電源管理模塊等重要部件,以及AI感知、機(jī)器人控制等模型的建立和優(yōu)化。
二是研發(fā)制造成本方面,在實(shí)現(xiàn)技術(shù)穩(wěn)定性的同時(shí),確保研發(fā)節(jié)奏成本,降低開(kāi)發(fā)和制造成本,也是四足機(jī)器人企業(yè)在商業(yè)落地過(guò)程中面臨的另一大挑戰(zhàn)。不過(guò),相比動(dòng)輒數(shù)十萬(wàn)的波士頓動(dòng)力機(jī)器人,為何國(guó)內(nèi)已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的玩家能將四足機(jī)器人做到萬(wàn)元級(jí)價(jià)位?
實(shí)際上,這與機(jī)器人技術(shù)生態(tài)的開(kāi)放開(kāi)源,以及近年來(lái)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的成熟息息相關(guān)。
一方面是開(kāi)源生態(tài),2018年9月,MIT Biomimetic Robotics Lab相繼將Cheetah Mini(迷你獵豹機(jī)器人)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和所有運(yùn)行代碼開(kāi)源,意味著在四足機(jī)器人領(lǐng)域有著領(lǐng)先地位的Cheetah Mini的核心技術(shù)秘密已全部公開(kāi)。
MIT的迷你獵豹四足機(jī)器人Mini Cheetah
至此,國(guó)內(nèi)在四足機(jī)器人賽道上分化出了兩類(lèi)公司,一類(lèi)是基于MIT的開(kāi)源代碼開(kāi)發(fā)四足機(jī)器人,如小米;另一類(lèi)則是以自研為主,走的是與MIT開(kāi)源代碼不同的路線(xiàn),例如宇樹(shù)科技。
除此之外,ROS(Robot Operating System)項(xiàng)目的開(kāi)源也是機(jī)器人行業(yè)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn),它類(lèi)似一個(gè)可用于開(kāi)發(fā)機(jī)器人應(yīng)用程序的SDK,提供開(kāi)發(fā)、調(diào)試、測(cè)試和最終部署機(jī)器人應(yīng)用程序所需的軟件、庫(kù)和工具,支持C++、Python、LISP等多種語(yǔ)言。
ROS的前身是斯坦福大學(xué)人工智能實(shí)驗(yàn)室和機(jī)器人孵化企業(yè)Willow Garage合作設(shè)計(jì)的開(kāi)源機(jī)器人編程框架,項(xiàng)目的初衷是為實(shí)驗(yàn)室研究人員提供進(jìn)行機(jī)器人科學(xué)研究所需的工具。
隨著ROS逐漸走出實(shí)驗(yàn)室,尤其是ROS 2的升級(jí),使其在區(qū)分不同數(shù)據(jù)流、實(shí)時(shí)計(jì)算、安全性等方面都得到了重要的提升,ROS已發(fā)展成主流的機(jī)器人操作系統(tǒng)之一,包括ClearPath、Rethink、Unbounded、Neurala、Blue River等機(jī)器人創(chuàng)企都采用該系統(tǒng)。
機(jī)器人開(kāi)發(fā)門(mén)檻降低的另一面是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的成熟。近年來(lái),機(jī)器人上游的AI芯片、伺服電機(jī)、機(jī)密減速器、傳感器和功能零部件等底層硬件,以及中游的計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別/交互、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)得到了重要發(fā)展。
例如英偉達(dá)在2019年推出的NVIDIA DRIVE AGX Orin,能夠高效處理自動(dòng)駕駛汽車(chē)和機(jī)器人系統(tǒng)中的并行計(jì)算,其生態(tài)系統(tǒng)還可訪(fǎng)問(wèn)NVIDIA預(yù)訓(xùn)練的DNN(深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))和主動(dòng)學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)等模型,大大縮短模型和相關(guān)功能程序的開(kāi)發(fā)周期。
不過(guò)據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),現(xiàn)階段我國(guó)85%的減速器市場(chǎng)、90%的伺服電機(jī)市場(chǎng)、80%以上的控制系統(tǒng)市場(chǎng)都被海外企業(yè)牢牢占據(jù),這意味著我國(guó)四足機(jī)器人行業(yè)的上游核心零部件國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程,還有很長(zhǎng)的路要走。
工業(yè)機(jī)器人核心部件相關(guān)企業(yè)匯總一覽表(圖源中商情報(bào)網(wǎng))
整體來(lái)看,Cheetah Mini核心技術(shù)和ROS的開(kāi)源,以及智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的逐步發(fā)展和成熟,大大降低了新玩家入局四足機(jī)器人賽道的門(mén)檻。
其中,小米“鐵蛋”機(jī)器人的核心算法正是基于Cheetah Mini和ROS 2研發(fā)而來(lái)。值得一提的是,據(jù)業(yè)內(nèi)供應(yīng)鏈人士透露,盡管一臺(tái)小米“鐵蛋”僅售價(jià)9999元,但其成本約達(dá)5萬(wàn)元左右,意味著賣(mài)一臺(tái)就虧4萬(wàn)。
四、四足機(jī)器人的未來(lái)應(yīng)用前景
據(jù)波士頓咨詢(xún)公司2021年7月發(fā)布的最新數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)到2030年,全球機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模最高將達(dá)2600億美元,比2020年全球機(jī)器人市場(chǎng)的250億美元規(guī)模,直接翻了10倍以上。其中,由仿生機(jī)器人催生的全球?qū)I(yè)服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模,也預(yù)計(jì)高達(dá)1700億美元。
盡管關(guān)于更細(xì)分的四足機(jī)器人市場(chǎng)沒(méi)有詳細(xì)數(shù)據(jù),但以當(dāng)下行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,未來(lái)四足機(jī)器人的落地前景十分廣泛。目前看來(lái),四足機(jī)器人在和to B端和to C都有著不同的發(fā)展方向。
面向To B端,四足機(jī)器人能夠適應(yīng)不同復(fù)雜地形、天氣的高機(jī)動(dòng)性和靈活性,能夠替代人類(lèi)在許多特殊或高危環(huán)境中完成工作,在農(nóng)業(yè)、工業(yè)領(lǐng)域,以及特定的安防巡檢、勘測(cè)探索、公共救援、軍警等場(chǎng)景有著巨大的應(yīng)用潛力,是其誕生以來(lái)主要的應(yīng)用方向。
例如早期波士頓動(dòng)力的Big Dog就曾嘗試和士兵演習(xí)上戰(zhàn)場(chǎng),云深處開(kāi)發(fā)的工業(yè)級(jí)防水級(jí)四足機(jī)器人能負(fù)責(zé)變電站、電網(wǎng)、煉化廠區(qū)的日常巡檢與監(jiān)測(cè)。
面向To C端,四足機(jī)器人具備的計(jì)算機(jī)視覺(jué)和智能交互特性,讓它有機(jī)會(huì)成為個(gè)人和家庭智能服務(wù)場(chǎng)景中新的增長(zhǎng)方向。不過(guò),這個(gè)應(yīng)用方向比to B方向的商業(yè)化探索更為早期,是國(guó)內(nèi)不少四足機(jī)器人企業(yè)正在思考和發(fā)展的方向。
在個(gè)人戶(hù)外場(chǎng)景,宇樹(shù)科技推出的Go1機(jī)器人就主打戶(hù)外跟隨陪伴,能夠跟隨用戶(hù)跑步、逛超市,成為用戶(hù)個(gè)人生活中的得力助手。
在家庭場(chǎng)景,德魯動(dòng)力的四足機(jī)器人則主打高端家庭陪伴,該公司給出的玩法十分多元化,其機(jī)器狗既能夠當(dāng)作家庭寵物陪用戶(hù)晨跑、散步、出行、逛街;憑借其內(nèi)置的多傳感器,機(jī)器狗還能隨時(shí)監(jiān)控用戶(hù)的身體健康數(shù)據(jù)、陪用戶(hù)玩耍、在家巡邏等,甚至還能下載教育類(lèi)APP和孩子交互學(xué)習(xí)等。
其中針對(duì)智能家居賽道,四足機(jī)器人也許能成為新的智能家居控制中樞,給智能家居生態(tài)的發(fā)展帶來(lái)更大的想象空間。
雖然四足機(jī)器人在個(gè)人消費(fèi)場(chǎng)景中還不是剛需,甚至其不少功能設(shè)置在當(dāng)下人們生活中是有些“雞肋”的存在,功能的可替代性較強(qiáng)。但四足機(jī)器人作為一個(gè)早期新興行業(yè),各家公司在商業(yè)化落地的過(guò)程中也給我們展示了許多想象的空間和可能性,相信隨著技術(shù)和市場(chǎng)的不斷成熟發(fā)展,四足機(jī)器人能給我們帶來(lái)更多出乎意料的驚喜。
關(guān)鍵詞: 還沒(méi) 千家萬(wàn)戶(hù) 火海
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