文|光錐智能 盧瀅西
勞模雷軍，開(kāi)始跟馬斯克學(xué)“做人”。
8月11日，小米首款全尺寸人形仿生機(jī)器人CyberOne原型機(jī)亮相發(fā)布會(huì)，這是繼去年仿生四足機(jī)器人Cyberdog后，小米機(jī)器人Cyber家族的又一新成員。
據(jù)悉，CyberOne身高177CM、體重52KG，藝名“鐵大”，能夠感知人類(lèi)情緒、視覺(jué)敏銳、可實(shí)現(xiàn)雙足運(yùn)動(dòng)姿態(tài)平衡。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士向光錐智能透露，CyberOne的原型機(jī)由小米機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室自研，而此前的Cyberdog“鐵蛋”則是由小米生態(tài)鏈公司追覓科技參與研發(fā)。
人形機(jī)器人風(fēng)頭正勁，不少科技公司都把人形機(jī)器人當(dāng)做秀肌肉的方式之一，除了波士頓動(dòng)力、特斯拉和小米以外，戴森、優(yōu)必選、追覓等科技公司也參與其中。
波士頓動(dòng)力的“跑酷王”Altas火熱出圈、戴森招募上千人計(jì)劃在10年內(nèi)研發(fā)出可以做家務(wù)的人形機(jī)器人、而追覓科技也在去年8月啟動(dòng)了人形機(jī)器人的項(xiàng)目。
不過(guò)，從成品來(lái)看，除了波士頓動(dòng)力的人形機(jī)器人動(dòng)作靈巧，其他公司目前還處在簡(jiǎn)單“挪動(dòng)”、甚至是概念階段。
功能的簡(jiǎn)單、成本的高昂，讓人形機(jī)器人目前仍處在“秀”的階段：用之雞肋、不做可惜。
01 巨頭扎堆，波士頓動(dòng)力一騎絕塵
2018年6月28日，本田汽車(chē)公司宣布停止人形機(jī)器人阿西莫的研發(fā)。
這個(gè)取名靈感來(lái)源于科幻作家艾薩克·阿西莫夫的“偉大作品”在1986年啟動(dòng)研發(fā)，曾被認(rèn)為是全球最早具備人類(lèi)雙足行走能力的類(lèi)人型機(jī)器人。
盡管“阿西莫之死”給行業(yè)帶來(lái)了不小的打擊，但人類(lèi)對(duì)于人形機(jī)器人的探索一直沒(méi)有停止，其中不乏知名科技公司的參與。
波士頓動(dòng)力是仿生機(jī)器人領(lǐng)域不得不提的“老大哥”。
去年8月，波士頓動(dòng)力在YouTuBe上發(fā)布一段人形機(jī)器人Atlas的跑酷視頻，該視頻展示了Altas幾乎接近于人類(lèi)的彈跳以及軀體穩(wěn)定性。
憑借著在仿生機(jī)器人上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，當(dāng)賽道的其他玩家還在為機(jī)器人平面行走發(fā)愁時(shí)，波士頓動(dòng)力的人形機(jī)器人Altas早已能跑、能跳還能后空翻。
放眼全球，能夠?qū)崿F(xiàn)人形機(jī)器人商業(yè)化運(yùn)作的廠(chǎng)商屈指可數(shù)，除了波士頓動(dòng)力的Altas以外，還有歐洲iCUB、軟銀的Pepper、Alderbran公司的Nao機(jī)器人和英國(guó)Engineered Arts的Ameca，而優(yōu)必選算得上是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的廠(chǎng)商之一。
2021 年，優(yōu)必選發(fā)布了中國(guó)首款可商業(yè)化的大型雙足仿人型服務(wù)機(jī)器人Walker X，身高130cm，體重63kg，擁有41個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)，目前，Walker系列的機(jī)器人已經(jīng)能夠在科技展廳、政企辦公區(qū)等場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。
但真正將人形機(jī)器人的熱度推向頂峰的，是馬斯克在2021年AI Day上精心策劃的一場(chǎng)“機(jī)器人跳舞”表演秀。雖然之后馬斯克鄭重表示將在2022年推出Tesla Bot的原型，但有多次跳票“前科”和表現(xiàn)秀在前的經(jīng)歷，許多人仍然認(rèn)為這只是馬斯克精心設(shè)計(jì)的另一個(gè)“騙局”。
而相較于馬斯克的高調(diào)，低調(diào)的雷軍出手即“王炸”，一聲不吭地直接搬出了CyberOne的原型機(jī)。
在外形的設(shè)計(jì)上，小米“鐵大”與特斯拉的擎天柱大同小異。但在內(nèi)核上，兩者仍然存在一定的差異。
據(jù)雷軍介紹，CyberOne背后的智能、機(jī)械能力，全都由小米機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室全棧自研完成。
搭載小米自研的MiAI環(huán)境語(yǔ)意識(shí)別引擎和MiAI語(yǔ)音情緒識(shí)別引擎，讓CyberOne能夠?qū)?5種環(huán)境音和6大類(lèi)45種人類(lèi)情緒識(shí)別進(jìn)行識(shí)別。同時(shí)，利用自研的Mi-Sense深度視覺(jué)模組，結(jié)合AI交互算法，讓CyberOne實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的感知。
而擎天柱將內(nèi)置 FSD 芯片，視覺(jué)模塊配備與特斯拉汽車(chē)相同的智能駕駛攝像頭和自動(dòng)駕駛技術(shù)。在機(jī)器人的“大腦”中，還將植入 DOJO D1 超級(jí)計(jì)算機(jī)芯片，算力高達(dá) 9PFLOPs（9千萬(wàn)億次）。
據(jù)悉，擎天柱的四肢具有40個(gè)自由度，每條胳膊6個(gè)、脖子2個(gè)、軀干2個(gè)、每只手6個(gè)、每條腿6個(gè)，能夠?qū)崿F(xiàn)雙腿平衡和敏捷動(dòng)作。比較而言，CyberOne僅有21個(gè)關(guān)節(jié)自由度。
關(guān)節(jié)的自由度可以簡(jiǎn)單理解為人形機(jī)器人活動(dòng)的靈活程度，工業(yè)機(jī)器人上目前普遍比較多的機(jī)械臂是六軸、五軸和四軸。一般來(lái)說(shuō)，關(guān)節(jié)越多，機(jī)器人的行動(dòng)就越靈活。
在人體構(gòu)造上，已經(jīng)明確的關(guān)節(jié)有78個(gè)，還有一些非常小的關(guān)節(jié)沒(méi)有名稱(chēng)，而人形機(jī)器人為了更貼近人類(lèi)，其關(guān)節(jié)也要與人類(lèi)相似。
關(guān)節(jié)自由度與機(jī)械的復(fù)雜程度成正比，這對(duì)于廠(chǎng)商的研發(fā)能力也提出了更高的要求。因此，關(guān)節(jié)自由度的差距說(shuō)明了在人形機(jī)器人的研發(fā)上，特斯拉要更勝一籌。
但即便如此，小米“鐵大”的誕生也代表著越來(lái)越多的中國(guó)人形機(jī)器人完成了從0到1的突破。這對(duì)中國(guó)人工智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)仍然很有意義。
02 開(kāi)啟未來(lái)的鑰匙
業(yè)界普遍認(rèn)為，人形機(jī)器人是開(kāi)啟下一個(gè)黃金時(shí)代的鑰匙。
人們不僅希望它在外形上神似人類(lèi)，并且還要替代人類(lèi)勞動(dòng)，甚至于幫助人類(lèi)完成危險(xiǎn)、或目前不能完成的事情。
但這并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的挑戰(zhàn)，據(jù)悉，CyberOne的研發(fā)涉及到仿生感知認(rèn)知技術(shù)、生機(jī)電融合技術(shù)、視覺(jué)導(dǎo)航技術(shù)等。而之前，小米已經(jīng)在智能手機(jī)、智能汽車(chē)、語(yǔ)音交互和感知技術(shù)領(lǐng)域沉淀了不少經(jīng)驗(yàn)。
有了積木，“搭樂(lè)高”就相對(duì)容易。
這些積累放在單一賽道里價(jià)值有限，但如果將其復(fù)用到人形機(jī)器人身上，不僅能最大化實(shí)現(xiàn)技術(shù)價(jià)值，并且還能通過(guò)在人形機(jī)器人身上訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)性能的提升，最后再回到原本的賽道里“降維打擊”。
這是一個(gè)技術(shù)融合、生長(zhǎng)，再反哺的過(guò)程，也是科技巨頭布局人形機(jī)器人的重要目的之一。
除此之外，人形機(jī)器人也隱含著巨大的商業(yè)價(jià)值。
民生證券此前發(fā)布了一份關(guān)于人形機(jī)器人的報(bào)告，報(bào)告稱(chēng)：人形機(jī)器人是機(jī)器人的最大公約數(shù)，并且還會(huì)成為繼手機(jī)、汽車(chē)之后的下一個(gè)商業(yè)入口。
在機(jī)器人領(lǐng)域，工業(yè)、服務(wù)和特種三大細(xì)分賽道各自都有不同的行業(yè)know-how和技術(shù)壁壘，很難單獨(dú)研發(fā)出一個(gè)適用于所有場(chǎng)景的通用型機(jī)器人。
而在理論上，人形機(jī)器人的出現(xiàn)能夠突破場(chǎng)景的物理圍欄，就像人類(lèi)一樣，靈活適應(yīng)多種結(jié)構(gòu)化場(chǎng)景。如果未來(lái)人形機(jī)器人能夠“通吃”所有的應(yīng)用場(chǎng)景，那這顯然將是一塊巨大的蛋糕。據(jù)Marketsandmarkets的預(yù)測(cè)，全球人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將從2022年15億美元提升至2027年的173億美元。
就像科幻電影《I，Robot》中，2035年高度發(fā)達(dá)的機(jī)械化大生產(chǎn)讓人形機(jī)器人逐漸成為人類(lèi)的生產(chǎn)工具和伙伴，人形機(jī)器人的數(shù)量占到了人類(lèi)的20%。這些機(jī)器人可以做到像人類(lèi)一樣做飯洗衣、遛狗取快遞，擁有獨(dú)立思考能力和情感的機(jī)器人主角“桑尼”甚至還能做夢(mèng)。
但電影終究還是電影，人形機(jī)器人要走向大眾，從目前的技術(shù)研發(fā)進(jìn)度來(lái)看，可能還需要相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。
03 研發(fā)難，量產(chǎn)更難
人形機(jī)器人被看作是“機(jī)器人皇冠上的明珠”，研發(fā)難度是所有機(jī)器人中最高的，這也就不難理解為什么科技巨頭紛紛利用其來(lái)“秀肌肉”。
但“造得出來(lái)”和“造得好”有本質(zhì)上的區(qū)別。小米的“鐵大”推出后，有網(wǎng)友調(diào)侃稱(chēng)：感覺(jué)波士頓動(dòng)力的機(jī)器人可以扶他過(guò)馬路。
人形機(jī)器人賽道上各家水平參差不齊，在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上呈現(xiàn)“一極多元”的局面。毋庸置疑的是，波士頓動(dòng)力作為行業(yè)的標(biāo)桿，馬斯克也以追趕波士頓動(dòng)力為目標(biāo)。
波士頓動(dòng)力如何做到一騎絕塵？
仍然是最底層的技術(shù)問(wèn)題。跟移動(dòng)機(jī)器人、工業(yè)機(jī)械臂不同，多關(guān)節(jié)的人形機(jī)器人機(jī)械復(fù)雜度更高，人形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制，尤其是關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制一直是困擾業(yè)界的難題。
在關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制上，主要有液壓驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和氣壓驅(qū)動(dòng)3種技術(shù)路線(xiàn)，其中又以電機(jī)驅(qū)動(dòng)為主流。目前，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方案已經(jīng)非常成熟，而且實(shí)現(xiàn)難度較低。據(jù)悉，特斯拉的人形機(jī)器人研發(fā)也將采取電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式。
而液壓驅(qū)動(dòng)通過(guò)高精度的缸體和活塞來(lái)完成，能夠節(jié)省減速裝置的安裝，但其難度也更高。從液壓泵到液壓缸采用軟管輸送液壓油，接口處漏油、管內(nèi)裂縫都會(huì)制約驅(qū)動(dòng)，維護(hù)起來(lái)相當(dāng)麻煩。
但通過(guò)3D打印的方式，波士頓動(dòng)力將包括輸油管在內(nèi)所有動(dòng)力裝置零部件都嵌入到了腿部的機(jī)械結(jié)構(gòu)中，就像人的血管一般。相關(guān)專(zhuān)家解讀稱(chēng)，“這個(gè)技術(shù)非常厲害，就像人的血管一樣，它不再需要外掛的油管，而是能夠融到機(jī)器人體內(nèi)，同時(shí)將整個(gè)結(jié)構(gòu)做的非常緊湊?！?/p>
波士頓動(dòng)力的Altas全身上下有28個(gè)液壓缸，液壓沖擊小、響應(yīng)快，高負(fù)載能力能夠讓Altas在進(jìn)行后空翻時(shí)平穩(wěn)落地。
積累十余年，布局多項(xiàng)專(zhuān)利，波士頓動(dòng)力在液壓驅(qū)動(dòng)的技術(shù)路線(xiàn)上，足以讓其他玩家望塵莫及，不僅學(xué)起來(lái)貴，還不一定能學(xué)得會(huì)。
研發(fā)難，規(guī)?；慨a(chǎn)更難。
波士頓動(dòng)力技術(shù)如此卓越，也難逃商業(yè)化落地的難題，被詬病“一直生存在實(shí)驗(yàn)室里”，難以盈利曾讓其在7年時(shí)間內(nèi)被轉(zhuǎn)賣(mài)3次。
2013年，谷歌子公司Google X以30億美元收購(gòu)波士頓動(dòng)力，但在收購(gòu)后，終止了此前與軍方的訂單，讓波士頓動(dòng)力連年虧損。2017年，日本軟銀出手將其收入囊中，而面對(duì)虧損，2020年軟銀又將波士頓動(dòng)力80%的股份出售給了韓國(guó)現(xiàn)代汽車(chē)集團(tuán)。
在人形機(jī)器人行業(yè)，要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化是一件很困難的事情。其中，高成本是制約量產(chǎn)和商業(yè)化的關(guān)鍵。
雷軍在小米發(fā)布會(huì)上坦言，人形機(jī)器人需要突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，目前人形機(jī)器人的成本每臺(tái)高達(dá)六、七十萬(wàn)元，尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
從成本結(jié)構(gòu)上看，關(guān)節(jié)占到機(jī)器人50%以上的成本，其中又以減速器為重點(diǎn)。
據(jù)悉，制造一個(gè)人形機(jī)器人所需的減速器一般不少于40個(gè)。光是兩只手臂、一根脊柱、十根手指就要用到45-50個(gè)減速器，而一個(gè)進(jìn)口的減速器需要上萬(wàn)元。
技術(shù)壁壘高，導(dǎo)致賽道玩家稀少，從而使上游核心零部件的需求減少、成本久居不下，一系列的“蝴蝶效應(yīng)”最終讓人形機(jī)器人的規(guī)?；慨a(chǎn)陷入僵局。
技術(shù)和商業(yè)化難題讓人形機(jī)器人在未來(lái)很長(zhǎng)的一段時(shí)間里，都將處于樣品階段。
歸根結(jié)底，現(xiàn)階段科技巨頭布局人形機(jī)器人無(wú)非兩個(gè)目的：一是將其作為一個(gè)新的應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的突破；二是利用人形機(jī)器人來(lái)展示自己的核心技術(shù)，證明自己在機(jī)器人“天花板”上的實(shí)力。