文|昆仲資本 鄧喜耕
編輯|獅刀
2010年，Willow Garage公司發(fā)布了開源機器人操作系統(tǒng)ROS（Robot Operating System），很快，在機器人研究領(lǐng)域掀起了學(xué)習(xí)和使用ROS的熱潮。
過去幾年，ROS已經(jīng)成為全世界范圍內(nèi)具有大量用戶的大型社區(qū)。以前，很多用戶來自于實驗室，但現(xiàn)在，在工業(yè)和服務(wù)機器人領(lǐng)域越來越多的商業(yè)用戶也加入了進來。
ROS成功帶動了機器人領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。與ROS開源類似的故事也發(fā)生在了足式機器人身上。
2018-2019年，隨著波士頓動力機器狗的聲名鵲起，MIT仿生機器人實驗室開始逐步開源MIT Cheetah Mini四足機器人，內(nèi)容涵蓋主控代碼、電機驅(qū)動代碼、控制板電路原理圖、材料清單、本體結(jié)構(gòu)設(shè)計圖等。（所以不要再謠傳是波士頓動力開源啦?。?/p>
隨后，一大批后起之秀成立。技術(shù)實力迅速提升，催生行業(yè)蓬勃發(fā)展，相關(guān)硬件供應(yīng)鏈快速成熟。這又使得更多的實驗室技術(shù)和創(chuàng)業(yè)想法能更快落地驗證，最終形成行業(yè)發(fā)展的正向循環(huán)。
當(dāng)然，技術(shù)要想從實驗室里出圈，還得靠這個叫伊隆·馬斯克的男人。航空如此，腦機接口如此，機器人也如此。
2022年10月1日，特斯拉在其AI日中展示了雙足機器人擎天柱Optimus，在活動現(xiàn)場Optimus行走并向人群揮手。另外，特斯拉展示了Optimus搬運箱子、為植物澆水、在汽車工廠中移動金屬棒的視頻。
于是，這個在大多數(shù)人認知中還停留在波士頓動力身上的技術(shù)，終于宣布“出道”了。
01 足式機器人是機器人，全地形移動的最佳平臺
先說結(jié)論：足式機器人，是機器人全地形移動的最佳平臺。
為什么我們會有這個結(jié)論？讓我們先來復(fù)習(xí)一下足式機器人的定義：
“具有足部結(jié)構(gòu)，能根據(jù)不同地形自動改變形態(tài)的移動機器人。地形適應(yīng)能力極強，能在復(fù)雜路面行走，完成奔跑、爬樓梯、跳躍等多種復(fù)雜動作。”
其實，現(xiàn)實世界的多數(shù)地形都是為了人能順利通行而修建的，人進化出足也是為了適應(yīng)在多數(shù)地形的移動需求，所以與人類相仿的足式，是機器人的終極移動形態(tài)，能覆蓋人類社會絕大多數(shù)地形場景。
這里的足式機器人，包括雙足、四足等多種足式形態(tài)。
而輪式等其他移動機器人，更適合在車輛通行的鋪裝道路上移動，占移動需求的較小部分。
對了，再來復(fù)習(xí)下什么是移動平臺：
這來源于軍事概念“武器平臺”。指武器系統(tǒng)中具有運載功能，可作為武器依托的載體部分。可分為地面、海上、空中機動平臺等。
其實，人們對足式機器人的終極期望，就是使其成為全地形移動平臺，也就是說足式機器人只是個載體，根據(jù)搭載“武器”不同，完成不同應(yīng)用需求：比如家庭服務(wù)（搭載清潔用具）、運輸（搭載貨框）、巡檢（搭載激光雷達）等。
因此，相比輪式、履帶式機器人，足式機器人地形適應(yīng)能力最優(yōu)秀，最有可能作為全地形移動平臺，進入人類生活。
波士頓動力是足式機器人領(lǐng)域的代表公司。創(chuàng)始人Marc Raibert，自1980年在CMU創(chuàng)立CMU Leg Lab起，就一直從事足式機器人的相關(guān)研究，1986年在MIT創(chuàng)立MIT Leg Lab，直到1992年創(chuàng)立波士頓動力，有著全球最早、至今技術(shù)最成熟的足式機器人研發(fā)實力。
如今，波士頓動力已經(jīng)被公認為足式機器人行業(yè)“最強”技術(shù)公司，但就算強大如波士頓動力，依然沒有“完全解決”樓梯等復(fù)雜地形。
足式機器人距離成熟穩(wěn)定的應(yīng)用還有距離。就連Marc Raibert也承認：大家看到的各種機器人后空翻之類的酷炫視頻，都是百里挑一的，可能一百次里面成功一次。
這也導(dǎo)致技術(shù)這么強的足式機器人公司，卻在2013、2017、2020年經(jīng)歷三次收購，先后被谷歌、軟銀、韓國現(xiàn)代汽車收購，估值從30億美元降至11億美元。
在昆仲看來，波士頓動力“不斷賣身”有以下三大原因：
（1）長期維持燒錢境況：公司以實驗室模式運營，研發(fā)投入大，離終極目標（成為移動平臺覆蓋所有場景）遠，（記者采訪多位前員工了解到）公司長期無視商業(yè)需求，不愿在過程中深耕具體場景以商業(yè)變現(xiàn)，直到2019年才開始商業(yè)銷售SpotMini。
（2）商業(yè)價值低：技術(shù)很強，拍的視頻很超前、酷炫，但因未深耕具體商用場景，對企業(yè)痛點把握不足，在具體場景的穩(wěn)定性不足，成本和價格高（7.5萬美元），商業(yè)價值偏低。
（3）股東訴求和公司訴求出現(xiàn)矛盾：谷歌對波士頓動力的軍用合同十分敏感，負責(zé)谷歌機器人部門的安卓之父Rubin走后，矛盾愈發(fā)激化。谷歌希望其做消費級機器人，遭到波士頓動力拒絕。軟銀則在20年為紓困再次變賣波士頓動力。
從波士頓動力的起伏中，帶給中國足式機器人創(chuàng)業(yè)者的啟示是：
（1） 商業(yè)上：不做實驗室型公司，重視技術(shù)變現(xiàn)，探索技術(shù)變現(xiàn)路徑。實際上，波士頓動力已逐漸轉(zhuǎn)變姿態(tài)，在工業(yè)巡檢等ToB領(lǐng)域率先落地，取得了不錯的商業(yè)進展。
（2） 技術(shù)上：重視運動控制能力的研發(fā)，不斷迭代對不同地形的覆蓋能力，有能力在更多場景落地。
但波士頓動力的浮沉，不代表足式機器人是偽需求。
從需求端看，人類社會是否有全地形移動平臺的需求？答案是肯定的。
從供給端看，現(xiàn)有技術(shù)尚未能滿足人類的實際需求，波士頓動力等公司通過技術(shù)的不斷迭代，帶給人們一次又一次對未來應(yīng)用的幻想，作為一家成立30年的公司，經(jīng)歷幻想破滅和商業(yè)浮沉是再正常不過的事。
02 現(xiàn)在是好的切入時點嗎？
2018年MIT開源事件后，足式機器人創(chuàng)業(yè)公司如雨后春筍，催生產(chǎn)業(yè)鏈和硬件技術(shù)飛速發(fā)展，現(xiàn)已趨于成熟，但運動控制、AI應(yīng)用等軟件層面的核心難題，仍是足式機器人產(chǎn)品商業(yè)落地的頭號攔路虎。
運動控制算法是各家足式機器人角逐全球首個全地形移動平臺的關(guān)鍵，原因有二：
（1）運動控制能力體現(xiàn)在機器人的地形適應(yīng)能力、場景覆蓋能力，這是足式機器人區(qū)別于輪式、履帶式機器人的最關(guān)鍵能力。
（2）在硬件趨同、供應(yīng)鏈共用的情況下，運動控制算法是各家機器人公司的獨門密器，對產(chǎn)品的運動控制能力起決定作用。
優(yōu)異的運動控制能力是業(yè)內(nèi)極少數(shù)公司才擁有的稀缺品：運動控制算法涉及多剛體動力學(xué)、非線性控制、機器視覺等多門前沿學(xué)科，是尚有較多未知領(lǐng)域的半成熟科研產(chǎn)物，波士頓動力背后是MIT，ANYbotics背后是ETH Zurich，這不是普通業(yè)界工程師可覆蓋的領(lǐng)域。
舉個例子：SpotMini一個簡單的開門動作，展現(xiàn)了波士頓動力世界頂級的運動控制能力。每次受力點、重心、力矩都不一樣的，需要一個接近完美的動力學(xué)模型，并實時計算調(diào)整。
03 足式機器人的商業(yè)化路徑
我們把足式機器人的商業(yè)化路徑分成三個時期：
初期：足式機器人從工業(yè)巡檢等ToB封閉場景切入，成為應(yīng)用于工業(yè)巡檢的特種機器人。先解決封閉場景下針對已知地形的運動控制能力，再談適應(yīng)不同開放場景未知地形的AI泛化能力。時至今日，包括波士頓動力在內(nèi)的頭部企業(yè)，也仍在工業(yè)巡檢等固定場景下打磨技術(shù)。
中期：足式機器人從工業(yè)巡檢等場景，逐步延伸至各類ToB半開放、ToC開放場景，例如救災(zāi)、立體物流配送、家庭服務(wù)等。產(chǎn)品定位從特種機器人，拓展至全地形移動平臺，賦能下游的集成商/應(yīng)用型機器人公司，合作開拓各類場景。
終局：雙足人形機器人，足式機器人將結(jié)合機械臂，從四足進化為雙臂雙足，賦能立體場景。
昆仲由以下兩個重要結(jié)論，推演得出雙足人形機器人的終局：
結(jié)論一：足式平臺是機械臂應(yīng)用于移動平臺的最優(yōu)選擇
對足運動的精準控制，可改變機器人重心，顯著提升了機械臂負載自重比，從而減少了對機械臂的負載要求，進而減輕了平臺所背負的機械臂自重，提升了機器人的運動能力，降低成本。
波士頓動力的機械臂方案，負載自重比已超過1（5-8kg自重，負載10kg），業(yè)界僅此一家。
結(jié)論二：足式機器人一定會進化為雙足人形機器人
正如前文所述，機器人需要去到所有人能去到的場景，才能與人類共生，這是十分明確的產(chǎn)品需求。
與人類相仿的雙足，就是機器人的終極移動形態(tài)。未來輕量機械臂+足式移動平臺=可靈活替人的機器人勞動力。
但從技術(shù)供給看，著地的足越少，對運動控制能力的要求越高，因此和人類一樣，機器人也需要實現(xiàn)從四足到雙足的進化，現(xiàn)階段足式機器人以四足為主，雙足仍在萌芽期。