自動化再加碼，國產(chǎn)機(jī)器狗進(jìn)入三岔路口

　　在波士頓動力的網(wǎng)紅機(jī)器狗學(xué)會芭蕾小碎步之后，幾款國產(chǎn)“機(jī)器牛”也登上了央視2021牛年春節(jié)聯(lián)歡晚會的舞臺，和一眾明星共同展現(xiàn)靈活身段與曼妙舞姿，為大家?guī)�來新年祝�！?/p>

　　自2016年以來，“機(jī)器舞”作為春節(jié)聯(lián)歡晚會的常規(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力，國內(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，中國牛通通OK

　　“千家萬戶，張燈結(jié)彩，共同牛起來……”在春晚《牛起來》節(jié)目中，舞臺最前排的“小紅牛”隨著歡快的節(jié)奏搖擺身軀，其靈活的動作與喜氣洋洋的外形引起了不少話題。

　　這群“小紅牛”是由深圳優(yōu)必選科技公司研發(fā)的牛年限定版智能四足機(jī)器人——“拓荒牛”，外形融合了祥云及中國紅等傳統(tǒng)文化元素;以電力作為驅(qū)動方式。

　　要讓四足機(jī)器人做出如此靈活的動作，力控關(guān)節(jié)是關(guān)鍵所在。“拓荒牛”的通用力控關(guān)節(jié)包含多個自由度，能精準(zhǔn)地輸出位置和力矩，使多個伺服驅(qū)動器協(xié)同運行，完成連貫、整齊的動作。優(yōu)必選表示，這款新研發(fā)的關(guān)節(jié)，未來也將用于其它機(jī)器人產(chǎn)品上。

　　內(nèi)建的高性能實時主控系統(tǒng)、全動力學(xué)優(yōu)化算法及激光雷達(dá)定位導(dǎo)航算法可為“拓荒牛”解決春晚舞臺這種高度對稱環(huán)境和稀疏特征下的定位問題。由于高性能算力的支持，這一系列復(fù)雜的算法可在1kHZ下實時完成，幫助它完成全地形快速行走與舞蹈動作。

　　春晚上還出現(xiàn)了另一款機(jī)器牛“犇犇”。這款四足機(jī)器人由杭州宇樹科技制作，以青島人工智能國際客廳里的“萊卡狗”為原型，可隨著音樂節(jié)奏搖頭擺尾，做出直立拜年、側(cè)滾翻、后空翻等200多個動作。

　　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)隊獨立自主研發(fā)打造;在動態(tài)定位、信號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”也在央視后臺展現(xiàn)了它的實用性——為工作人員發(fā)送盒飯。在機(jī)器牛熱舞登上熱搜的同時，“犇犇”“卸妝”后辛勤送飯的視頻也隨之火爆，被網(wǎng)友們封為“勤勤懇懇打工牛”。

　　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)大廠也開始嘗試研發(fā)高性能的四足機(jī)器人。

　　像騰訊Robotics X實驗室打造的移動機(jī)器狗Jamoca是國內(nèi)首個能自行在梅花樁上順利移動的四足機(jī)器人，其本體基于外部提供的硬件平臺改裝。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、小跑和跳躍動作，并獲得自主定位和避障的能力。

　　Jamoca利用RGB-D相機(jī)實時感知周圍環(huán)境，通過特征點匹配的方式，可在線跟蹤自身的運動軌跡，并結(jié)合視覺定位、運動里程以及慣性測量數(shù)據(jù)，提高定位追蹤的精度和頻率;同時利用算法識別和獲取臺階和梅花樁的表面范圍和中心點位置，依此進(jìn)行可視化建模，重建整個三維運動場景。

　　接著，再基于質(zhì)心動力學(xué)實現(xiàn)在線的質(zhì)心軌跡生成和落腳點規(guī)劃。在保證機(jī)器狗的四條腿可以安全踏到下一個梅花樁的前提下，規(guī)劃出移動長度最短、綜合耗力最小的行進(jìn)路線，并且可在線持續(xù)進(jìn)行運動規(guī)劃。

　　無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)器人所運用的環(huán)境感知系統(tǒng)、高性能實時控制器、高精度帶寬伺服驅(qū)動器、運動控制算法、定位導(dǎo)航方案多為技術(shù)團(tuán)隊自行研發(fā)。從優(yōu)必選、宇樹科技與騰訊Robotics X實驗室打造的產(chǎn)品來看，中國四足智能機(jī)器人研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)已趨成熟。

　　那么，國產(chǎn)機(jī)器狗的時代要來了嗎?

　　變現(xiàn)之前

　　目前，國內(nèi)四足機(jī)器人產(chǎn)品大多停留在產(chǎn)品測試與試運營階段，只有少數(shù)公司開始進(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，主要用于實驗室內(nèi)部科研實驗。

　　已研發(fā)出Laikago、AlienGo、Unitree A1、犇犇等多款四足機(jī)器人的宇樹科技，則以曾參展美國CES 2020的Unitree A1機(jī)器狗以及作為通用移動平臺的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、避障等多種動作;內(nèi)建的多目深度感知視覺系統(tǒng)可實現(xiàn)人物跟蹤、實時自主定位、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, 搭配峰值動力48N.m電機(jī)負(fù)重6KG，而DG-160A自重為24KG, 搭配峰值動力160N.m電機(jī)，設(shè)計載重14KG，其動力電機(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，可同時兼顧負(fù)重和高動態(tài)性能的要求。在DG-48A和DG-160A之前，其第一代產(chǎn)品ME-18A已公開發(fā)售，Dogotix所有機(jī)器狗產(chǎn)品皆為全開源模式。

　　在應(yīng)用方面，Dogotix創(chuàng)始人趙同陽表示，Dogotix可用于居家場景，如陪伴家里的老人、小孩，識別他們的異常行為和危險情況，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)雜的場景。

　　宇樹科技創(chuàng)始人CEO王興興也曾說，未來四足機(jī)器人最大的應(yīng)用場景分為兩類: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。

　　相較于過去，現(xiàn)在的四足機(jī)器人在產(chǎn)品本身設(shè)計與性能皆有顯著提升。但波士頓動力的經(jīng)驗告訴我們，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.

　　“智能相對論”觀察到，四足機(jī)器人的應(yīng)用場景看似非常廣泛，實際落地的項目卻屈指可數(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力Spot Mini，從產(chǎn)品發(fā)布至今僅售出四百多臺，工業(yè)用機(jī)器狗的To B之路似乎并不順?biāo)臁?/p>

　　波士頓動力的商業(yè)進(jìn)程坎坷，一部份原因是由于高昂的售價。在這方面，國內(nèi)廠商似乎率先在四足機(jī)器人價格與邊際成本平衡問題上有所突破。如Unitree A1、DG-160A與DG-48A的售價皆不到一萬美元，與波士頓動力網(wǎng)紅大黃狗7.5萬美元的價格相比，國產(chǎn)機(jī)器狗的價格優(yōu)勢十分顯著。

　　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耗力或高危險性的工作，能在提升工作效率的同時保障相關(guān)人員安全，的確能滿足一些行業(yè)的硬性需求。

　　即便B端用戶的需求確實存在，國產(chǎn)機(jī)器狗的價格相對便宜，廠家們也為自家產(chǎn)品設(shè)想了工業(yè)制造、交通運輸、公共安全、家庭陪伴等多種應(yīng)用場景。但作為一個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)下影響的效率問題。兼具靈活行動力與高科技內(nèi)建設(shè)備的移動四足機(jī)器人所需電力不小，因而提高了對電池續(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)的波士頓動力Spot Mini為例，其電池續(xù)航時間約兩小時，充電時間約為兩到三個小時。最大續(xù)航時間長達(dá)四小時的AlienGo和DG-160A雖未公開具體充電時長，但所需要的充電時間大概也不會太短。

　　以一天八小時的標(biāo)準(zhǔn)工時計算，Spot Mini一天的實際工作時間約為四小時。無論是將其應(yīng)用于設(shè)備檢測、地圖繪制、犯罪偵查還是家庭陪伴，對于客戶而言，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)太陽能電池板試圖解決此問題，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 ?

　　“智能相對論”認(rèn)為，一些面向C端的應(yīng)用場景看似美好方便，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)”，可自動清理地板上垃圾與整理物品，但面對各式各樣的C端用戶，家中可能會出現(xiàn)的物品“千奇百怪”、種類繁多，對于“垃圾”的定義也有所不同，很難形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。最簡單的例子，一個空紙箱，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”按照自家主人的評判標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會分辨哪些是垃圾，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題。廠家只能統(tǒng)一設(shè)定最簡單最普遍的分辨標(biāo)準(zhǔn)，無法滿足用戶的個性化需求;但若是讓用戶自行一一設(shè)定，便會造成使用過于繁雜，可能會勸退一大批怕麻煩的顧客。

　　無論是國內(nèi)還是國外，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。國內(nèi)的四足機(jī)器人生產(chǎn)商似乎正處于一個三叉路口，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，國產(chǎn)AI機(jī)器管家狗產(chǎn)品也暫時還沒出現(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)必選和宇樹科技選擇參加春節(jié)聯(lián)歡晚會等政府項目，似乎是個不錯的決定。

　　首先，機(jī)動性強(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輸、犯罪偵查及火災(zāi)救援等。政府在某些場景也需要智能化解決方案的榜樣，就像長沙的Robotaxi。

　　雖然這些項目可能無法在短期內(nèi)實現(xiàn)盈利和商業(yè)化，但由試點或者示范項目所帶來的技術(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)，政府也會提供一定的資金支持。

　　對企業(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，對提升企業(yè)知名度有不小的幫助。

　　除了政府項目，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)的同時常見的“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所，幫助其測試新產(chǎn)品。南方科技大學(xué)、國防科技大學(xué)、火箭軍工程大學(xué)等高校都是Dogotix的客戶。

　　對于暫時無法在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。不但可以及時造血，實現(xiàn)營收;還能提前為未來競爭卡位。也有機(jī)會在為政府服務(wù)的同時取得更多產(chǎn)品應(yīng)用經(jīng)驗及數(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，為將來的B端及C端業(yè)務(wù)做準(zhǔn)備。

　　結(jié)語

　　目前看來，宇樹科技、Dogotix產(chǎn)品的目標(biāo)應(yīng)用場景與波士頓動力和KODA相似。Dogotix創(chuàng)始人趙同陽曾表示，Dogotix可能會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，中國機(jī)器人及相關(guān)服務(wù)的消費額持續(xù)高速增長，預(yù)計到2021年底，將達(dá)到746億美元，2017-2021年復(fù)合年增長率達(dá)到31.9%。中投產(chǎn)業(yè)研究院估計，2021年底，我國機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)到813億元，未來五年年均復(fù)合增長率約為15.80%，可見市場需求仍然存在。

　　相較于國外產(chǎn)品，國內(nèi)公司具備較為明顯的價格優(yōu)勢。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)，國內(nèi)四足機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景將值得期待。