在北京亦莊舉辦的首屆“人形機器人半程馬拉松”,再次掀起了全民對機器人的討論和熱情。這也是人形機器人們首次集體從有限參數的實驗室走出來,接受無限變化的、真實世界物理場景的檢驗。
4月19日早上7:30,機器人馬拉松正式開賽。賽道旁擠滿了觀眾與媒體,不少隔壁賽道的人類選手都停下來,為機器人選手加油助威。
本次共有20支參賽團隊,最終獲得前三名的是,北京人形機器人創新中心自研機器人“天工Ultra”、松延動力“小頑童隊”N2機器人、上海卓益得機器人“行者二號”。
《財經天下》對話了本次比賽中獲得前三名的隊伍,以及未能完賽的青心Orca幕后團隊上海青心意創科技。
其中,冠軍北京人形機器人創新中心團隊近300人,研發人員占比達70%,其背后也站著優必選、小米機器人、京城機電、亦莊機器人等機器人行業領軍企事業單位。
獲得第二名的松延動力創始團隊多為清華系,團隊規模50~60人,基本是95后。“除了宇樹,沒有哪家的算法可以跟我們比。”其算法副總裁崔文昊自信地對《財經天下》說。
松延動力并未專門為了比賽,對機器人進行改裝。只是加強了N2機器人腳踝的結構強度,以提高機器人的抗沖擊能力,并為其訂制了專屬的29碼跑鞋。
季軍“行者二號”則出于減重的考慮,在賽前去掉了靈活手。其背后的上海卓益得機器人有限公司,成立于2021年5月,團隊規模在60人左右,65%以上為碩博研究人員,創始人為上海理工大學機器智能研究院執行院長李清都教授。
青心Orca團隊規模30人左右,95%都是研發人員。商業化上雖還未盈利,但已有進賬。
雖然這場半馬最終只有6支機器人團隊完賽,成功率約為30%。許多隊伍未能在規定時間內完賽,有的摔成了一地狼藉,有的悄無聲息地離開了賽道,也被網友調侃為“機器人翻車合集”。但既讓人看到機器人產業的進步,也看到理想與現實的差距,也正是此次馬拉松比賽的意義。“我們認為這是一個很好的技術驗證以及產業規模化驗證的平臺。”北京人形機器人創新中心CEO熊友軍說。
▲獲得冠軍的天工Ultra機器人
01、跑得遠,不容易
對許多人類選手來說不在話下的“半馬”,對于人形機器人而言,卻是一次比拼耐力、關節協調、電機散熱、控制算法等問題的極限測試。
此次亦莊馬拉松賽道共計21.0975公里,地面不算平整,中間略高、兩側稍低,共計6個左轉道與8個右轉道。且前一天,北京下了雨,路面仍有些濕滑。
有具身智能行業專家表示:機器人全身都是電機傳感器,實際上非常費電,堪比電動汽車的單位用電量。因此,多數參賽團隊對機器人都做了調整——首先是盡可能地減重。例如,去掉了靈活手甚至頭部、換成更為纖細的下肢。
上海青心意創科技市場總監、Orca團隊負責人白兆洋便對《財經天下》表示,此前在測試時發現了電機的耐沖擊壓力不夠,但時間較緊無法更換電機,只能在硬件層面盡可能地減配。將機器人頭部和胳膊去掉,讓本體更輕盈。
據《財經天下》了解,天工機器人在賽前就進行過完整的半馬賽程測試,并做了一定程度的改裝和優化。
天工隊技術負責人、北京人形機器人創新中心運動控制負責人郭宜劼告訴《財經天下》,人形機器人在完成馬拉松比賽時,面臨的技術難題有兩方面:一是本體方面,設計這樣一個類人身高、1.8米的大尺寸人形機器人,需要關節技術上的突破,以及結構可靠性上的設計突破。
“另一個是具身智能大小腦方面,從控制算法和全身智能來看,無論是上層規劃還是下層控制,都需要技術突破。”
同時,人形機器人進行長距離奔跑時,可能會出現關節過熱的情況,觸發自動保護。因此,需要對關節導熱和散熱進行優化,讓關節達到熱平衡狀態。
郭宜劼透露,為了本次比賽,團隊對天工Ultra在硬件上進行了優化。使其能承受腳與地面的高頻震動,解決關節不斷散熱。在運動控制算法的穩定性上也做了提升,使其能夠快速、穩定地應對地面崎嶇的變化及外界的干擾,呈現出擬人的自然跑姿。
“還有我們具身大腦對環境的感知、對于路線的規劃等層面的設計,都幫助了天工Ultra最終能夠順利地完成比賽。”
▲松延動力N2機器人
獲得第二名的松延動力賽前準備了不到一個月,此次也格外引人關注。松延動力有兩支隊伍參賽,其中,小頑童隊更換了一次機器人,總用時3:27’50”,罰時后最終成績3:37’50”。旋風小子隊更換了四次機器人,總用時3:46’55”,罰時后成績4:51’55”。
松延動力于2023年9月成立,至今剛剛一年半。此次參賽的N2機器人沒有使用“領航員”(機器人前有人類幫助領跑)。相比之下,天工Ultra借助了“領航員”,而其他不少機器人選手采用了人類遙控模式。
松延動力創始人、董事長兼CTO姜哲源告訴《財經天下》,松延動力和天工Ultra兩種模式只是工程化設計的不同。領跑之于跑步比賽,還會起到“破風”(降低風阻)的作用。
北京人形機器人創新中心品牌公關任亞偉表示,松延動力的N2由于個頭較小,跑步更加靈活和快速。天工Ultra由于更高大、質量更重、重心更高,在技術上要呈指數級增長,領航員模式也是創新之舉。二者是技術發展路線的不同,沒有高低之分。
松延動力算法副總裁崔文昊則對《財經天下》表示,N2機器人在比賽中的關節散熱對團隊沒有構成技術難點。但比賽當天溫差較大,電機內部的核心板散熱情況受到了影響。
他表示,N2機器人在氣溫較高、較低的天氣環境中都測試過連續奔跑,但沒有在溫差比較大的情況下跑過。“后面旋風小子連續摔倒,我們認為是天氣因素的影響比較大。”“后續我們會更新一個核心板,把核心板改得更小巧,并優化通道。”
松延動力參賽的N2型機器人目前已經量產,主要客戶是科研、教育、文旅,后續還將研發面向C端的機器人款式。同時,松延動力也會在今年8月上市一款新機器人,對標宇樹機器人G1。
“外界總說(我們的)硬件指標比宇樹差,我們有一點不甘心,那我們只能通過調整硬件來彌補。”崔文昊說。同時他表示,目前松延動力融資總額在8億元,公司下一輪融資有望達到15億元。
▲行者二號機器人
此次獲得第三名的行者二號總用時為4:00’56”,加上更換機器人罰時后,最終以4:25’56”完賽。
行者二號負責人、上海卓益得機器人創始人、上海理工大學機器智能研究院執行院長李清都對《財經天下》表示,“卓益得機器人”在使用場景上更多是為了引導服務型和配送型,是照著自然行走步態來設計的,采用肌腱驅動的方式,因此更加輕量化、也更類人。在奔跑方面,行者二號沒有專門做結構優化。
李清都透露,在報名比賽后不到一個月的時間里,團隊對行者二號做了奔跑測試,短距離奔跑能達到3米/秒的速度,但長距離奔跑未經過測試,因此不敢讓機器人跑太快,“主要還是為了求穩,保證能夠跑下來”。
02、馬拉松驗出機器人的含金量了嗎?
今年宇樹機器人在春晚上大秀“扭秧歌”,最近幾個月,多家機器人更以跳舞、空翻、打武術頻現短視頻平臺。但此次半馬比賽中,多家機器人選手摔倒,甚至現場拆解后“遺憾離場”,讓許多觀眾頓感理想與現實的差距巨大。
例如,此次半馬雖然宇樹科技沒有報名參賽,但城市之間參賽隊使用了宇樹G1機器人,也讓其成為被關注焦點。在起點等待開跑時,城市之間隊的宇樹G1就狠狠摔了一跤。雖然后續G1掙扎起身,但步伐踉踉蹌蹌猶如醉漢。
賽后,宇樹科技緊急發布聲明:公司沒有參加比賽,參賽團隊使用了宇樹的機器人和自己的算法,與宇樹無關。
“機器人硬件不是本質,算法才是本質。但硬件有問題的話,算法也沒辦法做,需要相互協同。”對于宇樹G1開場即摔的原因,崔文昊表示。
對于機器人公司和團隊來說,讓機器人在真實的環境中“試煉”,檢驗水平,發現不足,也正是比賽的重要意義。
熊友軍對《財經天下》表示,人類的實際生活是一個高動態的非結構化的環境,“人形機器人馬拉松是一個很好的技術驗證,以及產業規模化驗證的平臺”。
其認為,天工Ultra能奪得冠軍,意味著在狀態記憶的模仿學習算法上,已經達到了很強的環境適應能力。本次比賽也展現了其可靠的穩定性,為天工機器人下一步走進工廠、走進實際生活服務場景,做了一次技術檢驗和準備。
“天工完賽的時間是2小時40分鐘,這和正常人類完賽的時間接近。也就表明,人形機器人的長距離運動能力已經達到了人類的水平”,郭宜劼說。
本次比賽也讓天工團隊發現了自身的不足,比如能源的利用效率。機器人中途需要幾次換電,接下來天工就要增強電池續航能力。
李清都則認為,此次機器人半馬比賽是第一次在公開場合面向全球觀眾的演練,也讓普通大眾了解到了人形機器人行業的真實水準。
“一方面是,大家都了解實際狀況后,心理預期會得到新的平衡。另一方面,不管是人才的培養,還是產業鏈、政府的支持,大眾的包容,都會對人形機器人的發展起到作用。”
而對于自家機器人的意義,李清都認為“驗證了輕量化的人形機器人能不能做到長續航,也就是驗證肌腱驅動這套技術是不是真的能從頭跑下來”。
相比于前幾家企業,白兆洋的心態更為輕松。他表示,參賽的主要目的不是與大家競爭跑得有多快,而是借這次機會,讓更多人認識了自家的機器人和公司。
“此前大家看到機器人能翻跟頭、跳舞,只是表示它的電機抗沖壓能力很強、扭矩很大。但這些能力在B端操作中,可能用不上。”
同時,這樣一次長距離比賽對機器人也是一場耐力極限測試。“這次測試告訴我們,我們的電機不是專門為跑步而做的選型。我們的機器人電機溫度超過80度,就會進入自動保護的狀態,它的‘勁’就松掉了。”
03、人機共融,何時到來?
年初,金沙江投資創始人朱嘯虎的“人形機器人泡沫論”一度在機器人創投圈引起了巨大波瀾。人形機器人除了盈利生死線,距離走進人類生活、產生實用價值還有多遠的距離,也是本次比賽中人們關注的重要問題。
“比如有毒有害的危險場景中,是需要大量機器人的。目前的機器人還需要利用各種各樣的場景,去不斷去訓練、迭代出這些能力。”熊友軍說。
而天工的下一步便是持續地迭代運動控制能力,同時進一步迭代上半身的操作能力。“我們相信未來的社會是一個人機共融的社會。機器人將會真正地走入千家萬戶,成為人類生活的伙伴。”
“未來,天工也會持續進行本體的優化,同時結合‘慧思開物’平臺,通過具身大腦、具身小腦,提升機器人對任務的理解、拆分以及任務下發的整體智能化水平,從而更好地應用到工業、特種作業,甚至家庭的場景中去。”郭宜劼表示。
白兆洋則表示,除了科教和工業,青心意創的機器人將更多面向家庭的場景。
“我們沒有給它做五官,因為就算設置了鼻子、眼睛、嘴巴,它也還是不像人,你還會意識到它的狀態和人是不一樣的,所以我們通過頭部‘水滴設計’的方式去做呈現。”
▲青心Orca隊的Orca
白兆洋認為,未來人形機器人商業化主要有三條路徑:一是比較成熟的閉環場景,由機器人公司向高校、研究院出售硬件,高校、研究院自行做算法層面的落地。
其次是針對B端客戶的應用,比如宣講、導覽、物流等。他介紹,由于Orca機器人的單臂能負載3~5千克,因此針對末端執行器做些模塊化設計,可以將靈活手換成兩指、三指的抓夾,使其承擔揀選、抓取、搬運相關的操作。
而對于個人買家而言,白兆洋也坦言,“買起來其實沒有任何的意義”。
面向未來,各地政府也還在不斷加大對于人形機器人的支持力度。“北京人形機器人創新中心聚焦了天工和慧思開物兩大通用的具身智能平臺,我們希望在實現關鍵技術突破后,能通過開源方式來賦能整個行業,促進中國人形機器人產業的發展。”任亞偉對《財經天下》表示。
松延動力崔文昊也對《財經天下》表示,昌平區政府也在政策和資金上給予了許多支持。據悉,松延動力是首批獲得“北京市機器人基金”支持的企業。
白兆洋則表示,上海市為人形機器人相關公司同樣給予了算力、數據、商業資源上的大力支持,包括建立數據集,給機器人公司介紹B端商業化客戶。
但實事求是地說,對國內的人形機器人行業來說,其產業鏈的發展還需要相當時日。對于這一點,各參賽隊伍負責人也都沒有回避。郭宜劼表示,無論是從關節的模組還是到傳感器方面,目前還沒有完整的、針對人形機器人的成熟產業鏈。
作者 |林小葵,編輯 | 李不清,圖片來源 | 視覺中國,本內容來自財經天下WEEKLY
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