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遇见“钢铁侠”!探秘国内首家双足人形机器人公司

四月人工智能 机器人/无人机 硬创先锋2017/03/30

智东西(公众号:zhidxcom) 文 | 四月 导语:当小罗伯特·唐尼化身的“钢铁侠”矗立在眼前,四肢灵活, […]

智东西(公众号:zhidxcom)
文 | 四月

导语:当小罗伯特·唐尼化身的“钢铁侠”矗立在眼前,四肢灵活,能看会走,胸前打着醒目的国产Logo,心底抑制不住地赞叹与惊喜。

仿人形机器人,又称类人机器人,作为科幻题材作品中司空见惯的形象,实际上却是一种离现实生活最遥远的形态。依照惯用的商业思维,“难做”、“死贵”、“没用”的人形机器人市场化前景过于渺茫。不过,总有那么一小撮人不喜欢循规蹈矩。

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今天故事的主角——“钢铁侠科技”(ART Robot),一支近20人的精简队伍,成立不到两年时间,已造出双足大仿人机器人成品,正准备将其投入流水线量产。近日,智东西来到位于上地科技孵化园的钢铁侠科技,一睹国内首个商业化“双足大仿人机器人”风采。

与极具英雄主义风格的公司名字——钢铁侠形成有趣对比的是,创始人兼CEO的张锐是个身形消瘦,略显腼腆的小伙子。在随后的交流中,智东西与张锐,就人形机器人的行业现状、创业历程、项目独创性与商业模式等关键问题进行了深入探讨。与此同时,也深刻揭示出当下学术研究与创业模式的差异性。

走出象牙塔和实验室,却依旧怀揣着作为研究员的那份初心和专注,敢为人先,快速推进,被日美韩等国领先数年的人形机器人领域或许不再遥不可及。

一、缺少中国玩家的机器人市场

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提起双足人形机器人,去年惊艳四方的Atlas影像仍历历在目:步履矫健、实力搬砖、强推不倒,强大的机械控制力让人印象深刻。Atlas虽不足以称之为机器人的终极形态,但相较于满大街的滚轮移动、平板显示一众“玩具式”产品,前者才算是帮“机器人”正名。

无论是完善的技术研发,还是繁杂的供应链管控,强大的资金支持,人形机器人领域都设有极高门槛。完整意义上的人形机器人,不仅包括电机、双足、手臂等复杂的机械控制系统,还需具备环境感知和行动规划等能力。

实际上,双足大仿人机器人的风头一直被海外公司和研究机构占据,国内主要以项目研究为导向,在商业化领域鲜有动静。不止于美国波士顿动力(Boston Dynamics),日本本田(Honda)、意大利RobotCub Consortium等公司都在“人形机器人”项目上不遗余力地砸钱。

现阶段,人形机器人的应用场景主要以军工、航天等行业应用为主。在消费端市场,将大块头小型化是个不错的选择。桌面级人形机器人NAO在科研领域广受欢迎,其法国机器人公司Aldebaran被软银收购;国内Alpha系列机器人助优必选跻身进入独角兽行列。

不过,在自动化和机器人领域钻研多年的张锐看来,小型人形机器人并不足以提供完善的功能服务;高校科研领域与科技馆展示,将会是双足人形机器人短期内商业化的重要方向。

二、20人队伍要造“Atlas” 是盲目自信?

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钢铁侠科技由张锐和其同乡校友庄园共同创立,团队成员多来自北航、哈工大等军工强校,多数曾工作于中国科学院、航空航天科研院所。团队约20人,研发人员约16人。办公室位于上地科技孵化园,共两间房,其中一间被用来作为实验室。与一般研发型公司或机构相比,这样的配置略显精简。

不过初生牛犊不怕虎,在项目进度上钢铁侠体现出了极强的整合能力。

2016年3月,第一代原型机研发成功;6月,中国人工智能学会理事长李德毅院士来到公司考察,设立李德毅院士专家工作站;11月,获得Pre-A轮千万元投资。

今年1月,第二代产品组装成功,加上了酷炫的外壳,系统底层设计进行大幅优化,核心零部件采用自主研发,并形成配套的自主知识产权体系。

张锐出身于自动化专业,先后在北航无人机所、中科院自动化所、中国航天院五院工作,先后参与过无人机、机器人、航空航天等多个领域研发工作。过于频繁的工作调任和项目变动让张锐有些疲惫,“在军工性质科研所工作,项目和工作多被指派,受到时间、资金、环境等客观条件限制”。

谈及创业后的节奏变动,张锐表示,两者的工作量相当。但在科研所工作,由于团队中所学专业过于接近其思维方式不够开阔,并且容易受到计划变动等影响,面临成果考察压力,资源得不到相应支持。也正是由于上述原因,虽然国内科研所不乏人形机器人项目,进度却相对缓慢。

钢铁侠的另一位联合创始人,计算机专业的庄园,是张锐大学时代的校友兼老乡。张锐表示,选择与庄园一同创业,主要看重两方面原因:

1)基于对“老铁”的信任,“庄园是能和我吵架的人,我俩就算争得面红耳赤也会不记仇”;
2)丰富的互联网经验。军工企业出身,张锐自认为自己的观念相对保守,需要一个懂互联网模式的人进行融合。

谈及老朋友庄园,张锐言语间不乏赞美和认可。据其介绍,庄园还是大二时就是UC浏览器的骨干,随后曾在新浪微博、创新工场任产品经理,具有极强的互联网思维。庄园看重了人形机器人背后的商业价值,张锐则更倾向于项目研发和把控,两人一拍即合。

三、跳出实验室 第一个吃螃蟹的人

前文已经提及,国内鲜有公司和机构尝试人形机器人方向。既然脱离了科研所,选择创业这条路,很多时候需要兼顾商业化、创新性两方面的因素考量。作为国内大仿人机器人领域第一个吃螃蟹的人,在与智东西的对话中,张锐分享了一些背后的思考。

1)为什么选择全新领域创业?

在此前科研单位工作经历中,张锐虽尝试过无人机、机器人等类似项目。但与人形机器人仍存在较大跨度,在零部件研发和重组上相对经验不足。

张锐表示,首先是基于兴趣和爱好,“本身就是想做这个”。自动化机械的技术是相通的,一些运动控制系统基本原理一样。其次,团队中的人才覆盖领域很广,硬件、底层、算法、设计每个人都能发挥其所长。

2)为什么首先从一个完整形态的机器人开始,而不是做其中一个环节,诸如操作系统、机械臂等?

因为机器人涉及的机械结构和领域过于复杂,比较稳健的创业模式是选择一个细分环节突破,诸如操作系统、机械臂等。但像钢铁侠科技,一开始就将目标和产品定义为1.35米大块头的公司并不常见,其中难免风险性。

张锐解释道,正是因为人形机器人产业尚处早期,各个环节的技术和供应链都不成熟。如果做单个方面/环节的技术,容易受到其他制约,最终成果并不能落地。另一方面,从国家的在机器人领域的科研投入和科研需求来看,这块市场正在起势。

四、“运动脑”+自主研发传动件

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根据学界的定义,完整形态上的智能机器人应具备感知、交互、决策、控制四大功能。具体到人形机器人形体啊,其核心技术难点在于步态控制、环境感知等环节,钢铁侠通过机器人本体与运动算法控制相结合攻克。

1)在硬件本体层面,钢铁侠科技采用自主研发的姿态传感器、力矩反馈传感器、避障传感器,配合摄像头及力觉模块,可以实现机器人自主导航和步态规划。

由于钢铁侠科技的机器人产品更多是直接面向用户,因此解决噪音问题尤为重要。不同于Atlas液压驱动方案,钢铁侠科技自研了全套电机方案,可降低噪音,自由调节行走速度。

在结构件部分,Atlas的依赖于高精度的金属3D打印机,虽然精度高,重量能够得到有效控制,但也大幅提升了成本。钢铁侠采用智能算法,以适配多种型号的电机。

2)在软件算法和控制程序上,张锐团队吸收了李德毅院士的建议,加入“运动脑”概念。

运动脑是一套让机器人拥有自主运动能力的一套决策系统。基于机器人的形态,运用正逆向运动学、动力学以及人工智能技术,可实现机器人的关节控制、神经中枢控制,最后达到任务层控制目标。

操作系统方面,由于机器人本体上分布有大量传感器、电机、控制器等,需要一套通信机制,因此钢铁侠科技采用了机器人专用操作系统ROS,并对系统内核做了大幅优化。

“运动脑”类似于人类的小脑部分。张锐介绍,未来这一块系统将会开放,将本体打造为计算平台。高校或者B端用户在此基础上进行交互、决策层面的二次开发。“在任务层控制和场景应用上,B端客户的经验更丰富,理解也会更深”。

五、发明完了 如何搞掂量产?

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与机械臂、小型人形机器人常采用的舵机部件不同。钢铁侠大仿人机器人直接采用电机驱动,再根据不同关节的活动能力进行优化和调节。在自由度方面,钢铁侠科技的ART机器人单腿是六个自由度,双腿是十二个自由度,踝关节是两个自由度,髋关节是三个自由度,这让机器人走路类似于人的姿态。

一般来说,机器人的自动度越多,活动越灵活,控制也相应精准。但需要兼顾电机成本和机体重量。据张锐介绍,钢铁侠单台的售价计划在数百万人民币左右,相比Atlas数百万美金的价格,已经很好地控制了成本。

据张锐介绍,现接到了来自部分高校和科技馆的预订单,出货量大概在10台左右。预计今年7月份第一批样机将完工。在供应链方面,张锐参考了此前在中国航天院五院的资源,渠道和可靠度得到保证。组装环节,由团队技术人员亲自组装、检测。

考虑到后续的功能升级与售后环节,钢铁侠采用模块化设计,以降低维修成本和组装难度。

六、阶段性商业化 不着急融钱

人形机器人市场尚处早期阶段,基本都是先使劲砸钱,成品出来再抬价的套路。基于国内市场,钢铁侠团队提出“阶段性商业化”目标,率先把研发的机器人本体造出,应用在高校、科研院所、科技馆等场景中,为其研究、教育、展示来服务,订单能够保证公司有足够的资金运转下去,并给投资人带来收益。

结合前文提及的,再补充一些张锐对于机器人市场的切入方向的思考。他透露,此前也参考了国内几家规模较大工业机器人厂商的模式。基本上仿制国外产品,在推市场时面临明显同类品牌竞争,阻力比较大。在工业应用领域,“市场基本只认国外品牌”,例如最为成熟的车厂流水线基本只用德系机器人,并且都是成套铺设。同时还面临现场施工、追尾款等问题。“这块市场,作为创业公司很难打透”。

于是,钢铁侠选择了另一块,服务机器人市场。国内科研市场中缺少优质的机器人本体,缺少研发平台,这也是钢铁侠团队的优势所在。换句话说,钢铁侠更长远的目标,在于建立机器人本体研发平台和开发环境。

在融资背景方面,现也投身于机器人创业的某位前阿里员工是其天使投资人之一。2016年11月收获青岛景天信息、青岛北区科高创投等千万人民币的A轮投资。“属于规模较小的基金,我们看重的是他们的退出回报要求比较低,董事会话语权要求不高,我们能有更多的自主权利”。当智东西向其推荐一些不错的投资机构时,张锐笑称缺少人脉资源,可以介绍。

不过话说回来。在公司资金层面,张锐并不急于融资。他表示项目早期,他和庄园两人已投入数百万,去年底融的钱还没有动用。现在订单也是部分收入来源。

七、结语

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整体而言,钢铁侠是一支科研氛围浓厚的技术团队,公司布设和团队配置都偏向精简主义,少了些互联网公司的浮夸和铺张。造人形机器人,普通人看来有些异想天开的事,从张锐团队那感受到的却是无比坚定的信念,更难能可贵的是从军工企业里传承而来的务实精神。

与其宏大而开创性的事业目标形成强烈对比的是,张锐腼腆、单纯的性格让人印象深刻,缺少商场环境的历练,是更纯粹的技术优势也是后期的进步空间。在产品方面,其产品整体的把控和推进能力不容小觑,同时也是其团队实力所在。在商业前景方面,这样独创性的项目总是机遇与风险并存。一方面,中国科研经费和对机器人产业的不断大力投入,存在巨大的市场潜力;一方面,国内市场起步较晚,存量市场被日美等品牌占据,品质把控和供应链体系不够完善。

对于人形机器人领域创业的意义而言,我想更普世的价值在于,让更多的人感受到机械智能与机器人科学的魅力。当钢铁人步履矫健、款款向你走来时,心中必将是激动而自豪的,那一刻你能更深刻地感受人类的无穷智慧和科学带来的巨大创造力。


 

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