設(shè)置星標(biāo) 關(guān)注，從此你的世界多點(diǎn)科學(xué)~

在蛇年春晚上穿花襖轉(zhuǎn)手絹扭秧歌的“秧BOT”們引發(fā)了大眾對(duì)國產(chǎn)人形機(jī)器人的熱議。這些表演者由杭州的民用機(jī)器人研發(fā)企業(yè)宇樹科技(Unitree)最早于2023年8月推出，代號(hào)H1，別名“福兮”，售價(jià)65萬人民幣。

H1身高180厘米左右，體重約為47公斤(H1-2的體重則為70公斤)，最大關(guān)節(jié)扭矩可達(dá)360 N·m?，單腿和單手臂關(guān)節(jié)的自由度分別為5和4，步行速度1.5 m/s。福兮也是國內(nèi)第一款能跑的全尺寸通用人形機(jī)器人，并憑借3.3 m/s的奔跑速度打破世界紀(jì)錄，據(jù)稱，其潛在運(yùn)動(dòng)能力可超過5m/s。

在人形機(jī)器人賽道上，福兮稱得上第一梯隊(duì)級(jí)選手。它相較同類的一大優(yōu)勢(shì)是無須使用液壓系統(tǒng)就能完成原地后空翻——此壯舉不僅展現(xiàn)了機(jī)巧神通，更凸顯其先進(jìn)的控制系統(tǒng)。此外，福兮能高效使用螺絲刀或電動(dòng)工具等標(biāo)準(zhǔn)人類工具，有望勝任各種要求精確度和靈巧性的任務(wù)。基于現(xiàn)有表現(xiàn)和應(yīng)用潛力，行業(yè)期待宇樹H1進(jìn)入非結(jié)構(gòu)化的工作環(huán)境，給教育機(jī)構(gòu)、工業(yè)系統(tǒng)乃至生活居所帶去另一層級(jí)的自動(dòng)化和效率。

福兮卓越的運(yùn)動(dòng)能力源于宇樹專門打造的M107關(guān)節(jié)電機(jī)，后者提供360 N·m的峰值扭矩，幫助機(jī)器人輕松開展動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)，行難路、干細(xì)活。

另一方面，H1配備有一套先進(jìn)的傳感器和攝像頭：英特爾實(shí)感深度攝像頭D435i(Intel? RealSense? Depth Camera D435i)準(zhǔn)確、可靠、詳盡地捕捉3D圖像；大疆覽沃Mid-360激光雷達(dá)(Livox MID360 LiDAR)模塊提供360度無死角的深度感知，對(duì)于自動(dòng)導(dǎo)航和避障至關(guān)重要。這些裝備令H1能夠?qū)崟r(shí)獲取高精度空間數(shù)據(jù)，面對(duì)復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行繪制和導(dǎo)航。

現(xiàn)階段，多家科技公司都在發(fā)力商業(yè)化人形機(jī)器人賽道。除了宇樹，我們還看到“敏捷機(jī)器人”(Agility Robotics)、特斯拉、1X 科技、Apptronik、Figure以及Sanctuary等企業(yè)紛紛推出可與人類爭飯碗的機(jī)器人。

其中的Agility Robotics全尺寸人形機(jī)器人Digit于2019年首度亮相，“為工作而生”(Made for Work)的它專攻物流場景——這也是Agility為其人形機(jī)器人產(chǎn)品選定的商業(yè)切入點(diǎn)。

Digit能爬樓、避障、送包裹，能在倉庫里搬箱子，能擔(dān)負(fù)福特汽車最后一英里配送的任務(wù)……多家知名企業(yè)都已將Digit引入工廠。

倉庫內(nèi)，Digit從傳送帶處取來一個(gè)空物流箱并進(jìn)行搬運(yùn)

《IEEE縱覽》雜志的編輯埃文·阿克曼 (Evan Ackerman) 此前撰寫長文，回顧了人形機(jī)器人賽道上的多款旗艦產(chǎn)品，并以Agility和Digit為例，談?wù)摿巳诵螜C(jī)器人商業(yè)應(yīng)用的昨天、今天與明天。

人形機(jī)器人開始工作

十年前，在美國佛羅里達(dá)的美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局 （DARPA） 機(jī)器人挑戰(zhàn)賽 （DRC） 上，我看到當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的人形機(jī)器人在受福島核災(zāi)難啟發(fā)所建的場景中奮力前行。

一組經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師控制著每個(gè)機(jī)器人，它們頭頂上的安全繩可防止其摔倒。機(jī)器人必須展現(xiàn)出移動(dòng)、感知和操控能力——盡管費(fèi)勁巴力且緩慢，但它們確實(shí)做到了。

這些機(jī)器人項(xiàng)目顯然處于研究階段，而目光長遠(yuǎn)的DARPA正推動(dòng)此領(lǐng)域不斷發(fā)展。

2005年和2007年DARPA針對(duì)自動(dòng)駕駛汽車舉辦的超級(jí)挑戰(zhàn)賽和城市挑戰(zhàn)賽為如今的自動(dòng)駕駛出租車奠定了基礎(chǔ)。2015年的機(jī)器人挑戰(zhàn)賽上，有幾個(gè)機(jī)器人成功完成整個(gè)終極場景，由此我們明確了一個(gè)問題：人形機(jī)器人何時(shí)才能從研究項(xiàng)目轉(zhuǎn)變?yōu)樯虡I(yè)產(chǎn)品？

答案似乎是2024年。 到這個(gè)階段，一些資金雄厚的企業(yè)將在商業(yè)試點(diǎn)項(xiàng)目中部署自己的機(jī)器人，以確定人形機(jī)器人是否真的準(zhǔn)備好開始工作了。

2015年，俄勒岡州立大學(xué)動(dòng)態(tài)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的喬納森·赫斯特（Jonathan Hurst）與他人共同創(chuàng)立了Agility，打造了一款以人為本、多用途且實(shí)用的機(jī)器人“數(shù)字”（Digit）。

Digit的體型與人類大致相同，身高1.75米，重65公斤，可以舉起16公斤重量。

Agility現(xiàn)在正準(zhǔn)備大規(guī)模生產(chǎn)商業(yè)版本的Digit，并希望機(jī)器人在物流行業(yè)打出第一片天——它將開始從事一些機(jī)械重復(fù)性的人類工作。

人形機(jī)器人有用嗎？

赫斯特說：“我們花了很長時(shí)間與潛在客戶合作，尋找我們的技術(shù)能提供真正的價(jià)值，又具有可擴(kuò)展性和營利性的應(yīng)用。對(duì)我們來說，現(xiàn)在有個(gè)合適的應(yīng)用案例，那就是電子商務(wù)行業(yè)里的物流箱運(yùn)送。”

物流箱是倉庫用來存儲(chǔ)和運(yùn)輸貨物的標(biāo)準(zhǔn)化容器。當(dāng)貨物進(jìn)入或離開倉庫時(shí)，空的物流箱被不斷地從某一處移動(dòng)到另一處。這是一項(xiàng)至關(guān)重要的工作，即使在高度自動(dòng)化的倉庫中，大部分此類工作也由人類完成。

Agility表示，美國目前有數(shù)以百萬計(jì)的人從事物流箱處理任務(wù)，而物流公司遇到了招工難問題，市場上缺少足夠的勞動(dòng)力。此外，這方面工作往往枯燥、重復(fù)且對(duì)身體造成壓力。

赫斯特表示：“從事這些工作的人基本上都是在做機(jī)器人的工作。”如果他們能去做更匹配自身優(yōu)勢(shì)的工作，效果會(huì)更好。

Agility首席執(zhí)行官達(dá)米恩·謝爾頓 （Damion Shelton） 解釋稱：“我們將使人類勞動(dòng)力轉(zhuǎn)變成更具監(jiān)督性的角色。我們正努力打造一些能與人合作的產(chǎn)品，使人類更好地應(yīng)用其判斷力、創(chuàng)造力和決策能力，利用我們的機(jī)器人作為工具，更迅速更高效地完成工作。”

Digit要成為有效的倉庫工具，必須具備對(duì)Agility及其客戶而言有用、可靠、安全且經(jīng)濟(jì)可持續(xù)的優(yōu)點(diǎn)。Agility相信這些預(yù)期都可能實(shí)現(xiàn)，并指出Digit相較人類工人在成本和性能方面更有潛力。

謝爾頓說道：“我們鼓勵(lì)人們思考，如果能將人力資本分配到大樓其他地方，每小時(shí)可以節(jié)省多少錢？”謝爾頓估計(jì)，一家大型物流公司需要為每個(gè)員工每小時(shí)支付至少30美元的勞動(dòng)相關(guān)費(fèi)用，其中包括福利和各種間接費(fèi)用——當(dāng)然，員工的到手工資要比這個(gè)數(shù)字少得多。

Agility尚未準(zhǔn)備好提供Digit的定價(jià)信息，但我們獲悉，每臺(tái)設(shè)備的成本低于25萬美元。按這個(gè)數(shù)字，如果Digit能實(shí)現(xiàn)至少2萬小時(shí)工作量的目標(biāo) （五年內(nèi)每天兩班倒） ，機(jī)器人每小時(shí)所需費(fèi)用將達(dá)到12.5美元。服務(wù)合同每小時(shí)可能會(huì)增加幾美元。

謝爾頓表示：“你可以將其與執(zhí)行相同任務(wù)的人類勞動(dòng)力做比較。只要機(jī)器人的工作效率與人類處于同檔次，你就可以琢磨琢磨該選人還是機(jī)器人。”

就通用能力而言，Agility的機(jī)器人無法媲美人類，但這也不是他們的目標(biāo)。用赫斯特的話說：“Digit做不到人類所能做的全部。它只會(huì)執(zhí)行一項(xiàng)流程自動(dòng)化任務(wù)（例如移動(dòng)空物流箱）。”在這些任務(wù)中，Digit能夠跟上 （實(shí)際上略高于） 普通人類工人的速度，因?yàn)闄C(jī)器人無需脆弱人體所需的特定工作條件。

亞馬遜的倉庫機(jī)器人實(shí)驗(yàn)

第一家對(duì)Digit進(jìn)行測試的公司是亞馬遜。

2022年，亞馬遜投資Agility，作為其產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基金的一部分。2023年底，亞馬遜開始在美國華盛頓州西雅圖附近的機(jī)器人研發(fā)基地測試Digit。Digit在亞馬遜并不孤單——這家科技巨頭目前擁有超過75萬個(gè)部署于倉庫中的機(jī)器人，包括在封閉區(qū)域運(yùn)行的傳統(tǒng)系統(tǒng)，以及具有必要自主性以便與人更好協(xié)作的更現(xiàn)代的機(jī)器人。這些新型機(jī)器人包括普羅透斯（Proteus）等自主移動(dòng)機(jī)器人，能在倉庫周圍移動(dòng)推車；還有麻雀（Sparrow）和紅衣鳳頭鳥（Cardinal）等固定式機(jī)器人手臂，能在結(jié)構(gòu)化環(huán)境中處理庫存或客戶訂單。

有腿的機(jī)器人是新鮮玩意。

負(fù)責(zé)監(jiān)督Digit測試的亞馬遜全球機(jī)器人公司工程總監(jiān)艾米麗·維特里克 （Emily Vetterick） 說道：“Digit的有趣之處在于它雙足行走，能以略微變化的方式適應(yīng)空間。我們很高興現(xiàn)在開始測試Digit，從而了解這項(xiàng)技術(shù)的潛力。”

幾十年來，雙足機(jī)器人兩條腿的意義是什么，一直是機(jī)器人領(lǐng)域的一大疑問。顯然，在一個(gè)主要為人類設(shè)計(jì)的世界里，外形似人的機(jī)器人是理想選擇。但對(duì)機(jī)器人來說，要兩條腿動(dòng)態(tài)保持平衡是很困難的，特別是在它們搬運(yùn)重物并且預(yù)計(jì)要以人類速度工作數(shù)萬小時(shí)的情況下。什么時(shí)候值得使用雙足機(jī)器人而非更簡單的機(jī)器人？

維特里克表示：“讓我真正興奮的Digit應(yīng)用案例是空物流箱回收。我們已經(jīng)在許多倉庫里使用傳送帶 （一種非常傳統(tǒng)的自動(dòng)化解決方案） 做自動(dòng)回收，也不希望在傳送帶工作的地方使用機(jī)器人。但傳送帶要占據(jù)一定空間，它適用于某些類型的空間。當(dāng)遠(yuǎn)離這些空間時(shí)，機(jī)器人就開始有用武之地。”

然而，對(duì)機(jī)器人的需求不一定轉(zhuǎn)化為對(duì)雙足機(jī)器人的需求，像亞馬遜這樣的企業(yè)擁有資源來建造倉庫，以支持其所需的任何形式的機(jī)器人或自動(dòng)化。亞馬遜新建造的倉庫是這樣的：地面平坦，通道寬闊，對(duì)帶輪的機(jī)器人特別友好。

維特里克指出：“我們 （為Digit） 考慮的建筑類型不是新一代的建筑。我們無法向其中引入傳統(tǒng)的自動(dòng)化解決方案，因?yàn)闆]有足夠空間。”

根據(jù)她的描述，一些舊有建筑組織混亂，包括中間有房頂支撐結(jié)構(gòu)的狹窄過道，以及因托盤、紙板、電線套和人體工程學(xué)墊而地面不平坦的區(qū)域。“我們的建筑方便人們導(dǎo)航，但即使是很小的障礙物也可能成為輪式機(jī)器人難以克服的阻礙，而步行的雙足機(jī)器人就不怕這些了。”這就是雙足機(jī)器人的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：它們能快速輕易地適應(yīng)為人類設(shè)計(jì)的空間和工作流程——至少，這是它們的目標(biāo)。

維特里克強(qiáng)調(diào)，西雅圖研發(fā)站點(diǎn)的部署只是對(duì)Digit能力的一個(gè)非常小的初步測試。讓機(jī)器人將物流箱從貨架運(yùn)送到平坦、空曠的地面?zhèn)魉蛶希⒉荒芊从硜嗰R遜終極的應(yīng)用目標(biāo)。亞馬遜甚至不確定Digit是否會(huì)成為此項(xiàng)特定工作的最佳工具，對(duì)于一家那么注重效率的公司來說，只有針對(duì)特定問題的最佳解決方案才能在其工作流程中找到永久席位。

維特里克解釋稱：“亞馬遜對(duì)通用機(jī)器人不感興趣。我們始終專注于自己要解決的問題。我不想建議說Digit是解決此類問題的唯一選擇。但它是我們有興趣嘗試的一個(gè)潛力方案。”

通用人形機(jī)器人可以幫助人們完成任何需要完成的任務(wù)——這個(gè)想法當(dāng)然極具吸引力，但正如亞馬遜明確表示的，對(duì)于像Agility這樣的公司來說，第一步是找到執(zhí)行單個(gè)任務(wù)（或者幾個(gè)不同的任務(wù)）的足夠價(jià)值，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)增長。

Agility相信，Digit將能通過解決亞馬遜的空物流箱回收問題來擴(kuò)大業(yè)務(wù)，充滿信心的他們準(zhǔn)備在俄勒岡州塞勒姆開設(shè)一家工廠——最終達(dá)到每年生產(chǎn)1萬個(gè)Digit機(jī)器人的高峰。

人形機(jī)器人的前景

Agility并非唯一一家致力于2024年商業(yè)化部署雙足機(jī)器人的企業(yè)。另有至少7家公司也在努力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，并已獲得數(shù)億美元的資金支持。特斯拉、1X 科技、Apptronik、Figure、Sanctuary和Unitree都擁有商業(yè)人形機(jī)器人原型。

盡管過去兩年有大量資金和人才涌入商業(yè)人形機(jī)器人開發(fā)，但最近并未出現(xiàn)能真正推動(dòng)開發(fā)的根本性技術(shù)突破。傳感器和計(jì)算機(jī)的功能已經(jīng)足夠，但執(zhí)行器仍然復(fù)雜且昂貴，而且電池很難在一個(gè)完整工作班次里為雙足機(jī)器人持續(xù)提供動(dòng)力。

另外還有其他挑戰(zhàn)，包括創(chuàng)建可通過彈性供應(yīng)鏈制造的機(jī)器人和開發(fā)服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施以支持大規(guī)模商業(yè)部署。迄今為止最大的挑戰(zhàn)來自軟件方面。僅僅創(chuàng)建一個(gè)能完成某項(xiàng)工作的機(jī)器人是不夠的，這個(gè)產(chǎn)品必須以安全、可靠和高效的方式完成工作——因?yàn)檫@是做產(chǎn)品，而不是做實(shí)驗(yàn)。

毫無疑問，Agility和其他開發(fā)商業(yè)人形機(jī)器人的公司擁有令人印象深刻的技術(shù)、引人入勝的故事和驚人的巨大潛力。至于這種潛力是否會(huì)轉(zhuǎn)化為在工作場所大展身手的人形機(jī)器人就要取決于亞馬遜等公司的努力了，他們現(xiàn)在似乎持謹(jǐn)慎樂觀的態(tài)度。

我們或?qū)⒖吹街貜?fù)性勞動(dòng)工作方式的根本轉(zhuǎn)變。目前，機(jī)器人要做的就是運(yùn)送貨物。

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