「奔向AGI」欄目聚焦AI大模型、AI agent、AI應用、芯片、機器人等前沿、熱門的AI技術和商業創新。
來源丨創業邦(ID:ichuangyebang)
作者丨薛皓皓
編輯丨關雎
圖源丨midjourney
“不換電,行者二號能連續跑4小時,連續走6小時。”卓益得機器人(以下簡稱“卓益得”)創始人李清都說。
近期30支隊伍參賽的北京人形機器人半程馬拉松上,僅有6臺完賽的人形機器人中,兩臺來自卓益得的“行者二號”。一臺獲得季軍,另一臺續航能力全場最佳。“行者二號”身高1米7,體重卻只有28公斤,采用模擬人類肌腱的方式驅動,讓它更輕,續航更長,負載更大。
經營卓益得的同時,李清都還擔任上海理工大學機器智能研究院的執行院長。卓益得的創辦還要追溯到10年前,當時李清都研發了一臺名為“行者一號”的人形機器人,這機器人用0.8度電持續行走134多公里,連走兩天三夜,直接打破了康奈爾大學保持的足式機器人行走最遠距離吉尼斯記錄。
2016年,李清都創業時,國內的人形機器人公司不多于5家,多年后,這波人形機器人浪潮正席卷全國,人形機器人何時商業化,正被人們熱議。
李清都透露,公司正快速擴充公司規模,為即將到來的批量生產和商業化作準備。“未來2~3年,很多社會場景將出現人形機器人的身影,5年內,家庭一定會用到人形機器人。”李清都說。
人形機器人創業10年
在北京亦莊機器人半馬賽場上,卓益得派出兩支隊伍出戰,兩臺“行者二號”在兩支隊伍遙控下,奔向21公里外的終點線。每臺機器人都由三人陪跑,順利完賽。一臺奪得季軍。另一臺在6公里處更換機器人,此后連續奔跑15公里,奪得第五名。
“參加半馬是為在公眾場合下驗證肌腱仿生技術路線的可行性。比賽時,機器人腿部沒穿外殼,我們特意讓它們裸著腿跑,為了讓大家知道這種與眾不同的技術路線,這種技術路線能讓機器人跑得穩,跑得遠,換電少。”李清都說。
圖源:卓益得機器人公眾號
目前距李清都創業已近十年,距他首次進入人形機器人領域已近二十年,積累了深厚的行業認知。當時他剛開始創業,國內鮮有人形機器人公司,如今人形機器人已近百家。
從少年時代起,李清都就覺得“搞智能機器人,是這輩子要做的有意義的事。”偏科理科的他在高考后進入重慶郵電大學,受老師指導,接觸到動力學等機器人相關理論知識。這位本科老師,后來成為他的碩士導師和博士導師,是李清都最重要的人生領路人之一。
華中科技大學博士畢業后,他赴美國康奈爾大學做博士后。數學、力學、控制、通信、電路、動力學、神經網絡等多種學科,李清都在學習和做博士后的時候研究過,這些學科的學術論文發SCI期刊也發到手軟。
雖然他涉獵廣泛沒有聚焦,但是對于交叉領域的人形機器人,此前學過的各類學科知識反而成為他在人形機器人賽道的優勢。
2015年,“行者一號”打破康奈爾大學教授保持的機器人行走世界記錄,成為他正式踏入人形機器人賽道的出發點。
當時國內輿論認為,僅憑國內學者的研究水平,打破康奈爾大學的記錄是一個不可能的任務。事實卻是,時任重慶郵電大學教授的李清都,帶領團隊圓滿實現了這一目標。
當時,機器人繞著事先鋪好的磁道線,持續走了134公里,打破了康奈爾大學保持的吉尼斯世界記錄65公里多。機器人走了兩天三夜,第三天早上停下來,是因為那場地馬上要用作招聘會。
這一事件受到國內媒體廣泛關注,這一機器人被李清都命名為“行者一號”。
2016年,李清都成立了機器人公司,專門從事人形機器人研發和銷售,后來演變成上海卓益得機器人有限公司。這些年來,公司的人形機器人也迭代了不低于10款。
“從2016年創業至今,已接近10年,每一天都在做這一件事,我對人形機器人行業的認知更深更客觀”,李清都說。
人形機器人落地的5要素
人形機器人要落地,需要解決什么問題?
近年來,李清都一直在思考。“我現在的答案是要在平衡、能效、智能、安全、經濟之間做好調和。創立至今,卓益得一直在調和這5點。”李清都說。
平衡考驗的是人形機器人在運動和干擾情況下,如何保持穩定;能效體現在多久需充電或換電池;智能代表人形機器人能為人做好什么工作,做多少工作;安全在于減少故障發生概率,提升和人共處時候的安全度;經濟衡量的是人形機器人商業化中的投入產出比。
“按下葫蘆,浮起瓢。大部分人形機器人企業難以平衡這5點。比如有些機器人平衡和經濟做得好,但是安全和能效略有不足。”李清都認為:“難以平衡的根源在于,電機功率密度和電池能量密度還受限。”
電機功率密度瓶頸在于,人形機器人往往采用單關節獨立電機驅動,關節就是電機,這對電機功率要求高,而電機性能(功率/體積)10年內未有顯著突破,功率密度上限難以提升。電池能量密度瓶頸在于,人形機器人活動時,電池能量經常會浪費在傳統驅動下的沖擊損耗,導致續航時間普遍在30~60分鐘。
行者二號 創業邦攝
為了突破上述兩種限制,李清都采用的是肌腱仿生的驅動方案。解釋一下,類比人類運動,一個擺腿動作由多塊肌肉共同發力,并傳導至關節而完成。所以,在人形機器人的驅動架構設計上,李清都不把電機安裝在關節上,而把電機安裝在關節遠端,通過繩索驅動,將電機的力傳導至關節,就像肌肉的力量通過肌腱傳遞至骨骼關節,讓人腿擺動一樣。
“肌腱仿生驅動的設計可把人形機器人的總功率密度需要降低50%,使得機器人變得更輕,續航更久,也更安全。”。采用這種驅動設計,李清都認為,卓益得避免了電機功率密度和電池能量密度受限的問題,繼而人形機器人落地的5個要素被調和好了。
仿生肌腱驅動的人形機器人研發,并非僅僅來自卓益得內部的研發人員,他的背后還有上海理工大學機器智能研究院、中豫具身智能實驗室等數百人研發團隊的加持。
這讓卓益得構筑起強大的技術壁壘,而這些技術壁壘可轉化為公司未來的商業競爭優勢。比如,其人形機器人的BOM成本(Bill of Material Cost,基于物料清單核算的直接成本)顯著低于其他公司,“最后機器人一定是‘論斤賣’,卓益得的人形機器人更輕,必然能產生價格優勢。”李清都說。
探索三種商業化路徑
這場機器人半馬,極大提高了卓益得的知名度,按照李清都的說法,曝光程度不亞于2015年突破吉尼斯記錄。更多投資人和政府人員也找上門來,公司有望進一步獲得資本和政策支持。睿獸分析顯示,當前卓益得已于2024年獲得1億元投資。
除參與本次半馬的“行者二號”外,表情機器人也是卓益得的主要產品線。這些表情機器人擁有超寫實的雙目立體視覺眼球和柔性皮膚傳感器,能做各種表情,并和人進行表情交互。
表情機器人 創業邦攝
“不論是‘行者二號’,還是表情機器人,這些都是我們整體拼圖的一部分,我們的最終目標是做出完整的仿人機器人,逐步接近于一位普通人。”李清都說。
在達到終極目標之前,李清都必須在當下考慮商業化。在他看來,目前可行的人形機器人商業化場景有三種:
第一類場景是科教,包括科研、教育和培訓,這是當前人形機器人最大的市場。
第二類場景是提供情緒價值的地方。這些場景下的人形機器人不干體力活,不操作生產性工具,而是提供情緒價值,比如和人聊天。李清都設想的場景有,可進行“望聞問切”的智慧醫療終端、商場內迎賓和講解等等。
目前,卓益得的機器人已被應用于舞臺劇《巨物之城》中,也屬于此類。這部舞臺劇是以機器人為主要角色,是上海戲劇學院創意學院建院20周年的重要創作成果。
第三類場景是重復性勞動場景。此類場景要求的功能單一,需不斷重復,比如跑完馬拉松后的巡檢工作,以及3C產品的裝配等等。
李清都認為,后兩類場景目前具備較廣闊的市場前景。“需要第二種的地方有很多,比如用文創IP包裝這些機器人,塑造成歷史人物或特定崗位員工,也可放置在營業廳、博物館、4S店等地點。關于第三種的場景也不少,單說巡檢場景,就能將人形機器人部署在園區、社區、變電站、港口倉庫、甚至邊境線上。”
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