10月初,中国杭州亚运会铁饼赛场上,两只机器狗来来回回运送铁饼,“乖巧又专业”,给人留下了深刻印象。近日,杭州亚残运会开幕式上,一名火炬手一手高举火炬,一手牵著机器导盲犬,向下一个火炬手走去。无论是捡铁饼还是引导传递火炬,这是全球首次在大型运动会上使用机器狗。它们来自中国的科技研发团队,受到广泛关注。
这样的机器狗,又被称作四足机器人。多年来,中国的一批初创团队包括云深处、宇树科技、蔚蓝科技、哈崎机器人等已在该技术研发、商用领域崭露头角。近两年来,腾讯、华为、小米、小鹏、优必选等中国科技企业也在跑步入局。
被业内称为“机器狗之父”的美国麻省理工学院(MIT)教授马克雷伯特(Marc Raibert),在1986年开发了第一台能实现动态稳定的四足机器人。1992年,他成立了著名的四足机器人科技公司──波士顿动力(Boston Dynamics)。2005年,一只名为“大狗”(Big Dog)的机器人诞生了,这是该公司发布的第一款四足机器人,其主要设计用途是为交通不便地区的士兵运送重型武器装备、食物和其他物品。
随著麻省理工学院仿生机器人实验室(MIT Biomimetic Lab)、苏黎世联邦理工学院机器人系统实验室(ETH Robotic System Lab)等开源其四足机器人行走原理和步态优化等技术代码,四足机器人的研发很快获得了全球科技团队的高度关注,包括GE、Ghost Robotics、ANYbotics、Kawasaki Heavy Industries等。
时至今日,全球四足机器人研发平台主要有波士顿动力、意大利技术研究院等。当前,机器狗的主要功能包括自主跑跳、站立、在崎岖路面步行等。
2015年左右,中国的几支科技团队开始以四足机器人为创业方向,经数年的研究,这些团队实现了不少突破,包括四足机器人的环境感知系统、高性能实时控制器、高精度带宽伺服驱动器、运动控制算法、定位导航方案等。
比如,云深处在机器人“关节”部位、控制系统与算法方面有新研究,让机器人拥有强劲、敏捷、持久的运动能力;蔚蓝科技曾公布关于电机、机器腿、快充等方面的专利技术;宇树科技推出了全球首款消费级机器狗核心传感器、电机及减速器等核心零部件,截至目前,已累计申请专利150馀项。
融入普通人生活
面向消费级市场,中国科技团队发布了十馀款四足机器人产品,包括蔚蓝科技“阿尔法”、宇树科技“GO2”、德鲁动力“KODA”、哈崎“铁汪汪”、云深处“绝影”、小米科技“铁蛋”、优必选“拓荒牛”、鹏行智能“小白龙”、腾讯“Jamoca”、追觅科技“Eame one”、七腾科技“钛格”等。这些机器狗的价格几乎都控制在人民币万元级别。
在相对简单的环境中,它们可以成为很好的陪伴者,走进家庭服务。比如,“铁蛋”能发挥智能音箱的作用,给主人提供天气、新闻等信息;“GO2”可以跟随用户一起跑步、帮忙“驮”著饮料,还能通过内部搭载的4G或5G通信模组,让主人对其进行远程遥控,完成扔垃圾等跑腿工作……这都是目前中国自主研发的四足机器人能够胜任的场景。
关于机器狗融入普通人的生活,杭州亚残运会火炬手蔡琼卉在体验机器导盲犬后说,“电子狗狗像一个护卫著我的骑士,它在行进过程中会有语音提示,包括稳定的脚步声也会给我很大的安全感。”蔡琼卉希望机器导盲犬能真正走进日常生活,帮助更多视障人士,让大家出行更自由。
有了出色的运动能力,机器狗还可以到达很多其他机器人和人们去不了的地方,再结合数据传输,将现场的高清画面实时传输至管理平台。基于这方面的探索,在行业级市场中,中国科技团队在园区、社区的安防巡检、户外电力巡检、消防救护、排水管网、极端环境下的物流等应用方面逐渐成熟。
以园区安防巡检为例,据中国海油旗下首家天然气发电企业嘉明电厂介绍,自2022年启用机器狗代替人工巡检,一改以往燃气轮机运行值班员需要一天9次,每次连续1.5小时巡检的工作模式,现在该厂运行人员每天只需巡检3次,有效减轻人员负担、减少人力投入,同时,大大降低了人工操作的失误率。2023年9月,该厂对机器狗场景应用进行升级改造,首次巡检取得92%的准确率。
商用前景仍不明朗
行业人士表示,机器狗是一个从0到1的全新产业。中国在该领域还处于发展的早期阶段,虽然市场想像空间较大,但距离大规模的量产、应用还有一段距离,这既有技术能力的掣肘,又有市场需求的限制。目前,该领域很像十年前的无人机,学术界拥有成型的控制理论,工业界也有了一定的案例,但如何商用,前路仍不明晰。
对此,清华大学自动化系教授赵明国曾在接受《中国新闻周刊》的采访时谈到足式机器人的商业化,“至少是十几年之后的事情”。他表示,足式机器人要达到可用的标准,成本又能大幅下降,要“几个量级”的技术突破,短期内不太可能实现。赵明国坦言,机器人是一个很好的技术,但不是一个很好的商业。
即便如此,日前,全球总部位于中国深圳的通用足式机器人公司逐际动力完成了天使轮和Pre-A轮融资,总金额近2亿人民币(约1.31亿令吉)。分析人士认为,这意味著足式机器人的技术突破正在加速,基础研究与商业化的交集逐渐显露出来,赢得了投资者的青睐。
无论是亚运会赛场上,还是嘉明电厂的车间内,机器狗“小试身手”是中国机器人产业快速发展的一个缩影。据统计,2022年中国机器人产业营业收入超过1700亿人民币(约1113亿令吉),继续保持两位数增长。同年,中国工业机器人装机量占全球比重超过50%,稳居全球第一大市场。
值得一提的是,中国工业和信息化部今年初表示,下一步,中国政府将深入推进“机器人+”应用行动,做强细分领域落地应用,加快成熟场景普及推广。中国政府为中国机器人产业发展按下“加速键”,将进一步促进科技企业在该领域的发展速度。