中國“調教”的人形機器人阿爾法讓日德側目

時間:2015-04-09

來源:網絡轉載

導語:人形機器人,也就是有著類人形狀的機器人,集合機電、材料、傳感、控制等多學科技術,象征著一個國家的高科技實力與水平。其大規(guī)模商業(yè)化取決于三個關鍵因素:價格、易用性、實際需求的滿足。對一家私營企業(yè)來說,人形機器人走進家庭,意味著巨大的市場空間。

一個近50厘米高的人形機器人準備跳《小蘋果》了。音樂響起,它的雙眼變成深邃的藍色,扭頭、后仰、踮腳,滿滿韓流范兒。一曲終了,機器人左臂前曲,右臂后擺,身體微微前傾,紳士風度十足。一瞬間,我全身毛孔豎立,仿佛眼前舞動的是另一類高級生物。

還記得科幻小說《三體》里,主人公葉文潔第一次收到三體文明回復時的感受嗎?遙遠文明的呼喚,證明人類不孤獨??晌也辉诩t岸基地,而是在深圳龍崗區(qū)一棟普通寫字樓的10樓。深圳市優(yōu)必選科技有限公司(以下簡稱“優(yōu)必選”),開發(fā)了這款名叫“阿爾法”的人形機器人,使中國在這一領域與世界一流機器人公司比肩而立。

2015年1月,優(yōu)必選訂單額達4000萬元人民幣,二三月又連接大單(有的訂單來自日本),一季度基本完成全年1億元的銷售目標。自創(chuàng)始人周劍2008年投入人形機器人研發(fā)以來,這家公司終于走上高速發(fā)展之路。資本紛至沓來,那些業(yè)內人士耳熟能詳的投資機構,均與優(yōu)必選有過接觸。

1976年出生的周劍,穿一件藍黑色長袖T恤,戴一副全黑框眼睛。他是上海人,在深圳創(chuàng)業(yè)多年。“中國一直在微創(chuàng)新,把別人的東西拿過來,依托龐大的人口市場,做一些商業(yè)實踐。但這些東西永遠不能引領世界,GDP再高,也不是一個真正創(chuàng)新的國家。我喜歡做一些真正創(chuàng)新的事情。”他說。

目前優(yōu)必選有100多人,其中70多人是研發(fā)人員。優(yōu)質人才還在不斷進入這家公司,今年年初,公司就引進了7名博士,分別來自麻省理工學院、清華大學、哈爾濱工業(yè)大學、新加坡南洋理工大學等知名院校。

2014年年末,孫正義在軟銀世界大會發(fā)表主題演講,希望日本大力發(fā)展機器人產業(yè),讓日本經濟競爭力在2050年前成為全球第一。他的底氣來自一家名叫AldebaranRobotics的公司。后者2005年成立于法國,推出了著名的人形機器人NAO。軟銀2012年投資AldebaranRobotics,隨后使其成為集團旗下企業(yè)(軟銀持有78.5%的股份)。

近10年來,各類機器人產業(yè)園在中國遍地開花,但中國在工業(yè)機器人領域并沒有什么優(yōu)勢。abb、發(fā)那科、安川電機、庫卡機器人這機器人領域的“四大家族”,占據中國工業(yè)機器人產業(yè)大部分市場份額,在機器人制造和焊接等高端領域,處在絕對壟斷地位。中國企業(yè)在核心零部件方面缺乏自主創(chuàng)新和技術,只能引進國外零部件進行系統(tǒng)集成。

人形機器人領域卻是另一番景象,全球企業(yè)都處在探索階段。人形機器人,也就是有著類人形狀的機器人,集合機電、材料、傳感、控制等多學科技術,象征著一個國家的高科技實力與水平。其大規(guī)模商業(yè)化取決于三個關鍵因素:價格、易用性、實際需求的滿足。對一家私營企業(yè)來說,人形機器人走進家庭,意味著巨大的市場空間。

周劍很早就注意到國際廠商的人形機器人,這些高度擬人的產品讓他倍感興奮。但這些產品成本過高,一個半米不到機器人,成本就要數萬元,很難成為大眾消費品。另外,這些人形機器人通常不支持用戶自主編程,很多動作需要專業(yè)人員輸入代碼編程。“我當時覺得,如果這兩個問題能夠解決,市場肯定很大”。他說。

2000年,本田公司就推出了可以雙足行走的人形機器人阿西莫(ASIMO),其后十多年時間,不斷進行版本升級。最新版的阿西莫,已經可以完成倒水和打開汽車后備箱這樣的復雜動作。不過,阿西莫很大程度上只是在宣示本田公司的技術實力,并沒有大范圍普及。而NAO,目前在中國零售價超過15萬元,主要目標市場是學校的信息技術和科技專業(yè)課堂。

人形機器人40%的成本集中在控制系統(tǒng)和關鍵原器件上。優(yōu)必選開發(fā)的舵機采用銅合金齒輪,扭矩(注:使物體發(fā)生轉動的一種特殊的力矩,等于力和力臂的乘積)從8kg/cm到13kg/cm不等,堅固耐用,性能更優(yōu),價格只有國外產品的十分之一。國外人形機器人的運算系統(tǒng)采用專用芯片,優(yōu)必選采用通用芯片,也大大降低了成本。阿爾法一代(2013年量產上市)售價為6600元,即將在今年下半年上市的阿爾法二代,預計售價不超過10000元。隨著生產規(guī)模的擴大,未來阿爾法機器人的價格將更有競爭力。

不得不說,深圳成熟的產業(yè)鏈環(huán)境,為硬件創(chuàng)業(yè)公司的成長,提供了很好的先決條件。周劍說:“我們要做消費級產品,絕不做那種高高在上的產品。我想把機器人做的又便宜又好。我說的便宜,是讓人覺得價格可以承受,中產階級支付得起。就像一個iPhone6,稍微貴一些,只要有這個需求,普通家庭還是負擔得起。”

各種機器人大賽在中國并不鮮見,但要么淪為應試加分的工具,要么只是少數高材生的游戲,普通人少有接觸。在機器人的動作編排上,優(yōu)必選開發(fā)出一套基于PC端的3D可視化編程軟件,用戶可以在圖形化界面上,以鼠標點選方式,設定各個關節(jié)的動作。從編程到下達指令,過程極為簡單。使用門檻大大降低以后,即便只是一位初中生,只要有心,也能輕松編排出一套動作。

說到實際需求的滿足,往往是一句話:這東西有什么用?以剛性需求為例,中國自閉癥患者超過千萬,他們禁錮在自己的小世界,不愿意與人交流。人形機器人已經用于輔助治療該類疾病。自閉癥患者對人形機器人充滿好奇,愿意慢慢敞開緊閉的心門。今年1月,阿爾法一代亮相德國紐倫堡玩具展,展位前人頭攢動,德國人明顯感覺這款來自中國的人形機器人,與其他普通創(chuàng)意類兒童玩具有很大不同。此外,家庭陪護、休閑娛樂、遠程監(jiān)控、機器人教育等都是人形機器人的探索方向。

周劍原本預測公司2015年銷售額能達1億元,目前看全年至少可以做到2到3億元。這還只是硬件銷售,他的野心更大:“現(xiàn)在PC端向移動端發(fā)展的方向基本明確了,不會有大變化。想象一下未來,手機以外,還能往哪些終端發(fā)展?舉個例子,基于互聯(lián)網內容的深度積累,不同機器人以后甚至可以形成不同的能力。你和一個機器人聊天久了,它可能知道你的興趣愛好。有一天,你的機器人對你說,有一款車不錯,挺適合你,這一點也不讓人感到意外。”

一個人面對可以行走的人形機器人,與面對一臺手機或電腦相比,內心的情感波動是不一樣的。優(yōu)必選有一位工程師,曾經花四五個月時間組裝和調教一個機器人。有一次,機器人不慎跌落桌下,他非常心疼,好像自己的孩子摔下去一樣。實際上,他已經傾注感情在其中,這是一種潛移默化的影響。

阿爾法機器人底層基于linuxs系統(tǒng),大腦內置安卓系統(tǒng),可以下載APP應用程序,經Wifi接入互聯(lián)網以后,用戶與其互動,了解股市、天氣、新聞、航班等資訊。這些功能,手機也可以實現(xiàn),但人形機器人不同于手機的硬件特點,可能生發(fā)出更多的業(yè)務。優(yōu)必選未來的研發(fā)重點,將是圖像處理、人工智能、語音語義識別、室內定位導航等方面。最直接的商業(yè)模式,是人形機器人普及至一定數量以后,成長為另一個終端。

周劍在知識分子家庭長大,父親是大學老師,母親是中學老師。他從小喜歡拆裝東西。“家里的老式收音機和彩電,拆了裝,裝了拆。我爸也是一個動手能力很強的人,家里任何東西,只要不太復雜,幾乎都能做出來。他真的特別牛,中國人動手能力差,但我爸是個例外。”他說。

1999年,他從南京林業(yè)大學畢業(yè),拿到德國邁克威力集團設立的獎學金,到德國弗萊堡大學留學,導師正是邁克威力集團董事會主席托馬斯·巴赫(他后來當選為現(xiàn)任國際奧委會主席)。

2003年,周劍回到中國,任職邁克威力集團中國大區(qū)經理,負責華東、華南地區(qū)的銷售。邁克威力是一家高端機械設備制造企業(yè),以掃描系統(tǒng)最為知名,廣泛應用在木材加工、建材、家具等行業(yè)。從業(yè)日久,他發(fā)現(xiàn)其中存在商機,于是與人合伙在上海成立了一家公司,生產類似產品。

這段經歷為他積累下第一筆財富,按他的說法“當時賺了幾千萬元,房子和豪車買了不少”。作為一個理工男,周劍喜歡像變形金剛這樣的人形機器人。“以前只在電視上看過,在國外見到真的以后,覺得太好玩了。但當時沒想到會那么難,2008年,我覺得自己可以投資做這件事,舵機伺服系統(tǒng),大概了解了一下,算法也大概了解了一下。沒想到一做就是5年。為什么2012年才成立優(yōu)必選?只有把舵機伺服系統(tǒng)解決了,我才有信心成立公司。”他說。

所謂舵機伺服系統(tǒng),簡單說就是集成了電路板、無核心電機、減速齒輪、位置檢測器等的伺服模塊。人形機器人任何一個關節(jié)的轉動,背后均是一套復雜的工作原理在運作:傳感器得到信號,經芯片判斷轉動方向,然后驅動無核心電機轉動,透過減速齒輪,動力傳導至擺臂,同時位置檢測器傳回信號給芯片,判斷是否到達指定位置。阿爾法二代有多達20個自由度(轉動關節(jié)),模仿人類肢體動作,甚至五指關節(jié)也可以靈活動作,抓取物件。這方面,優(yōu)必選已經實現(xiàn)技術突破,擁有自主知識產權。公司正在美國申請專利,今年的專利申請預算為380萬元。

服務機器人,尤其人形機器人的發(fā)展,之所以遠遠落后于工業(yè)機器人,一個重要原因是人形機器人面對的環(huán)境更復雜,而工業(yè)生產的環(huán)境是規(guī)劃好的。就此而言,說人是萬物靈長,一點也不為過。人類隨隨便便一個動作,機器人模仿起來都要經歷千山萬水。

以看似簡單的行走動作為例,傳感器需要實時探測機器人的重心是否越出穩(wěn)定的支撐多邊形(由機器人的足底與地面接觸點決定),一旦探測到摔倒情況可能發(fā)生,所有關節(jié)的運動任務立刻終止,手臂和腿要做出必要動作,重新恢復重心。

此外,阿爾法機器人以定向麥克風陣列定向降噪,自動識別聲音來源。這樣,你在阿爾法二代右側說話,它可以主動扭頭面向你。對周圍環(huán)境的感知,則是通過各種傳感器完成的:眼部的紅外傳感器,感知物體距離;聲吶導航裝置,通過超聲波傳感器探測并繞過障礙物;身體內置的觸摸傳感器,感知人手觸摸和愛撫;額頭處的高清800W像素攝像頭,可以自動對焦,自主識別物體和顏色,同時有視頻監(jiān)控功能。

對這家年輕的公司來說,創(chuàng)立之年,也正是最兇險的一年。2012年,周劍彈盡糧絕。他已經把所有車子和房子賣掉了,累計投入5000多萬元。最難的時候,公司賬面發(fā)不出工資,他的個人銀行卡上只有8000多元。他確實錯判了研發(fā)難度,2008年,他以上海公司名義招募12個人,一開始也想購買國外舵機,最后發(fā)現(xiàn)好一點的產品,動輒八九百元一個。一個機器人如果有20個自由度,舵機成本就接近2萬元。發(fā)現(xiàn)此路不通,他們只好一個一個突破,電機、減速齒輪、芯片算法,全部慢慢摸索。

漫長的研發(fā)過程中,公司從高科技企業(yè)聚集的深圳南山區(qū)搬到相對偏僻的龍崗區(qū),因為那里房租更便宜。對周劍來說,這次起伏好比死過一次。他當時想的最多的是,如果公司做不下去,怎么遣返手下這批人,他們能去哪,可以做什么。“我要給他們找份工作,但我想當時真把大家召集起來,還是會有人跟我。因為他們也都是機器人發(fā)燒友,他們喜歡機器人。再怎么說,他們工資卡里的錢比我多吧,我都傾家蕩產了,他們至少有飯吃。”他說。

值得一提的是,最初的12名員工,到現(xiàn)在只走了一位。

經朋友介紹,周劍參加了深圳高交會一個路演活動,因為是臨時插入的項目,優(yōu)必選被排在最后。他帶著阿爾法一代上臺展示了一下,講完以后,許多投資人一下圍過來。他當時覺得,自己的產品被接受了,即便還沒有任何銷售業(yè)績。

深圳市力合華睿投資基金決定入股優(yōu)必選,投委會7名成員,全票通過投資方案。隨后,比亞迪三大創(chuàng)始人之一的夏佐全,也以自己的投資公司正軒投資正式入股優(yōu)必選。2000萬元投資進來之前,夏佐全在第一時間給優(yōu)必選提供過橋貸款,幫助公司撐過了難關。作為優(yōu)必選的重要股東之一,他看好這一項目,現(xiàn)在經常和周劍通電話。

優(yōu)必選即將完成A+輪融資,公司估值2億美元。投資方也已鎖定,由兩家知名的美元基金聯(lián)合投資2000萬美元,其中一家跟投基金的兩位創(chuàng)始人曾在國內互聯(lián)網巨頭公司擔任聯(lián)席CTO和聯(lián)席總裁多年。以大疆創(chuàng)新為代表,深圳近年來崛起了大批創(chuàng)新型硬件公司,周劍說:“像大疆一樣,只要慢慢摸索,找到市場方向,就會突然爆發(fā),未來我們一定會讓智能服務機器人走入家庭。”

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