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把机器人做成双足、四足还是轮式,是人型机器人赛道上的第一个分叉口。
在我们调研的9家企业中,数字华夏、越疆科技是“双足派”,帕西尼、智平方、跨维智能、大象机器人是“轮式派”,普渡科技两种形态产品都有。
当下机器人企业的人才、资金等资源有限,只能集中精力做好其中一种形态,这就导致做轮式机器人的企业更多强调精准抓取、泛化能力等,而做双足机器人的企业则侧重于精密机械关节的协同,走得更快更稳、能跳能翻,还抗击打。
从目前头部企业发布的产品案例看:
轮式机器人的常见展示场景是参与工厂作业,而人形机器人似乎更擅长跳舞、爬山、翻跟头等技巧动作。
帕西尼的人形机器人采用轮式底盘的逻辑,代表很多同类企业的考量:一方面,目前双足技术还没有完全成熟。做双足比较好的企业,无论是宇树科技还是波士顿动力,即使设计再精细,偶尔还是会“扑街”;另一方面,轮式底盘的机器人产品计划优先在工厂、家庭等平整地面场景应用,而非野外等复杂地形。因此,帕西尼更注重锻炼机器人上半身的能力,特别是手部的功能设计和落地应用。
相比之下,双足机器人的技术实现难度更大。机器人主要靠关节、电机驱动,而要实现双足行走需要模拟人类28个以上关节的协同运动,背后涉及动态平衡控制、重心转移、地面反作用力计算等。在人类看来很容易实现的很多任务,对机器人来说却很难,例如稳定地走路、上下楼梯、不同角度被推倒后起身站立等。
从能耗的角度,轮式机器人续航普遍在5小时以上,双足机器人一般在2小时左右。目前,双足机器人的大部分能量用于维持平衡,而轮式机器人的底盘通过物理结构就能实现静态稳定,控制复杂度低,且能放置更大容量的电机。
因此在大多数工业化场景中,轮式机器人有更稳定、成本更低、效率更优的特点,例如搬抬运送货物、上下料等,考验的是机器人上肢的灵巧程度。
不过,双足也有不可替代性。一家做双足机器人的企业认为,双足人形机器人可以侧身穿过更狭窄的空间。在需要上下台阶或穿越障碍物较多、非平面地形时,轮式机器人会受限制。此外,轮式机器人只能在单个平整车间工作,而理论上双足可以像人一样在工厂里自由移动。
双足人形机器人(从左到右依次是数字华夏“夏澜”、普渡D9、越疆Dobot Atom)
数字华夏一位人士称,坚持做双足的原因是机器人被做成轮式后,很大程度上会失去深度交流的功能,只是为了干活,但眼下干活还不是机器人的长项。
他认为,机器人摔倒不是硬件问题,而是算法出现了故障。就像早期的新能源汽车,等到出货量足够大,足够多的问题被发现、被解决,才能更成熟和智能。
为什么选择做人形机器人?5月10日,宇树科技创始人王兴兴在一次公开演讲中表示,
人类更喜欢长得像人的机器人,更能够提供情绪价值。
此外,人形结构最简单,适配人类通用数据,还可以处理需要人做的不少事,“一旦人形机器人技术成熟,甚至可以用几个关键零部件拼在一起,下载一个程序就可以让人形机器人干活了”。
这是一个与“要不要腿”类似的问题。目前市面上绝大多数人形机器人产品是“无脸派”。
宇树科技头部采用中空或黑色玻璃面罩,避免使用复杂表情模块,而波士顿动力 Atlas和特斯拉 OptimusGen2都采用黑色面罩+LED灯效来显示机器人的状态。“无脸派”的逻辑是降低额外成本,侧重工业场景下机器人的协作能力,同时规避伦理争议,如身份伪装风险和恐怖谷效应。
而数字华夏把具有仿生人脸、能提供交互需求作为机器人的主要特色。它想做有温度的
机器人,未来在机器人融入人类社会时,让人感觉更舒适。
数字华夏研发的有脸人形机器人“夏澜”(陈月芹/摄)
该公司旗下的机
器人“
夏澜”长着一张“人脸”。
得益于仿生硅胶皮肤和表情驱动系统的精密配合,“夏澜”能根据人的说话指令,识别语义并匹配22种表情,例如听到“地震了”会皱眉惊恐、听到“今天天气很好”会微笑。
数字华夏公关总监吴为介绍,这张“脸”皮成本约3万元,如果产量能上千,单张脸皮的成本可以降到200元左右。