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腾讯、华为、德鲁动力,为何众多科技厂商入局四足机器人?

最近经常逛科技展会或者参加科技活动的朋友可能会发现,四足机器人的出现频率越来越高了。无论是11月26日世界5G大会上亮相的宇树科技的机器狗,11月23日浙江乌镇世界互联网大会“互联网之光”展览会上展出的中国电科集团ANYmal四足机器人,还是华为中央研究院在深圳华为线下交流活动中公布的机器狗,都让参会者频频侧目,吸引了不少观众的眼球。另外腾讯也公布了在四足机器人方面的布局和进展。

最近经常逛科技展会或者参加科技活动的朋友可能会发现,四足机器人的出现频率越来越高了。无论是11月26日世界5G大会上亮相的宇树科技的机器狗,11月23日浙江乌镇世界互联网大会“互联网之光”展览会上展出的中国电科集团ANYmal四足机器人,还是华为中央研究院在深圳华为线下交流活动中公布的机器狗,都让参会者频频侧目,吸引了不少观众的眼球。另外腾讯也公布了在四足机器人方面的布局和进展。

就在今年10月,专注于四足机器人领域技术研发的德鲁动力也宣布,其自主研发的社交机器狗产品 KODA也将在全球开始发售,KODA也是世界首款自然交互型AI智能体。

腾讯、华为、德鲁动力,为何众多科技厂商入局四足机器人?

KODA智能机器狗

提到四足机器人,大家往往总是想到美国的波士顿动力。这家公司的几个四足机器人产品确实让人印象深刻。不过其商业化进程也非常缓慢。今天我们发现,不仅像德鲁动力等这样新崛起的AI机器人研发企业在做四足机器人,华为、腾讯这样的巨头,以及德鲁动力这样的创新科技企业,居然也看上了四足机器人这个尚未爆发的市场。这其中的原因是什么,四足机器人有什么魅力,能创造什么价值?

四足机器人是怎样的存在?

分析四足机器人之前,我们还是先看看具体的产品吧,这样会有直观的认识。

中国电科集团的四足机器人ANYmal,由中电科机械人有限公司和瑞士ANYbotics公司联合研制,重达50公斤,可负重10公斤,行走速率大概1.2千米/小时,可搭载视觉传感器、温度传感器、气体探测器、雷达、麦克风等设备,感知和探测周边环境。资料显示,ANYmal四足机器人能实现高低台阶跨越、横跨间隙停滞等动作,可以应用于工农业制造,也可以作为宠物狗来使用。

腾讯、华为、德鲁动力,为何众多科技厂商入局四足机器人?

ANYmal四足机器人

KODA社交机器狗则主打居家陪伴方向。KODA机器狗是总部位于美国硅谷山景城的KODA inc旗下的产品,由研发中心在成都的德鲁动力研发制造,德鲁动力主营AI创新赋能服务、AI生态运营服务、AI高级感知交互系统开发等业务。

KODA机器狗整体外观设计与宠物狗的形态基本一致,集成了深度相机,一个高清摄像头,一个液晶显示屏,同时配备 TVOC 空气检测器、触摸传感器等传感设备,使KODA 社交机器狗具备视觉、听觉、触觉、味觉,可以像真实的宠物狗一样去感知周围的物理世界。基于多源传感器,KODA不仅可以通过听觉模块分析语言、语音及语调,还可辅助视觉模块分析人的面部表情、肢体语言,如手势,从而形成语义。KODA通过不断的与人的接触,自我进化,能更加理解人类的语义,解读人类的情感。

腾讯、华为、德鲁动力,为何众多科技厂商入局四足机器人?

谷歌旗下波士顿动力公司开发的四足机器人产品已经曝光很多了,在此也不用再做过多介绍了。其产品可以完成多种复杂动作,并在海上巡逻、前线抗疫、公园保安、放牧人等场景开始应用。今年6月,波士顿动力公司宣布正式对外发售其四足机器人Spot,价格74500美元起(约52万元人民币)。

腾讯、华为、德鲁动力,为何众多科技厂商入局四足机器人?

波士顿动力的Spot

从国内的大公司到创业公司,都在开发四足机器人产品。和大部分机器人一样,四足机器人也是由机器人主体、驱动系统、控制系统构成。因为具备四足,要实现灵活的功能,对能力要求很高,所以关节驱动器是比较重要的一环。此外,高灵敏传感器,高性能大扭矩电机、主控制模块、AI感知交互模块、电源管理模块等也都是四足机器人比较重要的板块,对于实现优异性能非常重要。

目前来看,四足机器人在技术上的主要难点集中在四个方面:

四足机器人控制模型的建立与优化;

大扭矩电机的开发;

适应多场景的AI感知模型学习与建立;

自主导航与群体智能;

四足机器人看似是新鲜事物,其实研究已经很早了。早在上世纪九十年代,科研院所就已经有了对四足机器人的研究。因为四足机器人是仿生机器人的一种,仿生机器人则一直是机器人中的重要研究方向。因为生物之中有大量的四足动物,且跟人类有着密切的关系,例如狗、猫是最常见的宠物,马、牛、驴等则在千百年来一直为人类提供者畜力,在生产生活中作用非常大。研究仿生机器人,肯定不能不研究四足机器人。

价值在哪?

回到前文中的问题,四足机器人看似离我们还很遥远,为什么从腾讯、华为,到德鲁动力,都看上了这个领域?

理论上机器人可以做出各种形状,不同的形状去仿造物理世界里原有的形态,去实现这些形态所具备的功能。例如工业机器人,其实主要就是在仿造人的膀臂和手去完成制造业中的各种操作,主要就是机械臂。人形机器人也是如此。虽然机器人形态各异,但人形机器人始终是一个重要方向,总有公司去做。这是因为人形机器人有与人相似的形态,可以承担某些人才能做的工作,比如人形养老机器人照顾老人,或者作为陪伴机器人与人进行情感交流等等。

四足机器人也是这样,可以看做是仿生机器人,其价值在于模仿四足动物的特征,从而在一些功能上取代四足动物。四足机器人之所以受业界关注,其实主要原因在于,四足动物是一个种类极其庞大的群体,意味着四足机器人可以模仿很多动物,有很多的应用场景可挖。

例如与人可以建立起亲密关系的动物,大多是四足动物,比如猫、狗、兔子等等,都是比较常见的宠物。如果仿造它们的外形做出四足机器人,再加上AI赋能的感知能力,就可以与人进行互动交流,从而部分取代真实宠物。再比如狗等动物常常被用来看家,或者在安防、安保等场景做警犬,执行安保任务。仿制狗等动物的外形做机器人,就可以取代真实的狗去执行安保任务。牛、马、驴等四足动物则是重要的生产工具,代替人类进行劳作。按照形态做成四足机器人,就可以负重、拉重物,在农业、物流等场景进行使用。

赛迪顾问智能装备产业研究中心副总经理刘壮在接受《中国电子报》采访时表示,四足机器人是仿生机器人的典型代表。与双足、轮式等其他移动式机器人相比,四足机器人具有运动灵活、复杂环境适应性强等优势。因此,研究具有高动态性、高适应性、高稳定性、高负载能力,可被广泛应用在救援、侦查、安保等领域的高性能四足机器人,逐步成为世界各国仿生机器人研究的重点方向。

具体有哪些应用场景?

四足动物可以做宠物,做安保工作,做生产工具,四足机器人的应用场景也沿袭这样的逻辑,具体来说,场景主要有以下几个:

陪伴机器人会是非常重要的方向。狗和猫作为主要的宠物,在现代人的生活中正在扮演着越来越重要的角色,抚慰了多少当代都市人孤独的精神世界。四足机器人可以作为猫和狗的仿生品,在人们的生活中扮演陪伴者的角色。

与具备陪伴作用的狗和猫相比,陪伴机器人有明显优势:不会生病,不会死亡,主人不会经历情绪上的大起大落;也不用操心按时喂猫粮狗粮,几天出差也不用送人去寄养,要操心的地方会非常少。这些都击中了现在养宠物的痛点。养猫狗来陪伴,需要付出的精力会非常多。机器人则不会如此。

另外,借助AI技术的赋能,陪伴机器人可以具备猫狗所不具备的智能。以KODA狗为例,多种感官融合,通过语音、视觉、动作、环境等多种方式进行人机交互,充分模拟人与人之间的交互方式,使KODA狗可以成为AI 智能家庭成员,与主人有越来越深的情感联系。KODA狗有很强的跟随能力,在跟随模式下,机器人采用重识别+深度相机的方案对主人进行跟踪,晨跑、散步、逛街都可以实现寸步不离。KODA狗还是移动的摄像机配备1300万像素智能摄像头,支持自动对焦、智能构图、自动美颜、HDR、电子防抖等功能,在口令下,可以随时跟拍,比手机拍摄更加方便。

腾讯、华为、德鲁动力,为何众多科技厂商入局四足机器人?

医疗康复方面也会有很好的场景。KODA 可以应用于恢复陪伴中,为康复中的患者提供陪伴、安慰和情感支持,帮助患者建立自信,保持坚强心态。它能够记录患者康复的所有方面并做出适当反应,在紧急情况时需求帮助,既能够为患者带来实时的陪伴,也能够起到代替工作人员看护患者的作用。而真实的宠物狗只能带来情感上的寄托,却不能给患者带来实质性的帮助。

当然,机器人也有自己的不足。主人往往会抚摸宠物,撸猫撸狗,而机器狗在触感上可能是坚硬而冰冷,不能给用户真实感和舒适感。机器人最大的弊端就是无法拥有人肌肤的温度,但是不过机器人有绝对的灵敏感知度,例如KODA狗可以感知到人在抚摸它,同时给出相应的反馈。

另外,机器人感知并作出反馈,需要进行大量的计算,因此会有一定的反应延迟,给人的感觉是,不会像真实宠物那样灵动可爱。这一点需要技术来解决。KODA在这方面有所突破。不同于传统的机器人行业,为了与区块链产业进行深度融合,KODA搭载了算力惊人的边缘计算平台,使用多核GPU加速运算。例如,经过代码和硬件的优化,人脸检测算法可以运行到了千分之4秒,已经达到甚至超越了人类的反应速度。

除了陪伴,四足机器人在安保、安防等场景也有很大的应用潜力。在大型安保活动中,总会有训练有素的警犬的身影。四足机器人作为仿生品当然也可以出现在安保场景上。配备了更高能量密度电池以及更大的扭矩电机后,四足机器人可以有更强的耐力,更快的速度与负重能力,有更好的驱动器和控制系统后,四足机器人还可以实现比警犬更快的奔跑速度,从而更好地做好安保工作。

家庭安保方面,四足机器人会更容易上手一些。例如KODA可以设定固定时间及路线进行巡视,发现异常情况及时通知主人;可以精准识别人性异动/哭声检测/异响监控,实时监测摄像机画面中的人物,360度高清查看画面,提供高清画质,实时查看屋内的情况,掌握家中的动态。此外KODA搭载多源传感器,可以检测到燃气泄露和火灾烟雾,并立即发出警告。也就是说,四足机器人的感知能力和信息传递能力是远超过动物的。

而且相比于警犬,四足机器人不需要进行专业训练,直接可以通过程序让机器人去执行任务;四足机器人不会恐惧和退缩,也不需要退役,服务能力会更强。

当然警犬的灵活性与速度是目前的四足机器人还比不上的,也是下一步技术需要去突破的方向。

在军事上,四足机器人当然也会有很多的场景可以去发挥,比如排雷、物资运输,甚至格斗等。但愿世界和平,这些功能永远用不上吧。

总结来说,四足机器人前景无疑是光明的,在陪伴、安保等方面将有很好的应用场景。未来的四足机器人将是高度智能体,同时具备敏捷的身手,可以在陪伴、安保等场景上发挥越来越大的价值。当然,这个过程中还需要技术与产品的进一步完善,以及成本的逐步降低。当性能足够好、价格进入普适区间时,四足机器人将迎来属于它的高光时刻。

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