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【乐聚机器人CPO柯真东】:双足机器人具备交互性、适应性等五大优势,未来乐聚将从B端开拓家庭服务机器人

机器人企业要积极探索产品在多领域多场景的应用落地,坚持“技术、产品、市场”三条腿走路的原则,用核心技术建造壁垒,借精准场景切入市场,以优质体验服务用户。

2021年以来,机器人赛道受到资本热捧。仅前10个月拿到融资的机器人项目就有299个,其中253个集中在C轮及以前,79个项目的融资额在亿元人民币以上。

天眼查数据还显示,今年新增的机器人相关企业就超过10万家。截至目前,我国有超过32万家机器人相关企业(企业名称或经营范围包含机器人)。在地域上,广东省机器人相关企业最多,有超过7万家,占比达22.02%。是第二名江苏的近2倍。

所以在这个产业和资本双重背景下,36氪于11月25日在深圳举办了超前体验·机器人峰会。此次峰会邀请了众多投资人、科学家、学者、优秀创业者以及相关从业者,共同探讨行业新趋势,以及在新环境下如何让技术走进大众生活。嘉宾包括中国工程院院士谭建荣、达晨财智业务合伙人任俊熙、蓝驰创投董事总经理曹巍、阿里巴巴达摩院语音实验室研究员付强、高仙机器人创始人兼CEO程昊天、大族机器人CEO王光能、未来机器人创始人李陆洋、云迹科技执行总裁兼CTO林小俊等多位嘉宾。

在峰会上,乐聚机器人CPO柯真东认为,双足机器人在整个机器人领域里具备五个优势,分别是:交互性、适应性、替代性、环保性与应用性。

柯真东表示,国内人机机器人与国际领先巨头之间的差距主要在于核心零部件——舵机部分,国内舵机普遍存在寿命短,包括造价高,控制模式单一、噪音大、控制精度低等问题,其次,结构设计缺乏标准模式,也存在惯量大、扭矩低、运动控制算法需要优化等现象。

创立初期,乐聚机器人从教育领域切入来进行商业化探索,未来乐聚机器人将通过地产领域来开拓家庭服务机器人产品。

以下为乐聚机器人CPO柯真东演讲实录(经编辑):

谢谢36氪能够让我到这样一个机器人企业群集的地方来做双足机器人的分享。

其实说到双足,我觉得它是符合我们绝大部分在座朋友对于机器人最原始的想象的。双足机器人是在全中国都能用一只手数出来真正在做这个领域的机器人的一个行业。今天,我和大家分享一下双足机器人。以乐聚的角度来看,我们是怎么做?我们在攻克哪些技术?以及我们是怎么做商业化落地的?

我大概会从以下几个方向来讲述双足人形机器人的整体发展历程。

首先,机器人发展的重要性不再赘述,它应该是能够引领第六次科技浪潮的一个行业。除了部分没来到现场的同行,我们在场有这么多的企业能够做机器人,有这么多相关的人士能来现场听这个报告,我相信也是认同这个行业的。机器人已经完全渗透到了我们生活的方方面面,虽然它没有真正触达到所有我们需要机器人存在的领域,但是在我们可以看到的各个领域,都多多少少有机器人的参与了。在工业、医疗、政务服务等各个领域,包括农业也是一个非常热门的领域,我们都能够看到机器人的参与。机器人市场的增长,可能前面的各位大咖也都讲得差不多了,虽然现在机器人的规模可能还不如一些比如互联网或者其他的行业,但是它是一个在未来将要持续增长的行业,所以它未来的市场潜力,也是不需要去说太多的。

好,说回我们的老本行,双足机器人。双足机器人在整个机器人领域里有什么样的优势呢?我列举了这么五点:

1、交互性:人与人之间的交互,其实是有基本模式的。我们现在其实赋予了很多非人形机器人一些我们人与人之间社交的法则,但这里面有一些东西也挺怪的,比如说你叫一个音箱,非得叫它两遍,它才能给你响应,它的外形大部分情况下也很难满足我们的预期,交互性就是人形机器人整体外形上的特征,首先要能够让我们人未来在一定程度上减少我们和机器人交互的代差。

2、适应性:双足机器人长了两条腿。比如上台阶,可能前面的绝大部分机器人上台阶都要采取一些相对可能不同常人的手段,用一些特殊的手段才能越过这种对于人来讲完全不会考虑的障碍,但双足对于整个人类社会的适应性来讲,可能是它最大的优势之一,如果未来的双足机器人有更成形的方案,有成熟的产品,那它服务的场景可以得到大大的延伸。

3、替代性:其实和第二个点有一点相似,就是因为机器人可以进入到我们工作、生活方方面面的场景,所以它的替代性可以延展到我们生活服务、工作的方方面面的场景,这是一个很容易得出的结论。

4、环保性:人形机器人必须是要能够,相当于脱离电源使用的一个未来的产品,它的能耗,我们未来是一定要把它做到非常低的,所以它可能很难去承担一些重载的工作,但是重载是工业机器人做的事情,人形机器人未来在服务场景中其实不存在这样一些重载的需求。

5、应用性:人形机器人做到再大,就像北京威震天那样,反正大也大不到哪去,所以它对于空间的需求,对于场景定制化的需求是很小的。

现在我国的人形机器人和国际领先的比如说德、韩、法、日,包括美国,它们的差距在哪呢?首先就是核心零部件的部分,舵机,像人一样,我们人身上有几百个关节,但是现在的机器人普遍采用的是16-22个,当然也有更多的,就是这样一个关节的解决方案。关节我们称之为舵机,其实是机器人上最核心的零部件,因为人所有的动作都需要有关节的支撑带动才能去完成。那么现在舵机在国内研发的水平来看,绝大部分市面上买到的舵机,不管是小型还是中大型尺寸的电机都存在一些问题,比如说噪音大,在服务场景下噪音大,其实是一个比较致命的问题。寿命短,包括造价高,控制模式单一,控制精度低等等这样的一些问题。

第二个是结构,就是人形机器人目前在结构的设计上是没有标准模式的,当然也受限于很多其他因素,比如加工精度,比如材料强度等等各种因素的制约,以至于在结构上有时候会走一些弯路,现在整体的机器人在结构设计上存在的问题第一个是惯量大,质量做不到很轻便,机器人运动起来要克服的惯量很大。第二个扭矩低,这个跟前面存在一定的关联,就是舵机的性能不够。第三个是运动控制算法的问题,机器人要走得好,除了我们刚才说的一些硬性条件,就像人要跑得快可能腿要得长,这是硬性条件。软性的条件就是教练教你的那部分,要怎么起跑,怎么调动两条腿,运动哪些肌肉,要有哪些技巧,放到机器人上就是算法部分,运动控制算法实际上是机器人步态优劣的一个非常重要的软指标,它是靠软件实现的,但是它也是在很大程度影响到机器人在运动过程中效率、稳定性这方面指标的一个重要的领域。国内现在的问题是什么呢?

做算法的团队绝大部分都在高校里面,极少有企业,或者出来创业的团队能够将大量的研发投到算法领域,我这儿说的算法可能跟大家平时理解的比如说什么机器学习,那些还是不一样的,这个算法就是一个硬的运动控制的部分,它包含两个单元:1.对于舵机本身的控制算法,也就是说舵机作为一个单元去控制的时候,怎么消除误差,消除运动过程中的偏差,由于结构带来的各种各样的误差,怎么去消除。2. 整机完整的协调,你身上不管是16个关节也好,还是20几个关节也好,还是30几个关节也好,一旦协同起来,做过工程的同学都知道,可能单元的测试或者说生产是没有问题的,但是一整个系统跑起来,单元和单元之间的协同会产生误差,这个误差一累计起来,会导致整体出来的效果可能就从90分直接降到了30分。大概这两个问题,一个是相关的团队或者说人才,其实很少在企业里面做这样的事情。第二个当然我觉得也是积累的问题,就是没有一个长达十几年二十几年有历史底蕴的企业在做这个方面的东西时会缺少积累。

第四个就是人形机器人场景的问题,服务机器人到底有什么用?其实人形机器人是被问到最多的问题,人形是很漂亮,也很符合大家的期待,那究竟能干什么呢?现在场景对于人形机器人来讲其实是特别不友善,我们很多的场景有单一的机器人去从事单一领域或者单一板块的工作,它能够做得很高效,也能够做得很好,对于人形机器人来讲,大家可以看到很多的是表演摆一排,跳个舞或者怎么样的,但是没有找到一个很强刚需的一个场景。这是问题。乐聚在面对这些问题的时候,也给出了一些我们自己经过思考之后得出的答案,它可能不是标准答案。

我们乐聚从创立之初到现在的故事,我们整个初创团队大概十来个人,是从2012年在学校的时候就在一起,然后2016年成立了这样一个团队,然后搞创业、搞公司,一路走到现在。能够从这将近十年的经验里面,我们自己摸索出来的一条路径,因为我们一直都是做双足嘛,做人形。首先我们去解决一个,坦白讲应该是供应链的问题,我们其实应该是做整机的生产、设计、制造,但是面对这种核心零部件缺失,我们也只能硬着头皮去解决这个问题,才能够有很好的整机解决方法。

之前其实我们也考虑过,要不就从日本、从韩国进口他们的舵机,贵是贵点,好歹也能做,但是后面想想要想做民用化的产品,成本还是非常重要的。最终因为价格的事情,我们只能自己硬着头皮上。我们在做这个舵机的时间大概就是公司成立的第一年,就开始做这个事情,大概花了4-5年的时间,我们材料学的一个博士后带领一个团队算是把这个问题解决了。之前日本和韩国他们的舵机数量大概寿命能到100万次,国内当时普遍的情况,可能30、40万次的使用寿命。我们自己搞出来的这个舵机,寿命能够达到120-130万次,然后成本可能就是国外的日本韩国产品的十分之一左右,这是我们去做的事情。

其实主要是针对里边的材料,去做的事情。第二个就是结构设计,这个其实没有太好的办法,我们只能够采用参数优化的办法,这个还不是一个最优解,但是我们是在摸索着,把全尺寸的机器人,170厘米的机器人要怎么做,我们最终采用的就是用参数优化的办法,只能说尽可能把结构,比如说重心往下移,去做合理的调整,自己摸索出了一套相对比较完善的机器人结构设计的方案。

第三个是一体化关节的设计,这个跟前面的结构设计实际上是一样的,就是怎么让舵机更好、更高效的带动你身体的运转。最后一个是我们在步态算法这块做的一些努力,更多的是从动力学模型的角度去切入,它不是整套系统对机器人运动规划的算法,可能更多的还是像我之前说的,就是单元单元的去编,乐聚的做法就是以运动学模型导入到机器人运动模型里面去,最后得出每个关节的最优解,包括里面还有传感器动力的反馈,比如说脚底装压感等等。

然后就是人机交互的探索,其实我们在做的远比这个PPT里面提到的更多,因为目前的方案,用激光雷达方案很难彻底的去理解周围,就是你可以知道周围有什么,但很难知道周围的这些物体到底是什么,也就很难让机器人在一个合理的场景中去做出合理的交互,也就是说我只能选择规避你,前面一旦有东西,就只能绕开。但是在我们后面提到的各种各样的应用场景里面,这个方案其实是不足够的,因为机器人在绝大部分的应用场景中,是需要去和周遭的各类物品去做交互的,就是以这样的方式,来做一个新的人机交互。

包括我们现在在做的其中一个板块,也是家庭服务的机器人,但不是人形,家庭服务的机器人,我们要让机器人主动去和用户产生交互,而不是被动式的交互,机器人需要知道当前环境中的状态,包括人、包括物体,它的目标包含了物体和人,以及它们之间的关系。

这是乐聚目前的机器人产品族谱,左边的是我们的小尺寸机器人系列,大概30厘米,MINI系列是你长期不理它,它可能就生气了,你如果经常和它互动,它可能会给你一些意想不到的惊喜,可能不会直接在用户交互过程中呈现给用户看到的一面。全尺寸系列是我们在职业教育和高等教育领域做的探索,比如鲁班,鲁班是我们在职教和高教去推的产品。右边那个是和一个部委合作的保密项目,所以我这儿就没有放图了,它就是我们前面提到的,在人形机器人领域去攻关所需要最多的事情就是应用在全尺寸机器人上面,大家可以把它形象成中国的,稍微差一点的特斯拉。

我们商业化探索的路径就是先从教育切入,因为一旦提到刚需,教育其实就是刚需,国务院在2017年的时候提出了一个文件,叫《新一代人工智能发展规划》,这里面明确要求了在K12教育阶段,需要去普及人工智能编程教育,所以我们就抓住了这样一个机会。虽然教育在大家看来 ,有的同事可能是做这个领域的,可能觉得这是一个To政府,ToB端,就是To关系的业务,其实做教育机器人的公司也有很多,我们现在能够在人形这个领域算是做到全国的市场占有率第一,和我们前面技术的铺垫是分不开的。

这一款小型的机器人是代表中国机器人这个行业登上了2018年平昌冬奥会的《北京8分钟》,这是一个截图。

我们再把K12这个领域做到了相对来讲比较极致,也是比较成熟了之后,去探索职业教育和高等教育这两个领域,职业教育当然现在有一种说法,国家没有官方说法,国家在学德国模式,我们未来要有更多的职业工人。刚才其实提到用工短缺的问题,大家都去高校了,那这些产线,这些相对听起来更低端的领域是没有人的,但是国家现在要把这些领域再铺满人,因为即便机器人进了工厂,工业这个领域也好,比如说未来商业的清扫领域也好,其实也是需要有相对专业的人在现场操作的,不可能所有的都是公司把完整的服务从头走到尾,这个可能对于他们来讲,对于甲方来讲,无外乎就相当于是,服务费付出去,可能还不如请一个工人,所以他们在这个领域也需要相关的人才去操控机器人、使用机器人,包括产线上组装机器人的工人也是需要的。所以我们在职教和高教的市场也去铺开了我们人形机器人的产品,以及我们的课程解决方案。

乐聚除了在教育领域,也在布局另外两块市场,因为公司做到现在,快第6年了,成熟的板块就接着做,我们也想把更多精力投到更偏向于未来的行业领域里面去,比如未来医疗的物流,因为现在疫情过后,尤其是疫情过后,医院对于无人化配送的这样一些诉求变得特别强烈,大家都怕出事,医院又是细菌病毒的重灾区,所以像无人化配送,在医院的场景里面,现在也是诉求非常大的。我们现在也在和一个做智慧医院后台系统的公司合作,开发这样一款机器人。

另外,我们希望以地产的渠道去铺我们的家庭服务机器人,其实机器人这个市场目前在绝大部分板块都是缺乏市场教育的,像现在比如扫地机特别火,但扫地机从上世纪90年代就开始做,一直铺垫了20多年,到现在可能才有一个比较火爆的程度。其他的机器人也是一样的,尤其是针对消费端的机器人,

我们的想法就是,你不要等着别的厂商去把相应的品类的机器人,就是用户给培养成熟,我们要从B端的角度去切入。比如说地产,因为现在的地产企业其实也在面临转型,好多地区都限价,你的房产,你的房子怎么能卖出高附加值,往机器人上靠,在家庭里面去做AIOT也好,或者做家庭服务机器人的特色项目,才能够为未来的地产去布局,那我们在家庭服务机器人上就是走的这样一条路。这是一些案例,比如深圳龙高,像北京的101都是非常好的中学,都把我们这个产品的方案给做了进去。职教,我们在向山东是铺的比较早,因为他们那边的职业教育,当然整个山东在各个领域的教育这块其实都走得挺靠前的,他们很愿意在教育领域尝试一些新鲜的东西。高校的话相对来讲就更多了,比如说清华大学,比如说上海交大,南方工业大学,哈尔滨工业大学,华南理工这样的学校都在用我们的产品和解决方案在学校里面去教授相关的机器人课程。还有一个教育基地,这个其实是给一些没有条件在校内创建,可能一天到两天人工智能的课程培养,修他们的教育学分,因为这个是国家明确要求的,很多学校不具备这样的条件做这样的事情。

当然我们还有赛事,我们今年和深圳市龙华区人民政府合作了一个首届大湾区的机器人赛事,当然我们是中国最早的,九几年就开始的一个机器人及人工智能大赛的承办单位,因为这和我们的主营业务是相关的,另外我们也希望有更多未来的人才,能够通过这些赛事锻炼自己的能力,然后进入到机器人这个行业,尤其在现在特别缺乏人才的双足机器人的行业。还有其他的,就是我们和各地去建的一些机器人研究院,当然是校、政、企三方合作,我们在不同的地区根据地方的特色,比如说重庆,可能他们因为汽车的工业比较发达,我们可能在那边主要是做一些重载的机器人核心零部件以及控制算法的研究,其他地方也是差不多同理。

其实我们未来还是坚持我们核心技术攻坚这条路,因为我们本身做的这个领域已经很窄了,所以我们更需要在技术这个板块迎头去追,争取能够更多的去突破国外对我们中国技术的封锁。然后把我们在前端研发的这些技术,可能大家现在看不到应用场景的机器人产品上去研发出来的技术,给它转化到能够应用上的场景里面去,比如前面我提到的服务,包括我们170厘米级的,还有特种的,包括之前提到的医疗运输的,这些领域里面去做。

好的,谢谢大家!



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