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中国实干版“钢铁侠”:不仅做出双足大仿人机器人,而且还要商业化

本文作者:叨叨 2017-03-10 15:16
导语:以“阶段性商业化”来支撑长远目标,值得创业公司好好学学

与想象的不太一样。原本以为,一家专注研发机器人的公司创始人,又自称“钢铁侠”,应该像电影中的小罗伯特·唐尼,坚毅狂热,甚至有一些刻薄;至少,也应该像埃隆·马斯克一样,透露着冒险家的气质。

张锐却完全相反,有点失望,但更是惊喜。毕竟,在当下中国资本推动的“创业热潮”中,我们看多了夸夸其谈热衷画饼的“明星”,以及蜂拥而上动辄数十个亿的融资,却很少见踏实朴素的实干家。

中国实干版“钢铁侠”:不仅做出双足大仿人机器人,而且还要商业化

盯上双足大仿人机器人

创业之前,张锐先后在北航无人机所、中科院自动化所、中国航天院工作,参与一些科研项目,但每一段工作都很短暂。张锐说,他一直在寻找一件能做很长时间的事。

很快,他盯上了双足大仿人机器人。

在张锐看来,即便机器人的研发似乎有了突破性进展,但相比最终目标,依然道路漫长。可是,机器人创业能活下去么?他对此非常冷静,因为看到了一个空白。

长期以来,由于国外在机器人领域起步早,核心技术壁垒高,国内高校、科研院所想要研究,要么从国外购买,要么自己研发。前者花费巨款,后者由于学生毕业往往半途而废。这就导致无论是学界还是工业界在机器人研发、商业上,无法形成能够比肩国外的力量。

所以,从一开始,张锐和他的钢铁侠科技,就想要率先把研发的机器人,应用在高校、科研院所、科技馆等场景中,为其研究、教育、展示来服务。这样做也能够实现“阶段性商业化”,保证公司有足够的资金运转下去,并给投资人带来收益。

在细分领域找出机会

察觉到这片空白的,张锐或许不是第一个,但在这个细分的领域,只有他把产品实实在在做出来了,并且有了商业化的可能。

雷锋网了解到,其实若要追溯,人类制造“机器人”的历史或许长达500年。16世纪,人造人形机械僧侣就出现在了教堂,神职人员们借此来“重现”圣经故事。而直到1921年,布拉格上演的一幕叫做《Rossum's Universal Robots》的科幻剧,作者卡雷尔 · 恰佩克才在剧中首创(我们现在熟悉的)“Robot”一词,为这个“新物种”命了名。

时过境迁,在制造机器人这门“手艺”上,人类确实取得了比较大的进步,有关机器人的界定也在发生变化。张锐认为,从广义的角度,机器人是一个无人系统,它包括无人机、无人车、无人艇等自动执行工作的装置,也包括通过仿生、仿人的方式研发的各类智能机械装置;从狭义的角度,机器人则专指后者。

中国机器人领域的专家根据应用环境,将它分为工业机器人和特种机器人两类。工业机器人指的是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人,而特种机器人则是除工业机器人之外、用于非制造业并服务于人类的各种机器人。

张锐关注的双足大仿人机器人,便是特种机器人中的一类服务机器人。

中国实干版“钢铁侠”:不仅做出双足大仿人机器人,而且还要商业化

解决最根本的问题

在普通人眼里,机器人看起来是一项黑科技,但基本原理其实不难理解。罗素在《人工智能——一种现代方法》中做了最简单的说明,虽然他说的是一个综合的“智慧体”,但机器人也是一样的原理:

中国实干版“钢铁侠”:不仅做出双足大仿人机器人,而且还要商业化

机器人通过传感器感知环境,“问号”代表的控制中心,将感知到的信息传达给执行器,执行器再做出相应的反馈。其实和人类行为的发生本质非常相似,人类的视觉、触觉、味觉等相当于传感器,“问号”相当于大脑,而四肢就是执行器。

钢铁侠的厉害之处,就是解决了这个问号。

中国实干版“钢铁侠”:不仅做出双足大仿人机器人,而且还要商业化

自主设计研发硬件和“运动脑

据张锐向雷锋网(公众号:雷锋网)介绍,仿人机器人主要在三个方面像人,分别是形态、行为和思维。无论从哪个方面,设计一个成功的仿人机器人都难度巨大,难点有三:

  • 仿人机器人本身是一个精密的光机电算一体化系统,在设计、生产、组装都充满了不确定性挑战;

  • 让机器人学会走路,适应各类地形,手、脑、脚的控制与协作非常困难,对算法和系统都有很高的要求;

  • 让机器人有自主决策能力,知道自己在什么场景下要做出什么样的动作,甚至有自己的性格,是最为困难的。

首先需要解决的是形态问题,这涉及到硬件方面大量的传感器,但世面上现有的模块基本不符合要求,要么价格偏贵,要么精度不够。钢铁侠科技根据机器人本身结构自主设计研发,一则为了降低成本,二则为了达到国际领先的品质。

在2017年初组装完成的第二代机器人里,钢铁侠科技放了两台英特尔的处理器,其中一台是专门负责机器人的运动平衡控制系统,另一台主要做大脑决策的宏观规划。

因此,在自由度方面,钢铁侠科技的ART机器人单腿是六个自由度,双腿是十二个自由度,踝关节是两个自由度,髋关节是三个自由度,这让机器人走路类似于人的姿态。

中国实干版“钢铁侠”:不仅做出双足大仿人机器人,而且还要商业化

有了硬件还不够,张锐和他的钢铁侠科技研发了一套运动控制系统,叫做“运动脑”。运动脑是基于机器人的形态,运用正逆向运动学、动力学以及人工智能技术,让机器人拥有自主运动能力的一套决策系统。

“运动脑”有三个层级:

  • 第一层级:关节控制

    在关节处需要采集各关节的转动位置、速度、加速度、力矩等信息,然后由每个自由度的MCU驱动电机进行精密控制。

  • 第二层级:神经中枢控制

    根据机器人的姿态、力和力矩、视觉等信息,对机器人在各种场景下的步态进行控制。

  • 第三层级:任务层控制

    当对机器人直接下达一个指令,比如在会场上找到一个人,机器人可能需要转动摄像头,然后找到那个人,这是最高层的决策。

据张锐介绍,钢铁侠科技提供两样东西,一个是机器人的硬件本体本身,另一个是开发环境。为了让更多的客户直接运用机器人,他们把运动脑进行了封装,用户可以直接调用。


雷锋网了解到,目前钢铁侠科技已经完成了第二代产品的组装,也即将完成一个更大数额的A轮融资。以中国工程院李德毅院士为首的国内科研机构、高校都给予钢铁侠科技很大关注,相信这与张锐的“初心”是相符的。


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