來源丨創(chuàng)業(yè)邦(ID:ichuangyebang)
作者丨薛皓皓
編輯丨關(guān)雎
圖源丨 midjourney
" 不換電,行者二號(hào)能連續(xù)跑 4 小時(shí),連續(xù)走 6 小時(shí)。" 卓益得機(jī)器人(以下簡(jiǎn)稱 " 卓益得 ")創(chuàng)始人李清都說。
近期 30 支隊(duì)伍參賽的北京人形機(jī)器人半程馬拉松上,僅有 6 臺(tái)完賽的人形機(jī)器人中,兩臺(tái)來自卓益得的 " 行者二號(hào) "。一臺(tái)獲得季軍,另一臺(tái)續(xù)航能力全場(chǎng)最佳。" 行者二號(hào) " 身高 1 米 7,體重卻只有 28 公斤,采用模擬人類肌腱的方式驅(qū)動(dòng),讓它更輕,續(xù)航更長(zhǎng),負(fù)載更大。
經(jīng)營(yíng)卓益得的同時(shí),李清都還擔(dān)任上海理工大學(xué)機(jī)器智能研究院的執(zhí)行院長(zhǎng)。卓益得的創(chuàng)辦還要追溯到 10 年前,當(dāng)時(shí)李清都研發(fā)了一臺(tái)名為 " 行者一號(hào) " 的人形機(jī)器人,這機(jī)器人用 0.8 度電持續(xù)行走 134 多公里,連走兩天三夜,直接打破了康奈爾大學(xué)保持的足式機(jī)器人行走最遠(yuǎn)距離吉尼斯記錄。
2016 年,李清都創(chuàng)業(yè)時(shí),國(guó)內(nèi)的人形機(jī)器人公司不多于 5 家,多年后,這波人形機(jī)器人浪潮正席卷全國(guó),人形機(jī)器人何時(shí)商業(yè)化,正被人們熱議。
李清都透露,公司正快速擴(kuò)充公司規(guī)模,為即將到來的批量生產(chǎn)和商業(yè)化作準(zhǔn)備。" 未來 2~3 年,很多社會(huì)場(chǎng)景將出現(xiàn)人形機(jī)器人的身影,5 年內(nèi),家庭一定會(huì)用到人形機(jī)器人。" 李清都說。
人形機(jī)器人創(chuàng)業(yè) 10 年
在北京亦莊機(jī)器人半馬賽場(chǎng)上,卓益得派出兩支隊(duì)伍出戰(zhàn),兩臺(tái) " 行者二號(hào) " 在兩支隊(duì)伍遙控下,奔向 21 公里外的終點(diǎn)線。每臺(tái)機(jī)器人都由三人陪跑,順利完賽。一臺(tái)奪得季軍。另一臺(tái)在 6 公里處更換機(jī)器人,此后連續(xù)奔跑 15 公里,奪得第五名。
" 參加半馬是為在公眾場(chǎng)合下驗(yàn)證肌腱仿生技術(shù)路線的可行性。比賽時(shí),機(jī)器人腿部沒穿外殼,我們特意讓它們裸著腿跑,為了讓大家知道這種與眾不同的技術(shù)路線,這種技術(shù)路線能讓機(jī)器人跑得穩(wěn),跑得遠(yuǎn),換電少。" 李清都說。
目前距李清都創(chuàng)業(yè)已近十年,距他首次進(jìn)入人形機(jī)器人領(lǐng)域已近二十年,積累了深厚的行業(yè)認(rèn)知。當(dāng)時(shí)他剛開始創(chuàng)業(yè),國(guó)內(nèi)鮮有人形機(jī)器人公司,如今人形機(jī)器人已近百家。
從少年時(shí)代起,李清都就覺得 " 搞智能機(jī)器人,是這輩子要做的有意義的事。" 偏科理科的他在高考后進(jìn)入重慶郵電大學(xué),受老師指導(dǎo),接觸到動(dòng)力學(xué)等機(jī)器人相關(guān)理論知識(shí)。這位本科老師,后來成為他的碩士導(dǎo)師和博士導(dǎo)師,是李清都最重要的人生領(lǐng)路人之一。
華中科技大學(xué)博士畢業(yè)后,他赴美國(guó)康奈爾大學(xué)做博士后。數(shù)學(xué)、力學(xué)、控制、通信、電路、動(dòng)力學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種學(xué)科,李清都在學(xué)習(xí)和做博士后的時(shí)候研究過,這些學(xué)科的學(xué)術(shù)論文發(fā) SCI 期刊也發(fā)到手軟。
雖然他涉獵廣泛沒有聚焦,但是對(duì)于交叉領(lǐng)域的人形機(jī)器人,此前學(xué)過的各類學(xué)科知識(shí)反而成為他在人形機(jī)器人賽道的優(yōu)勢(shì)。
2015 年," 行者一號(hào) " 打破康奈爾大學(xué)教授保持的機(jī)器人行走世界記錄,成為他正式踏入人形機(jī)器人賽道的出發(fā)點(diǎn)。
當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)輿論認(rèn)為,僅憑國(guó)內(nèi)學(xué)者的研究水平,打破康奈爾大學(xué)的記錄是一個(gè)不可能的任務(wù)。事實(shí)卻是,時(shí)任重慶郵電大學(xué)教授的李清都,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)圓滿實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。
當(dāng)時(shí),機(jī)器人繞著事先鋪好的磁道線,持續(xù)走了 134 公里,打破了康奈爾大學(xué)保持的吉尼斯世界記錄 65 公里多。機(jī)器人走了兩天三夜,第三天早上停下來,是因?yàn)槟菆?chǎng)地馬上要用作招聘會(huì)。
這一事件受到國(guó)內(nèi)媒體廣泛關(guān)注,這一機(jī)器人被李清都命名為 " 行者一號(hào) "。
2016 年,李清都成立了機(jī)器人公司,專門從事人形機(jī)器人研發(fā)和銷售,后來演變成上海卓益得機(jī)器人有限公司。這些年來,公司的人形機(jī)器人也迭代了不低于 10 款。
" 從 2016 年創(chuàng)業(yè)至今,已接近 10 年,每一天都在做這一件事,我對(duì)人形機(jī)器人行業(yè)的認(rèn)知更深更客觀 ",李清都說。
人形機(jī)器人落地的 5 要素
人形機(jī)器人要落地,需要解決什么問題?
近年來,李清都一直在思考。" 我現(xiàn)在的答案是要在平衡、能效、智能、安全、經(jīng)濟(jì)之間做好調(diào)和。創(chuàng)立至今,卓益得一直在調(diào)和這 5 點(diǎn)。" 李清都說。
平衡考驗(yàn)的是人形機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)和干擾情況下,如何保持穩(wěn)定;能效體現(xiàn)在多久需充電或換電池;智能代表人形機(jī)器人能為人做好什么工作,做多少工作;安全在于減少故障發(fā)生概率,提升和人共處時(shí)候的安全度;經(jīng)濟(jì)衡量的是人形機(jī)器人商業(yè)化中的投入產(chǎn)出比。
" 按下葫蘆,浮起瓢。大部分人形機(jī)器人企業(yè)難以平衡這 5 點(diǎn)。比如有些機(jī)器人平衡和經(jīng)濟(jì)做得好,但是安全和能效略有不足。" 李清都認(rèn)為:" 難以平衡的根源在于,電機(jī)功率密度和電池能量密度還受限。"
電機(jī)功率密度瓶頸在于,人形機(jī)器人往往采用單關(guān)節(jié)獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動(dòng),關(guān)節(jié)就是電機(jī),這對(duì)電機(jī)功率要求高,而電機(jī)性能(功率 / 體積)10 年內(nèi)未有顯著突破,功率密度上限難以提升。電池能量密度瓶頸在于,人形機(jī)器人活動(dòng)時(shí),電池能量經(jīng)常會(huì)浪費(fèi)在傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下的沖擊損耗,導(dǎo)致續(xù)航時(shí)間普遍在 30~60 分鐘。
為了突破上述兩種限制,李清都采用的是肌腱仿生的驅(qū)動(dòng)方案。解釋一下,類比人類運(yùn)動(dòng),一個(gè)擺腿動(dòng)作由多塊肌肉共同發(fā)力,并傳導(dǎo)至關(guān)節(jié)而完成。所以,在人形機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)設(shè)計(jì)上,李清都不把電機(jī)安裝在關(guān)節(jié)上,而把電機(jī)安裝在關(guān)節(jié)遠(yuǎn)端,通過繩索驅(qū)動(dòng),將電機(jī)的力傳導(dǎo)至關(guān)節(jié),就像肌肉的力量通過肌腱傳遞至骨骼關(guān)節(jié),讓人腿擺動(dòng)一樣。
" 肌腱仿生驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)可把人形機(jī)器人的總功率密度需要降低 50%,使得機(jī)器人變得更輕,續(xù)航更久,也更安全。"。采用這種驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì),李清都認(rèn)為,卓益得避免了電機(jī)功率密度和電池能量密度受限的問題,繼而人形機(jī)器人落地的 5 個(gè)要素被調(diào)和好了。
仿生肌腱驅(qū)動(dòng)的人形機(jī)器人研發(fā),并非僅僅來自卓益得內(nèi)部的研發(fā)人員,他的背后還有上海理工大學(xué)機(jī)器智能研究院、中豫具身智能實(shí)驗(yàn)室等數(shù)百人研發(fā)團(tuán)隊(duì)的加持。
這讓卓益得構(gòu)筑起強(qiáng)大的技術(shù)壁壘,而這些技術(shù)壁壘可轉(zhuǎn)化為公司未來的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。比如,其人形機(jī)器人的 BOM 成本(Bill of Material Cost,基于物料清單核算的直接成本)顯著低于其他公司," 最后機(jī)器人一定是‘論斤賣’,卓益得的人形機(jī)器人更輕,必然能產(chǎn)生價(jià)格優(yōu)勢(shì)。" 李清都說。
探索三種商業(yè)化路徑
這場(chǎng)機(jī)器人半馬,極大提高了卓益得的知名度,按照李清都的說法,曝光程度不亞于 2015 年突破吉尼斯記錄。更多投資人和政府人員也找上門來,公司有望進(jìn)一步獲得資本和政策支持。睿獸分析顯示,當(dāng)前卓益得已于 2024 年獲得 1 億元投資。
" 不論是‘行者二號(hào)’,還是表情機(jī)器人,這些都是我們整體拼圖的一部分,我們的最終目標(biāo)是做出完整的仿人機(jī)器人,逐步接近于一位普通人。" 李清都說。
在達(dá)到終極目標(biāo)之前,李清都必須在當(dāng)下考慮商業(yè)化。在他看來,目前可行的人形機(jī)器人商業(yè)化場(chǎng)景有三種:
第一類場(chǎng)景是科教,包括科研、教育和培訓(xùn),這是當(dāng)前人形機(jī)器人最大的市場(chǎng)。
第二類場(chǎng)景是提供情緒價(jià)值的地方。這些場(chǎng)景下的人形機(jī)器人不干體力活,不操作生產(chǎn)性工具,而是提供情緒價(jià)值,比如和人聊天。李清都設(shè)想的場(chǎng)景有,可進(jìn)行 " 望聞問切 " 的智慧醫(yī)療終端、商場(chǎng)內(nèi)迎賓和講解等等。
目前,卓益得的機(jī)器人已被應(yīng)用于舞臺(tái)劇《巨物之城》中,也屬于此類。這部舞臺(tái)劇是以機(jī)器人為主要角色,是上海戲劇學(xué)院創(chuàng)意學(xué)院建院 20 周年的重要?jiǎng)?chuàng)作成果。
第三類場(chǎng)景是重復(fù)性勞動(dòng)場(chǎng)景。此類場(chǎng)景要求的功能單一,需不斷重復(fù),比如跑完馬拉松后的巡檢工作,以及 3C 產(chǎn)品的裝配等等。
李清都認(rèn)為,后兩類場(chǎng)景目前具備較廣闊的市場(chǎng)前景。" 需要第二種的地方有很多,比如用文創(chuàng) IP 包裝這些機(jī)器人,塑造成歷史人物或特定崗位員工,也可放置在營(yíng)業(yè)廳、博物館、4S 店等地點(diǎn)。關(guān)于第三種的場(chǎng)景也不少,單說巡檢場(chǎng)景,就能將人形機(jī)器人部署在園區(qū)、社區(qū)、變電站、港口倉(cāng)庫(kù)、甚至邊境線上。"