這家成立于 2015 年的公司，利用兩年的時(shí)間研發(fā)了三代仿人機(jī)器人。與其他已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的服務(wù)機(jī)器人不同，鋼鐵俠重點(diǎn)研發(fā)大型雙足仿人機(jī)器人的本體、「運(yùn)動(dòng)腦」以及核心零部件。鋼鐵俠科技聯(lián)合創(chuàng)始人莊園稱：「如果把 AI 比作機(jī)器人的大腦，目前我們正在研發(fā)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相當(dāng)于機(jī)器人的小腦?！?

　　在 2017 世界機(jī)器人博覽會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，你或許會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分服務(wù)機(jī)器人的形態(tài)都是類似的，通用的移動(dòng)底盤加上顯示屏是最常見的組合。當(dāng)展臺(tái)之間有一定的高差時(shí)，工作人員就會(huì)「協(xié)助」機(jī)器人跨越障礙。

　　序廳入口處的第一個(gè)展臺(tái)卻有三臺(tái)另類的機(jī)器人，它們高 1.37 米，與正常的人類一樣擁有兩條腿，可以執(zhí)行行走、舞蹈等任務(wù)。當(dāng)機(jī)器人開始揮手表演時(shí)，總會(huì)吸引大量的人群圍觀。

　　這三臺(tái)機(jī)器人來(lái)自北京鋼鐵俠科技，這家成立于 2015 年的公司，利用兩年的時(shí)間研發(fā)了三代仿人機(jī)器人。與其他已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的服務(wù)機(jī)器人不同，鋼鐵俠重點(diǎn)研發(fā)大型雙足仿人機(jī)器人的本體、「運(yùn)動(dòng)腦」以及核心零部件。

　　鋼鐵俠科技聯(lián)合創(chuàng)始人莊園稱：「如果把 AI 比作機(jī)器人的大腦，目前我們正在研發(fā)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相當(dāng)于機(jī)器人的小腦。」

　　瞄準(zhǔn)雙足機(jī)器人控制系統(tǒng)

　　與無(wú)人車類似，仿人機(jī)器人也是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)具備感知、交互、決策、控制等功能。在感知和交互層面，目前已經(jīng)有大量的商業(yè)公司和高校團(tuán)隊(duì)在做 SLAM、語(yǔ)音識(shí)別等技術(shù)的研究，成果顯著。這些研究也構(gòu)成了現(xiàn)在服務(wù)機(jī)器人的基礎(chǔ)，但由于雙足機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)控制和穩(wěn)定性方面仍有很大的技術(shù)障礙，所以輪式機(jī)器人成為了目前市場(chǎng)的主流。

　　實(shí)際上，雙足機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的平衡及穩(wěn)定性一直是業(yè)界的難題之一，即使在目前的 DARPA 機(jī)器人挑戰(zhàn)賽中，仍有不少機(jī)器人會(huì)在碰到障礙物時(shí)摔倒。因此，商業(yè)化前景也不甚明朗。

　　但對(duì)于許多高?？蒲袡C(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，他們迫切需要一個(gè)機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。目前，要么花費(fèi)巨款購(gòu)買國(guó)外的機(jī)器人，要么花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間研發(fā)自己的機(jī)器人，但門檻一直很高?！咐纾珹tlas 售價(jià)超過(guò) 200 萬(wàn)美元，但在國(guó)內(nèi)依然無(wú)法買到?！逛撹F俠創(chuàng)始人張銳表示。

　　「做機(jī)器人開發(fā)沒(méi)有機(jī)器人本體，類似 iOS 開發(fā)沒(méi)有 iphone 。」莊園說(shuō)，「我們希望能夠打造這樣一個(gè)平臺(tái)?！褂纱耍撹F俠選擇了切入高校、科研院所、科技館等場(chǎng)景，為其提供科研平臺(tái)，降低研究的門檻。據(jù)了解，目前鋼鐵俠已獲得多個(gè)意向訂單。隨著技術(shù)的升級(jí)以及成本的降低，將吸引更多的高校進(jìn)行采購(gòu)。

　　齊備的技術(shù)人員及其科研項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)成了鋼鐵俠研發(fā)能力的底座。在 2015 年創(chuàng)業(yè)之前，張銳曾在北航無(wú)人機(jī)所、中科院自動(dòng)化所、中國(guó)航天院工作，參與過(guò)嫦娥衛(wèi)星、軍用無(wú)人機(jī)等科研項(xiàng)目。研發(fā)團(tuán)隊(duì)也主要由曾工作于中國(guó)科學(xué)院、航空航天院所以及外企的資深工程師構(gòu)成。目前，團(tuán)隊(duì)分為硬件組、機(jī)械組、平臺(tái)組、軟件組和設(shè)計(jì)組，共二十多人的規(guī)模。

　　2016 年 3 月，鋼鐵俠的第一代原型機(jī)研發(fā)成功，實(shí)現(xiàn)了智能行走。同年 7 月，中國(guó)工程院院士、解放軍總裝備部少將李德毅院士在考察鋼鐵俠科技后，成立了院士專家工作站，同時(shí)表示：「這種機(jī)器人在人機(jī)交互和復(fù)雜地形的適應(yīng)方面有天然優(yōu)勢(shì)。如果運(yùn)動(dòng)平衡問(wèn)題解決得好，再用人工智能技術(shù)當(dāng)大腦，仿人機(jī)器人將具備廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景和巨大的商業(yè)化價(jià)值。」

　　在軟件算法和控制程序上，張銳團(tuán)隊(duì)吸收了李德毅的建議，加入「運(yùn)動(dòng)腦」概念。根據(jù)張銳的介紹，運(yùn)動(dòng)腦是基于機(jī)器人的形態(tài)，然后結(jié)合正逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及人工智能技術(shù)，讓機(jī)器人具有自主運(yùn)動(dòng)能力的一套決策系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)人的運(yùn)動(dòng)平衡主要是小腦在負(fù)責(zé)一些平衡，大腦一部分也來(lái)負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)的一些決策，在機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)決策里，鋼鐵俠把類似人的小腦和大腦中負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)控制的部分緊密結(jié)合，構(gòu)成功能體。

　　操作系統(tǒng)方面，由于機(jī)器人本體上分布有大量傳感器、電機(jī)、控制器等，需要一套通信機(jī)制，因此鋼鐵俠科技采用了機(jī)器人專用操作系統(tǒng) ROS，并對(duì)系統(tǒng)內(nèi)核做了大幅優(yōu)化，在相關(guān)驅(qū)動(dòng)、工具上做了修改，使之更適合 ART 機(jī)器人。

　　在硬件本體層面，鋼鐵俠科技采用自主研發(fā)的姿態(tài)傳感器、力矩反饋傳感器、避障傳感器，配合攝像頭及力覺(jué)模塊，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主導(dǎo)航和步態(tài)規(guī)劃。

　　由于一般工業(yè)機(jī)械臂只有 7 個(gè)自由度，而鋼鐵俠機(jī)器人有 36 個(gè)自由度，這也意味著機(jī)器人的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性是研發(fā)的一個(gè)重點(diǎn)。在針對(duì)通信、控制方面的相關(guān)問(wèn)題，鋼鐵俠科技對(duì) ROS 的實(shí)時(shí)性做了大量?jī)?yōu)化，采用自主設(shè)計(jì)的 ARTNET 通信網(wǎng)絡(luò)，解決了復(fù)雜通信的問(wèn)題，使之更適合 ART 機(jī)器人的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。在算法執(zhí)行層面，鋼鐵俠科技采用自主研發(fā)的驅(qū)動(dòng)器和控制器，有效增加機(jī)器人的整體響應(yīng)效果。

　　人形機(jī)器人的商業(yè)化挑戰(zhàn)

　　服務(wù)機(jī)器人的概念廣泛，包括個(gè)人、家用機(jī)器人和專業(yè)服務(wù)機(jī)器人。它們一般擁有視覺(jué)、語(yǔ)音等傳感器，從而感知周邊的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)信息交互通能。典型的家用機(jī)器人就是掃地機(jī)器人。機(jī)器人形狀百態(tài)，造型隨著特定的功能和用途而設(shè)定，并非通常人們印象中的「機(jī)器人」概念。目前輪式、雙足機(jī)器人解決了不同問(wèn)題。莊園認(rèn)為，以后的機(jī)器人只有兩種形態(tài)，一種是類似 ASIMO 服務(wù)人類的，另一種是路上的無(wú)人車，無(wú)人車主要解決了交通運(yùn)輸出行的需求，其他的服務(wù)都可以用這種機(jī)器人代替。

　　在鋼鐵俠的設(shè)想中，未來(lái)的人形機(jī)器人能夠覆蓋娛樂(lè)、陪伴、教育等智能服務(wù)。這種人形機(jī)器人更類似于日本本田的 ASIMO ，目前的 ASIMO 不但能跑能走、上下階梯，還會(huì)踢足球和開瓶倒茶倒水，動(dòng)作十分靈巧。相比于帶有強(qiáng)烈軍工色彩的波士頓動(dòng)力，ASIMO 也更適用于日常的智能服務(wù)。

　　但人形機(jī)器人是否有開發(fā)必要，有一定的爭(zhēng)論。今年 8 月初，李開復(fù)就有提及：「機(jī)器人應(yīng)以實(shí)用為主，人形機(jī)器人難以盛行于世?！挂?yàn)橐袁F(xiàn)在的技術(shù)制造它們太難了，即使造出來(lái)了恐怕也難以達(dá)到人類的期望值。

　　不過(guò)，軟銀收購(gòu)波士頓動(dòng)力的背后，是孫正義的認(rèn)同和支持，他認(rèn)為機(jī)器人、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等將是變革人類未來(lái)的重大技術(shù)，在信息革命的下一個(gè)階段，機(jī)器人將是核心驅(qū)動(dòng)力之一，「 Marc Reibert 和他的波士頓動(dòng)力團(tuán)隊(duì)絕對(duì)是高等機(jī)器人研發(fā)領(lǐng)域的先驅(qū)」。在這個(gè)理念之下，軟銀集團(tuán)還斥巨資收購(gòu)了法國(guó)仿人機(jī)器人公司 Aldebaran Robotics、日本雙足機(jī)器人公司 Schaft，加強(qiáng)在雙足大仿人機(jī)器人方面的戰(zhàn)略布局。

　　「如果只要做特定的某個(gè)任務(wù)，確實(shí)沒(méi)必要做人形機(jī)器人，比如說(shuō)物流的 AGV 用輪式機(jī)器人就可以，工業(yè)有機(jī)器臂就可以?！骨f園認(rèn)為，「人形機(jī)器人最大的應(yīng)用場(chǎng)景，是在人工智能成熟之后，可以作為一個(gè)更廣義、更通用的平臺(tái)?！沽硪环矫妫?a href="http://m.wnmc.org.cn/shop/2933/index/" title="機(jī)器人產(chǎn)業(yè)" target="_blank">機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化早期階段，會(huì)存在多種產(chǎn)品形態(tài)并存的局面，由于技術(shù)門檻較低，大多數(shù)廠家會(huì)集中在輪式機(jī)器人的競(jìng)爭(zhēng)。隨著腿式機(jī)器人技術(shù)積累、更適合與人互動(dòng)和愈發(fā)廣泛地應(yīng)用，腿式機(jī)器人所占比例會(huì)不斷增加。

　　無(wú)法回避的是，這個(gè)過(guò)渡期仍然漫長(zhǎng)。谷歌的放棄，正是因?yàn)椴ㄊ款D動(dòng)力需要很長(zhǎng)的時(shí)間跨越技術(shù)難關(guān)，但一直沒(méi)有商業(yè)化的路徑。由于足式機(jī)器人高昂的成本，續(xù)航時(shí)間不足等問(wèn)題，很難進(jìn)入進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)。所以目前低門檻的輪式、履帶式機(jī)器人也成為了廠家所選擇的主流形式。

　　相比于較為成熟的 ASIMO，莊園認(rèn)為，國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品在步態(tài)算法方面還有很大的差距，其中很大的原因在于人才的匱乏?！钢袊?guó)有機(jī)會(huì)做仿人機(jī)器人算法研究的人不會(huì)超過(guò)兩位數(shù)，每年培養(yǎng)的博士不會(huì)超過(guò)五個(gè)人。研究這種機(jī)器人的門檻太高了，但日本美國(guó)的高校研究的人多很多，成百上千?！骨f園說(shuō)。

　　世界機(jī)器人大會(huì)上，鋼鐵俠展出了第三代機(jī)器人 ART-2 。相比于第二代機(jī)器人，它模塊化的外形更具整體感，同時(shí)還增加了十指靈巧手，對(duì)機(jī)械電子設(shè)計(jì)方案、電機(jī)驅(qū)動(dòng)性能和「運(yùn)動(dòng)腦」等方面做出了優(yōu)化提升。在未來(lái)，鋼鐵俠將專注于雙足大仿人機(jī)器人的本體設(shè)計(jì)、仿真環(huán)境開發(fā)，以及運(yùn)動(dòng)控制算法設(shè)計(jì)，積極通過(guò)與高校的合作，加速算法的創(chuàng)新，從而增強(qiáng)機(jī)器人的穩(wěn)定性。目前，鋼鐵俠并不急于具體應(yīng)用場(chǎng)景的開發(fā)，「中國(guó)真正缺的是比較好的機(jī)器人平臺(tái)以及機(jī)器人控制系統(tǒng)，我們想在這方面把它做深?！?