

5月20日,斯坦福大學(xué)學(xué)生機器人俱樂部Extreme Mobility團隊發(fā)布了一款全新的四足機器人—“Doggo”。與以往產(chǎn)品不同,該產(chǎn)品實現(xiàn)了平臺化,客戶可以根據(jù)自己的需求在Doggo上加裝相關(guān)硬件產(chǎn)品,開發(fā)相關(guān)配套軟件,做出適合自己的產(chǎn)品。此次開源,可大幅降低產(chǎn)品與技術(shù)研發(fā)成本,這將是推動“機器狗”走出實驗室,加速商業(yè)化的重要一步。以此為契機,我們梳理分析了目前國內(nèi)外四足機器人典型產(chǎn)品的特點,以及該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況。

一、國內(nèi)外典型“機器狗”產(chǎn)品
截止到目前,全球共有20多個國家開展了對機器狗的相關(guān)研究,除了斯坦福大學(xué)的“Doggo”之外,其他代表性產(chǎn)品如下:
1. 美國波士頓動力的“SpotMini”:由波士頓動力學(xué)工程公司所研制,該公司曾與美國國防部合作,并獲得國防部數(shù)千萬元投資。“SpotMini”重25千克,高0.84米,靈活度與平衡性高,能實現(xiàn)后空翻等高難度動作。目前在民用領(lǐng)域已具備了較高的使用度,主要在家庭、辦公室、戶外場景中使用。

2. 美國麻省理工的獵豹3號:由MIT工程師研發(fā)。與波士頓動力“SpotMini”相比,該產(chǎn)品對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性更高。此款機器狗重40.8千克,腿部具有12個關(guān)節(jié),進行跳躍前會通過一系列算法,結(jié)合對障礙物高度及距離的預(yù)估數(shù)據(jù),計算出最佳路徑,并選擇合適著地方式。目前,該機器人主要應(yīng)用場景是危險地帶的探索和搜救。

3. 瑞士聯(lián)邦理工的“ANYmal”:最初由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院機器人系統(tǒng)實驗室研究人員開發(fā),2016年成立ANYbotics公司,開始對其進行商業(yè)化。該機器人外形與狗相似,憑借高分辨率攝像頭、麥克風(fēng)和激光雷達掃描儀進行導(dǎo)航,可自主開門、爬樓梯。目前,ANYmal可替人類執(zhí)行一些極端條件的工作,如代替工人對下水道進行檢查。

4. 意大利技術(shù)研究所的“HyQReal”:由意大利技術(shù)研究所DLS研制。HyQRea l為液壓四足機器人,長1.33m,高0.9m,加上內(nèi)部液壓系統(tǒng)和電池的總重130kg,全身由鋁制防滾架以及凱夫拉爾、玻璃纖維和塑料組成的外殼保護。該機器人主要應(yīng)用場景為緊急救援等。

5. 中國浙江大學(xué)的“赤兔”與“絕影”:兩者均采用電機驅(qū)動而非液壓驅(qū)動。“赤兔”由浙江大學(xué)機器人團隊與南江機器人公司共同打造,是國內(nèi)第一個實現(xiàn)跑跳的四足機器人,曾獲美國國家儀器公司全球?qū)W生設(shè)計展示獎,拿下全球?qū)W生設(shè)計評選含金量Top1的桂冠?!俺嗤谩斌w型酷似大狗,不僅可以自主完成踏步、行走、跑步、上坡、爬樓梯等一系列動作,還能適應(yīng)障礙路面,有望在運輸與救援等場景實現(xiàn)應(yīng)用。

“絕影”由浙江大學(xué)及其孵化企業(yè)云深處科技共同研發(fā),身長1米,四足站立時高約60厘米,重70千克。該產(chǎn)品已掌握爬陡坡、碎石子路上行走、自主蹲下再站起來等運動能力,自帶智能感知模塊,可構(gòu)建復(fù)雜環(huán)境的3D-Map,具有自主定位和導(dǎo)航等功能,有望在安防巡檢、物流運輸、教育科研等場景進行實際應(yīng)用。

6.中國宇樹科技的“Laikago”:由杭州宇樹科技有限公司研制。該機器人高0.6米,重24千克,可攜帶7千克貨物,自帶電池可支持2-3小時的行走,產(chǎn)品已上市,售價約為人民幣31.04萬元,目前主要出售給高校、科技館、科技公司以及展館等。

二、“機器狗”商業(yè)化趨勢分析
(一)機器狗主流應(yīng)用場景
目前多個機器狗產(chǎn)品對于不同的應(yīng)用場景各有側(cè)重,綜合來看主要集中在安保、倉儲物流、工程建設(shè)、應(yīng)急響應(yīng)等領(lǐng)域。
安保領(lǐng)域:機器狗在物聯(lián)網(wǎng)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)及智能感知等前沿技術(shù)的加持下,可實現(xiàn)音視頻對講、人臉識別、針對陌生場景和業(yè)務(wù)進行自主學(xué)習(xí)等各項功能,有望進一步運用于監(jiān)控巡邏、陌生人員報警、異常聲音報警、夜間值守等安保場景。
倉儲物流:可用于智能揀選、搬運、分揀等倉儲場景。通過“機器狗”搬運可實現(xiàn)自動化倉儲作業(yè),提高倉儲作業(yè)效率,降低人工成本。
工程建設(shè):可廣泛應(yīng)用于復(fù)雜與危險工程建設(shè)環(huán)境中,替代人類作業(yè),包括重物搬運、建筑工地巡檢等。
應(yīng)急響應(yīng):“機器狗”能夠進入高溫、潮濕和骯臟等極端環(huán)境,可與人協(xié)作,執(zhí)行搜索和救援等任務(wù)。
(二)商業(yè)化程度分析
目前各種“機器狗”產(chǎn)品的商業(yè)化進程大致分為三類:
第一類已初步實現(xiàn)商業(yè)化。如波士頓動力公司“SpotMin”目前已擁有10臺原型機,預(yù)計2019年正式投入商用,每年可量產(chǎn)1000臺。該產(chǎn)品已與工程建設(shè)、配送、安保、家庭助手領(lǐng)域內(nèi)的潛在客戶進行測試。
第二類商業(yè)化探索階段。如瑞士聯(lián)邦理工的“ANYmal”已開始在特定的場景探索商業(yè)化用途,2018年9月,該產(chǎn)品在海上供配電平臺上進行試驗,主要為定期自動檢查機器及基礎(chǔ)設(shè)施情況提供全面支持。
第三類仍處于實驗室研究階段。如中國浙江大學(xué)所研制的“絕影”,與SpotMini相比,該機器狗缺少視覺系統(tǒng)及手臂抓取功能,無法判斷地面的情況,步態(tài)的平滑程度略顯僵硬,仍有大量地方需要提升改進,距商業(yè)化較遠。
三、“機器狗”商業(yè)化阻力分析
從0到1的全新產(chǎn)業(yè)。“機器狗”是一個全新的領(lǐng)域,商業(yè)化應(yīng)用場景正在探索初期,整體產(chǎn)業(yè)成熟度不高,產(chǎn)業(yè)鏈尚不完整,無論是供應(yīng)鏈、底層技術(shù)、市場需求,都缺乏基礎(chǔ),需要時間沉淀與培養(yǎng)。
高度技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。機器狗包括硬件、運動控制和AI(語音、語義和視覺)等多個部分,不是單一技術(shù)導(dǎo)向,而是基于多個技術(shù)的高度集成產(chǎn)品。不僅依賴AI算法(如機器視覺、語音交互、深度學(xué)習(xí)等)、定位導(dǎo)航、芯片等技術(shù),對硬件生產(chǎn)與產(chǎn)業(yè)配套要求也極高,需要集合軟硬兩種技術(shù),并與裝備制造產(chǎn)業(yè)相結(jié)合。
制造成本高導(dǎo)致產(chǎn)品性價比較低。伺服舵機是“機器狗”驅(qū)動技術(shù)的關(guān)鍵核心部件,目前從日本、韓國或瑞士進口一臺舵機需80~100美元,一臺機器狗至少需16或17個伺服舵機,再加上其他成本,一臺機器人至少需要賣3萬元才有利潤,較高的售價與目前機器狗可創(chuàng)造的商業(yè)價值難以匹配,因而難以打開銷量。

