AI “牛犇犇”实力追赶波士顿“大黄狗”

3月5日 , #机器狗检查SpaceX爆炸现场#的消息冲上微博热搜 , 这只来自美国波士顿动力公司的“大黄狗”自2020年6月首次出现在SpaceX现场时便备受关注 。美国波士顿动力公司一直被称作四足机器人行业的“天花板” , 但这几年 , 国产四足机器人也蓄势待发 , 准备冲击消费市场 。
AI “牛犇犇”实力追赶波士顿“大黄狗”
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“卸妆”后的“牛犇犇”在春晚后台送盒饭 。受访者供图
牛年春晚舞台上 , 杭州宇树科技有限公司的24只四足机器人“牛犇犇” , 以和刘德华、王一博、关晓彤同台演出正式“出道” , 又因在春晚后台“卸了妆” , 拉上小车送盒饭冲上热搜榜 。不少网友评论“机器小牛出道即巅峰” 。这场群舞 , 被科技圈称为“全球首次四足机器人集体舞蹈展示” , 国产四足机器人产业“亮了” 。
电驱动替代液压驱动 机器狗“瘦身”成功
相比于轮式机器人 , 四足机器人拥有如动物般“来去自由”的优势 , 可以灵活机动地适应不同地形环境 , 甚至一些人类和动物都无法触及的环境 , 一直都是国内外科研领域争相研究的重要课题 。
杭州宇树科技有限公司创始人、CEO王兴兴是一名90后“机器人发烧友” , 2013年在上海大学读研时就跟着导师研发四足机器人 。彼时 , 四足机器人在国内仅存在于高校和科研院所的实验室里 , 国内销售市场更是一片空白 。但在国外 , 美国波士顿动力公司的液压动力机器狗已经火爆科技圈 , 不过他们也只是在“油管”上“秀秀技能” , 并未进入市场销售 。
“那时国外的机器狗都是采用液压驱动 , 成本高、维护不便 , 机器狗身体笨重 。”王兴兴认为 , “电驱动不仅能够降低造价 , 也能够简化结构 , 让机器狗‘瘦身’ , 未来将会获得更广阔的应用场景和商业前景” 。
他一边研究国外文献一边进行电驱动测试 , “机器狗的每条腿至少要有3个关节 , 每个关节处都要有1个电机 , 因此整机最少需要12个电机 , 又由于机器狗的灵活程度要依赖于关节力距、功率密度等要求 , 因此这类关节处电机工艺研发十分复杂” 。从四足机器人控制的仿真验证、永磁同步电动机的选型、电机驱动板的设计及驱动程序开发等 , 他特意申请延期半年毕业 , 终于在2016年年初 , “牛犇犇”的雏形XDog测试成功 , 能够在复杂地形上行走和爬坡 。王兴兴也顺利毕业并入职当时风头正盛的大疆科技有限公司 。
2016年6月 , 波士顿动力公司忽然在“油管”上晒出了第一款全电驱动机器狗Spotmini , 不仅体量变小 , 还能灵活地做家务 , 引发科技圈极大关注 , 电驱动的发展方向得到验证 。随之而来的关注 , 使得王兴兴上传到网络上的XDog测试视频爆火 , 他也被海内外多家媒体报道 。“有人找我想要购买 , 也有投资人想要投资 , 创业的机会来了” 。王兴兴辞职创办了宇树科技 , 准备在四足机器人商业化道路上搏一搏 , 当时 , 四足机器人在国内外仍属于新兴、小众的行业 , 并没有市场化 。
想得到市场认可 , 就要打造有“硬核技术”傍身的机器狗 。在王兴兴看来 , “硬核技术”的关键在于对特定场合的软件程序开发 。“与大众认知中的工业机器人对零件精度要求高不同 , 四足机器人仅个别零件对精度要求高 , 量产后成本甚至可以很低” 。
最初公司仅有4个人 , 宇树科技也经历了和众多科技创新公司一样的“人力捉襟见肘”同时还要“烧钱搞研发”的阶段 , 甚至有一段时间他还需要自掏腰包为员工发工资 。不过这些并没有影响研发速度 , 他们按照尺寸、体型、动力性能等需求 , 独立研发了电机、电机驱动及各类控制结构和系统重构 , 并命名为Laikago致敬最早被送上太空的小狗laika 。2017年9月 , 尺寸比例更合理、动力性能和运动稳定性更强的Laikago开启对外预售 , 22千克的重量甚至可以装进行李箱 , 他们也成为最早实现商业化的四足机器人公司之一 。

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