国产四足机器人春晚群舞“出道”
“牛奔奔”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。
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“牛奔奔”，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，“牛奔奔”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。
基于XDog的高知名度，从Laikago机器狗预售，到随后陆续推出的每款产品都得到关注。“订单一半来自谷歌等国外科技企业，一半来自国内高校、科研院所和大型互联网公司”。王兴兴告诉记者，2020年公司员工有近百人，营收达几千万元。
几个月前，当“牛奔奔”还是一只“机器狗”时，在互联网平台跳出了第一支舞，也由此开启了春晚之旅。换上新造型，后空翻、侧滚翻、拜年等动作成了萌翻全场的微信表情包，王兴兴兴奋地说：“这既是对我们的认可，也是四足机器人行业的‘破圈’，离我们最初设定的开拓消费级市场又近了一步。”
“小”创业公司和互联网“大厂”纷纷入局
在王兴兴看来，四足机器人就像上个世纪的计算机电脑，“科技公司、高校和科研院所目前购买四足机器人，多是将机器人当作工具，进一步进行研发，去开拓更多应用场景和配套功能”。虽然短期内让四足机器人走入普通大众的家庭还为时过早，除教育科研外，他希望在未来一两年中尝试开拓更大的消费级市场。“或许未来一两年会在居民小区中出现巡逻机器狗，但在配套软件开发上需要进行大量努力，比如机器人在不同环境下的步态切换，或者摔倒后自己重新学习站起来，或者运动中某条腿坏了能够自己生成新运动模式重新向前走……将会有极大的应用价值”。
对于四足机器人研发和应用场景开拓，国内各大高校、科研院所均已开展多年。“四足机器人可以搭载不同设备进入不同场景，未来将会有广阔应用前景。”东北大学教授丛德宏曾带着学生自主研发四足机器人“脊梁”，代表中国参加第18届亚太大学生机器人大赛国际赛总决赛并获得季军。他认为，“开发应用场景前，首先得把四足机器人的性能提升上去，但目前无论高校研究还是科技公司的研发，仍存在控制驱动、步态规划和感知系统等技术难点，更好的解决方案尚未形成”。
丛德宏计划把四足机器人应用到陪跑场景，“陪跑或许对于普通人来说，仅是陪伴作用。但对于专业运动员，如果想快速训练出好成绩，需要长期枯燥的配速训练。为四足机器人设定好配速和路线，运动员跟着训练，比个人训练更容易进行”，他认为，要达到陪跑效果，一方面要训练四足机器人的运动性能，另一方面要保证续航能力、感知能力和对速度的控制能力等，“如果机器人能达到这样的水平，就可以在巡检、安防或其他自然环境当中进行工作了”。
据统计，目前国内已有近10家科技创业公司进入四足机器人赛道，并在创新技术上均有所突破。在春晚舞台上和“牛奔奔”同台的“拓荒牛”，是由深圳优必选科技公司研发的牛年限定版智能四足机器人，不仅拥有自主研发的高性能主控系统，还支持3D地图构建、自主定位导航。杭州云深处科技有限公司自主研发的“绝影”系列机器人，已具备快速跑跳、适应崎岖地形、抵抗外部扰动以及自主导航等功能，并可执行安防巡逻、物流运输等任务，有望成为人们日常工作和生活中的得力助手。
与此同时，一些互联网“大厂”也开始尝试研发高性能的四足机器人。去年8月，华为中央研究院曾公布一款采用了华为AI技术，用于智能识别、目标定位等场景的机器狗产品，引发关注。今年3月2日，腾讯正式发布首个软硬件全自研的多模态四足机器人——机器狗Max。腾讯表示，Max将有望在机器人巡逻、安保、救援等领域发挥作用。
或许在将来，国产机器狗装备上不同程序，就可以化身“家政小助手”、宠物狗、导盲犬、搜救犬、巡逻犬等智能伙伴，可以代替人类进入更多未知地带进行探索工作。
中青报·中青网记者 孟佩佩 来源：中国青年报