這個世界上的仿生型機(jī)器狗,一種叫波士頓動力,另外一種叫非波士頓動力。
波士頓動力
昨天,波士頓動力機(jī)器狗Spot 2.0版本正式發(fā)布,對導(dǎo)航,自主性,感測,用戶可編程性,有效載荷集成,通信等方面進(jìn)行了改進(jìn),波士頓動力的商業(yè)化之路已經(jīng)越來越清晰了。
Spot Release 2.0的最大亮點可能是全新改進(jìn)的自主導(dǎo)航API,這代表了波士頓動力開始真正意義上對用戶開放其底層平臺,開源之后,用戶可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行二次改裝。以前的API允許用戶命令Spot以特定的速度沿特定的方向移動特定的距離。這個功能現(xiàn)在已經(jīng)得到了廣泛的擴(kuò)展,可以指揮Spot在整個建筑物中自主導(dǎo)航。
2.0版本還包括了一些重要的移動性升級,使Spot在濕滑的地面上更有彈性,并能更好地應(yīng)對樓梯,這兩點都是Spot在首次商業(yè)部署的環(huán)境——建筑工地中遇到的問題,而現(xiàn)在Spot 2.0可以使爬樓梯變得更安全、更可靠。
宇樹科技
相比于波士頓動力一臺機(jī)器狗相當(dāng)于一輛豪車的售價,極具中國特色的宇樹科技將機(jī)器狗的價格做到了一萬美元以內(nèi),并且已經(jīng)量產(chǎn)、出售。
2016年8月份,王興興從大疆離職,創(chuàng)辦了宇樹科技,從成立至今不到 4 年時間里,宇樹科技已經(jīng)成為四足機(jī)器人領(lǐng)域最知名的公司之一。2019年12月,宇樹科技完成了數(shù)千萬元Pre-A輪融資,由紅杉中國種子基金投資,上一輪投資方德迅投資進(jìn)一步追投。
宇樹科技至今已經(jīng)開發(fā)了Laikago,、Laikago Pro、AlienGo、Unitree A1四款機(jī)器人。其中“萊卡狗”(Laikago)2017年開始接受意向訂單,2018年開始正式接訂單、生產(chǎn)及發(fā)貨?;诠_檢索,宇樹科技可能是全球最早開始公開零售高運動性能四足機(jī)器人的公司。
蔚藍(lán)
2019年,一群滿懷夢想的工程師創(chuàng)立了南京蔚藍(lán)智能科技有限公司(以下簡稱“蔚藍(lán)”),同年,蔚藍(lán)向特定客戶發(fā)布了世界上第一款四足機(jī)器人形態(tài)的個人機(jī)器人項目——阿爾法機(jī)器狗AlphaDog,該項目展示了世界上第一臺行走速度能夠超過3米/秒的量產(chǎn)四足機(jī)器人產(chǎn)品,它也是世界上第一個定位為通用型四足形態(tài)個人機(jī)器人的產(chǎn)品。
作為量產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)品,阿爾法機(jī)器狗前所未有的行走速度證明了其領(lǐng)先的運動控制技術(shù)。2020年初,蔚藍(lán)公開發(fā)布了阿爾法機(jī)器狗 C系列和阿爾法機(jī)器狗 E系列產(chǎn)品。
目前,蔚藍(lán)擁有4款A(yù)lphaDog產(chǎn)品,從工程樣機(jī)、開發(fā)者版本再到企業(yè)版,應(yīng)有盡有。
除了以上的這些,還有MIT實驗室出品的獵豹機(jī)器人、浙大的“絕影”機(jī)器狗等等,只是都還沒有進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)階段,所以本文并不做詳細(xì)點評。
而至于關(guān)注機(jī)器狗的目光越來越多,高工機(jī)器人研究所分析師張鑫表示:“機(jī)械狗作為腿式移動機(jī)器人的代表,其與AMR輪式移動機(jī)器人相比,由于輪式機(jī)器人其簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)和較好的穩(wěn)定性,使其相較于腿式機(jī)器人更易控制?!?/p>
此外,他認(rèn)為相較于腿式機(jī)器人,輪式機(jī)器人其驅(qū)動結(jié)構(gòu)使機(jī)器人運動更快,且能耗更少。但就地面適用性而言,腿式具有更廣的優(yōu)勢,因為其仿生特性及對不平整地面的平穩(wěn)適應(yīng)性。不過,隨著技術(shù)的提高,將輪式和腿式結(jié)合,以獲得地面最大適應(yīng)性,且更優(yōu)的完成所執(zhí)行的任務(wù),才是人類研究機(jī)器人移動方式的目的。
兩種技術(shù)路徑:液壓與電控
2015 年,王興興在上海的一個機(jī)器人比賽上獲獎后就表示,“未來四足機(jī)器人要產(chǎn)業(yè)化肯定是小一點的、電驅(qū)動的版本,而不會是波士頓動力的液壓機(jī)器人?!碑?dāng)時還在讀書的他已經(jīng)有了將機(jī)器人市場化的想法,而且認(rèn)定了就是電驅(qū)動。
浙大“絕影”機(jī)器狗負(fù)責(zé)人朱秋國也表示:“追求液壓驅(qū)動的關(guān)鍵原因就在于其力量很大。在尺寸相當(dāng)?shù)那闆r下,選擇液壓驅(qū)動的機(jī)器狗相比全電機(jī)驅(qū)動的機(jī)器狗,在負(fù)重能力上具有明顯優(yōu)勢?!?/p>
不過,對液壓驅(qū)動的機(jī)器人來說,每一個液壓泵都需要配備一個大功率的發(fā)動機(jī)或電機(jī),這意味著在提升液壓泵壓力時,會帶來噪音問題。“從波士頓早期視頻來看,帶了一個發(fā)動機(jī)的機(jī)器人,大老遠(yuǎn)都能聽到響聲,這在軍用領(lǐng)域是非常致命的?!辈ㄊ款D動力的大狗機(jī)器人也正因此被美國軍方冷落。
業(yè)內(nèi)人士也表示,除了噪音,液壓驅(qū)動還存在漏油以及維護(hù)不便等問題。
縱觀國內(nèi)機(jī)器人研究,朱秋國認(rèn)為國內(nèi)對液壓機(jī)器人的研究,與波士頓動力相比差距仍然較大,而開發(fā)電機(jī)驅(qū)動的機(jī)器人是一個“彎道超車”的選擇。
“絕影身上采用的電機(jī)與波士頓動力開發(fā)的電機(jī)相比,盡管在性能上會存在差距,但這種差異不會是機(jī)器人運動能力的決定性因素?!敝烨飮f道。
巡檢應(yīng)用市場未來可期
波士頓動力商業(yè)化落地的第一個客戶是一家室外建筑公司,這也很契合腿足式機(jī)器人的特性。
相比于傳統(tǒng)的輪式移動機(jī)器人,腿足機(jī)器人具備輪式機(jī)器人無法比擬的優(yōu)勢。比如在散布碎石、坑洼的地面,腿足機(jī)器人能夠更好跨越,同時能夠?qū)崿F(xiàn)上下樓梯。總的來說,跨越復(fù)雜地形、上下樓梯會成為腿足機(jī)器人對比輪式機(jī)器人的最大優(yōu)勢。
基于此,業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,腿足機(jī)器人現(xiàn)階段的主要場景將會是在巡檢領(lǐng)域,這是由于巡檢的范圍可能包括了山區(qū)、郊外等,但輪式機(jī)器人無法覆蓋這些復(fù)雜的地形條件,且對臺階、碎石等路面情況也束手無策。
“當(dāng)我們的機(jī)器人能力不斷進(jìn)步,人們的對四足機(jī)器人的認(rèn)識不斷增強的時候,人們終會發(fā)現(xiàn)一臺腿足機(jī)器人能做的事情更多,巡檢的范圍也能拓展到更大范圍。腿足機(jī)器人在短距離內(nèi)從事巡檢工作一定是未來趨勢?!敝烨飮硎?。
與此同時,腿足機(jī)器人在硬件成本上比輪式機(jī)器人多出來的部分僅在于執(zhí)行關(guān)節(jié),目前執(zhí)行關(guān)節(jié)作為機(jī)器人的關(guān)鍵部件在造價上有很好的成本控制方案,尤其是在實現(xiàn)量產(chǎn)后,售價可以做到與輪式相當(dāng)?shù)乃剑瑤缀蹩梢詫r格劣勢抹平。