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中國實乾版“鋼鐵俠”:不僅做出雙足大仿人機器人,而且還要商業化

與想像的不太一樣。原本以為,一家專注研發機器人的公司創始人,又自稱“鋼鐵俠”,應該像電影中的小羅伯特·唐尼,堅毅狂熱,甚至有一些刻薄;至少,也應該像埃隆·馬斯克一樣,

透露著冒險家的氣質。

張銳卻完全相反,有點失望,但更是驚喜。畢竟,在當下中國資本推動的“創業熱潮”中,我們看多了誇誇其談熱衷畫餅的“明星”,以及蜂擁而上動輒數十個億的融資,卻很少見踏實樸素的實幹家。

盯上雙足大仿人機器人

創業之前,張銳先後在北航無人機所、中科院自動化所、中國航太院工作,

參與一些科研專案,但每一段工作都很短暫。張銳說,他一直在尋找一件能做很長時間的事。

很快,他盯上了雙足大仿人機器人。

在張銳看來,即便機器人的研發似乎有了突破性進展,但相比最終目標,依然道路漫長。可是,機器人創業能活下去麼?他對此非常冷靜,因為看到了一個空白。

長期以來,由於國外在機器人領域起步早,

核心技術壁壘高,國內高校、科研院所想要研究,要麼從國外購買,要麼自己研發。前者花費鉅款,後者由於學生畢業往往半途而廢。這就導致無論是學界還是工業界在機器人研發、商業上,無法形成能夠比肩國外的力量。

所以,從一開始,張銳和他的鋼鐵俠科技,就想要率先把研發的機器人,應用在高校、科研院所、科技館等場景中,為其研究、教育、展示來服務。這樣做也能夠實現“階段性商業化”,

保證公司有足夠的資金運轉下去,並給投資人帶來收益。

在細分領域找出機會

察覺到這片空白的,張銳或許不是第一個,但在這個細分的領域,只有他把產品實實在在做出來了,並且有了商業化的可能。

雷鋒網瞭解到,其實若要追溯,人類製造“機器人”的歷史或許長達500年。16世紀,人造人形機械僧侶就出現在了教堂,神職人員們借此來“重現”聖經故事。

而直到1921年,布拉格上演的一幕叫做《Rossum's Universal Robots》的科幻劇,作者卡雷爾 · 恰佩克才在劇中首創(我們現在熟悉的)“Robot”一詞,為這個“新物種”命了名。

時過境遷,在製造機器人這門“手藝”上,人類確實取得了比較大的進步,有關機器人的界定也在發生變化。張銳認為,從廣義的角度,機器人是一個無人系統,它包括無人機、無人車、無人艇等自動執行工作的裝置,也包括通過仿生、仿人的方式研發的各類智慧機械裝置;從狹義的角度,

機器人則專指後者。

中國機器人領域的專家根據應用環境,將它分為工業機器人和特種機器人兩類。工業機器人指的是面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人,而特種機器人則是除工業機器人之外、用於非製造業並服務於人類的各種機器人。

張銳關注的雙足大仿人機器人,便是特種機器人中的一類服務機器人。

解決最根本的問題

在普通人眼裡,機器人看起來是一項黑科技,但基本原理其實不難理解。羅素在《人工智慧——一種現代方法》中做了最簡單的說明,雖然他說的是一個綜合的“智慧體”,但機器人也是一樣的原理:

機器人通過感測器感知環境,“問號”代表的控制中心,將感知到的資訊傳達給執行器,執行器再做出相應的回饋。其實和人類行為的發生本質非常相似,人類的視覺、觸覺、味覺等相當於感測器,“問號”相當於大腦,而四肢就是執行器。

鋼鐵俠的厲害之處,就是解決了這個問號。

自主設計研發硬體和“運動腦”

據張銳向雷鋒網介紹,仿人機器人主要在三個方面像人,分別是形態、行為和思維。無論從哪個方面,設計一個成功的仿人機器人都難度巨大,難點有三:

仿人機器人本身是一個精密的光機電算一體化系統,在設計、生產、組裝都充滿了不確定性挑戰;

讓機器人學會走路,適應各類地形,手、腦、腳的控制與協作非常困難,對演算法和系統都有很高的要求;

讓機器人有自主決策能力,知道自己在什麼場景下要做出什麼樣的動作,甚至有自己的性格,是最為困難的。

首先需要解決的是形態問題,這涉及到硬體方面大量的感測器,但世面上現有的模組基本不符合要求,要麼價格偏貴,要麼精度不夠。鋼鐵俠科技根據機器人本身結構自主設計研發,一則為了降低成本,二則為了達到國際領先的品質。

在2017年初組裝完成的第二代機器人裡,鋼鐵俠科技放了兩台英特爾的處理器,其中一台是專門負責機器人的運動平衡控制系統,另一台主要做大腦決策的宏觀規劃。

因此,在自由度方面,鋼鐵俠科技的ART機器人單腿是六個自由度,雙腿是十二個自由度,踝關節是兩個自由度,髖關節是三個自由度,這讓機器人走路類似于人的姿態。

有了硬體還不夠,張銳和他的鋼鐵俠科技研發了一套運動控制系統,叫做“運動腦”。運動腦是基於機器人的形態,運用正逆向運動學、動力學以及人工智慧技術,讓機器人擁有自主運動能力的一套決策系統。

“運動腦”有三個層級:

第一層級:關節控制

在關節處需要採集各關節的轉動位置、速度、加速度、力矩等資訊,然後由每個自由度的MCU驅動電機進行精密控制。

第二層級:神經中樞控制

根據機器人的姿態、力和力矩、視覺等資訊,對機器人在各種場景下的步態進行控制。

第三層級:任務層控制

當對機器人直接下達一個指令,比如在會場上找到一個人,機器人可能需要轉動攝像頭,然後找到那個人,這是最高層的決策。

據張銳介紹,鋼鐵俠科技提供兩樣東西,一個是機器人的硬體本體本身,另一個是開發環境。為了讓更多的客戶直接運用機器人,他們把運動腦進行了封裝,用戶可以直接調用。

雷鋒網瞭解到,目前鋼鐵俠科技已經完成了第二代產品的組裝,也即將完成一個更大數額的A輪融資。以中科院李德毅院士為首的國內科研機構、高校都給予鋼鐵俠科技很大關注,相信這與張銳的“初心”是相符的。

解決最根本的問題

在普通人眼裡,機器人看起來是一項黑科技,但基本原理其實不難理解。羅素在《人工智慧——一種現代方法》中做了最簡單的說明,雖然他說的是一個綜合的“智慧體”,但機器人也是一樣的原理:

機器人通過感測器感知環境,“問號”代表的控制中心,將感知到的資訊傳達給執行器,執行器再做出相應的回饋。其實和人類行為的發生本質非常相似,人類的視覺、觸覺、味覺等相當於感測器,“問號”相當於大腦,而四肢就是執行器。

鋼鐵俠的厲害之處,就是解決了這個問號。

自主設計研發硬體和“運動腦”

據張銳向雷鋒網介紹,仿人機器人主要在三個方面像人,分別是形態、行為和思維。無論從哪個方面,設計一個成功的仿人機器人都難度巨大,難點有三:

仿人機器人本身是一個精密的光機電算一體化系統,在設計、生產、組裝都充滿了不確定性挑戰;

讓機器人學會走路,適應各類地形,手、腦、腳的控制與協作非常困難,對演算法和系統都有很高的要求;

讓機器人有自主決策能力,知道自己在什麼場景下要做出什麼樣的動作,甚至有自己的性格,是最為困難的。

首先需要解決的是形態問題,這涉及到硬體方面大量的感測器,但世面上現有的模組基本不符合要求,要麼價格偏貴,要麼精度不夠。鋼鐵俠科技根據機器人本身結構自主設計研發,一則為了降低成本,二則為了達到國際領先的品質。

在2017年初組裝完成的第二代機器人裡,鋼鐵俠科技放了兩台英特爾的處理器,其中一台是專門負責機器人的運動平衡控制系統,另一台主要做大腦決策的宏觀規劃。

因此,在自由度方面,鋼鐵俠科技的ART機器人單腿是六個自由度,雙腿是十二個自由度,踝關節是兩個自由度,髖關節是三個自由度,這讓機器人走路類似于人的姿態。

有了硬體還不夠,張銳和他的鋼鐵俠科技研發了一套運動控制系統,叫做“運動腦”。運動腦是基於機器人的形態,運用正逆向運動學、動力學以及人工智慧技術,讓機器人擁有自主運動能力的一套決策系統。

“運動腦”有三個層級:

第一層級:關節控制

在關節處需要採集各關節的轉動位置、速度、加速度、力矩等資訊,然後由每個自由度的MCU驅動電機進行精密控制。

第二層級:神經中樞控制

根據機器人的姿態、力和力矩、視覺等資訊,對機器人在各種場景下的步態進行控制。

第三層級:任務層控制

當對機器人直接下達一個指令,比如在會場上找到一個人,機器人可能需要轉動攝像頭,然後找到那個人,這是最高層的決策。

據張銳介紹,鋼鐵俠科技提供兩樣東西,一個是機器人的硬體本體本身,另一個是開發環境。為了讓更多的客戶直接運用機器人,他們把運動腦進行了封裝,用戶可以直接調用。

雷鋒網瞭解到,目前鋼鐵俠科技已經完成了第二代產品的組裝,也即將完成一個更大數額的A輪融資。以中科院李德毅院士為首的國內科研機構、高校都給予鋼鐵俠科技很大關注,相信這與張銳的“初心”是相符的。