一家科技企業的智能機器人,竟悄然成為了春晚保留的科技節目。
而且還是央視春晚欽點的那種,
牛年來臨之際,一群來自深圳的“拓荒牛”四足機器人,便登上了春節聯歡晚會的舞臺,與劉德華、王一博、關曉彤一起表演了創意節目《牛起來》,這也是它們在全國人民前的首次亮相,
來欣賞一下它們“旋轉,跳躍,我不停歇”的曼妙舞姿。
而制造這些“拓荒牛”四足機器人的公司優必選科技,已經是第四次登上春晚舞臺,
眾所周知,央視春晚導演組對于節目的要求極高,質量把控也是極為嚴格。這家企業的機器人為什么會如此受到春晚青睞?
能上春晚的機器人,擁有怎樣的“功底”?
作為登上春晚的 “演員”,外在形象必須過關。
本次登場的“拓荒牛”四足機器人,站立身高83cm,自重60kg,負載15kg,以深圳特區“拓荒牛”為設計原型,身著大陸紅及祥云圖案,加上炫彩燈光條,在融合傳統元素的同時,還呈現出酷炫的科技感,
昂首挺胸,奮蹄向前的“拓荒牛”四足機器人,“牛氣沖天”勢不可擋,其背后蘊含了一系列優必選科技自主研發的硬核技術:高性能實時主控系統、力控伺服驅動器、全動力學優化算法、激光雷達定位導航算法……其中涉及的申請專利超2500件,
再來欣賞下“演員們”的舞姿,
無論是點頭,還是扭肩,動作連貫得可謂是一氣呵成。
伴著節奏感十足的音樂,嗯!是有種“左手畫個龍,右手畫彩虹”的魔性感了。
教人類舞蹈初學者尚且不是一件容易的事,畢竟“臺上一分鐘,臺下十年功”,
這些機器人又是如何做到如此“整齊劃一”的呢?
主要難點有二,
難點一:力控關節
要具備優美、連貫的肢體表現力,關節的靈活運用起到了關鍵的作用。
“拓荒牛”機器人能夠做出高難度動作,也是歸功于此——共有16個自由度:
每條腿3個自由度(共計12個)
頭部3個自由度
尾巴1個自由度
在擁有如此多的自由度下,能讓“關節”精準地輸出位置和力矩,力控伺服驅動器 便是核心,
簡單來說,就是機器人身上的每個伺服驅動器,在接收到指令之后會做到實時響應;多個伺服驅動器“協同運行”,便可以讓機器人靈活運動起來了。
從硬件構成來看,伺服驅動器主要包括了電機、減速器、碼盤和力矩反饋單元等,
而這次針對“拓荒牛”的表演任務,對伺服驅動器各個硬件的選型,也成為了一個重要的問題。
為此,優必選科技利用正反驅固有頻率匹配和慣量匹配的方法,解決了這一問題,
值得一提的是,這是優必選科技在去年10月才剛剛研發出來的兩款力控關節,與現有四足機器人產品不同,“拓荒牛”四足機器人采用通用力控關節,同時滿足高精度高帶寬力矩控制、較大的力矩/質量比,未來能夠在優必選其它機器人產品上作為腿部和手臂關節使用。
難點二:步態算法和定位算法
從舞臺上“拓荒牛”的表演中不難看出,大型四足機器人在臺上不僅要快速行進,而且還要完成高難度動作,這就需要高動態運動控制算法,來實現給定軌跡的跟蹤,
得益于優必選科技早前對大型仿人服務機器人Walker的研發基礎,即“基于優化的全身運動控制”算法軟體庫,使得此次對于“拓荒牛”機器人的算法研發工作,并不是“從0到1”的過程,
工程師在Walker的動力學模型基礎上,替換為適用于四足機器人的模型,
除此之外,還根據舞蹈的動作命令,利用軟體庫實時求解出各個關節所需要的力矩。
定位也是算法層面的另一個難題,畢竟人類演員彩排時,對演員舞臺的“定位”也是非常重視的。
為此,工程師們針對舞臺現場的特點,優化了激光雷達建圖定位算法,建立了舞臺的3D地圖,解決了這一問題,
與此同時,在高性能算力的支持下,這些復雜的算法能夠控制在1kHZ下實時完成,
除了上述的兩個難點之外,還有一個“隱形”的困難,那就是時間,
優必選科技2020年初開始研發四足機器人,在2020年底收到央視牛年春晚導演組對于大型仿生牛四足機器人的需求,約20名軟硬件技術研發工程師,在不到三個月的時間內攻克了多項技術難點。
能夠在如此之短的時間里,滿足春晚導演組的高要求,原因很簡單:
是“老司機”了!
這不僅僅歸功于技術層面的積淀,還受益于多次亮相春晚積累的經驗,
在2016年春晚上,540臺Alpha機器人帶來了集體舞蹈表演,星際既視感滿滿,
2018年,優必選科技又派出狗年特別版機器人Jimu汪汪組隊“熱舞天團”,
2019年,優必選科技6臺大型仿人服務機器人Walker,與演員同臺表演歌舞《青春暢想》。
但對于智能機器人來說,只會“演出”,其實是遠遠不夠的,
舞臺之下,智能機器人的高光時刻
機器人技術作為20世紀人類最重要的發明之一,其初衷應當是不變的,即服務于人、提高效率,
真正屬于它們的高光時刻,應該體現在為人類提供服務。
從整個行業來看,大陸機器人主要分為工業機器人、服務機器人和特種機器人。
目前,占比最大的還是工業機器人,為84%;其次是服務機器人和特種機器人,占比分別是11%和5%。
對于四足機器人的應用,優必選科技表示,目前還處于研發階段,未來可以在人工智能和機器人科研教育、商業服務、安防巡檢等領域落地應用,與公司其它機器人一起,為各行各業提供智能化的服務,實現“讓智能機器人走進千家萬戶”的使命,
無論是四足機器人“拓荒牛”、大型仿人服務機器人“Walker”亦或是編程教育機器人“Jimu汪汪”等,在春晚上亮相,不僅提供了一場科技的“視覺盛宴”,同時也讓過去看起來遙不可及的智能機器人走入大眾視野,
這也同時反映出,隨著技術的不斷發展,智能機器人更是從工業界開始逐漸步入人類的日常生活,尤其是在疫情期間。
過去一年,大陸的科技抗疫經驗為全球抗疫斗爭注入信心,從疫苗、檢測試劑的研制,到人工智能、機器人、5G 技術等前沿技術的實踐應用,大陸創新科技為疫情防控提供了有力的支撐。
而智能機器人成為抗疫過程落地最快、應用最廣的AI應用。
在醫院等應用場景中,智能機器人可以提供口罩檢測、測溫、消毒等服務,大大降低人類感染病毒的概率。
科技抗疫的背景下,“無接觸式”需求的萌生,讓智能機器人的價值得到了最大化的體現。
大陸的人工智能機器人企業不僅在大陸展開抗疫行動,還將大陸智慧帶到海外,助力全球抗疫,
例如優必選科技在去年馳援了包括韓國、日本、比利時、西班牙、沙特、迪拜、幾內亞等在內的14個海外國家和地區,防疫機器人提供無接觸測溫、導診咨詢、口罩檢測等功能,覆蓋9大高危場景。其最新研發的紫外線消毒機器人ADIBOT凈巡士,近期也在美國特拉華州的學校應用,進行精準消毒,保障校園安全,
這些智能機器人,在關鍵時期承擔了高風險“重擔”,成為抗疫期間的科技助手。
而 “疫情”之后,如何持久地推動智能機器人落地成為考驗機器人企業的關鍵問題。
因此,如何更全面、更實際、更深入地去落地,是整個行業最為關注的話題。
智能機器人這條路,接下來該怎么走?
智能機器人除了在抗疫期間發揮重要作用外,其實,很早便在其他各種領域有所應用,
例如我們可以在城市規劃館、政務展廳、黨建中心等場景中見到智能機器人的身影,
△ 優必選Cruzr(克魯澤)在嘉善新城規劃館擔任智慧導覽員
雖然智能機器人的發展已然有了“百花齊放”的趨勢,但這種發展模式是否正確?還是更應該聚焦在某個關鍵領域?
對此,優必選科技創始人、董事長兼CEO周劍表示:
目前人工智能和機器人還處于初級的階段。在這個情況之下,每家公司都在探索新的市場,沒有一個標桿可供參考,完全靠自己摸著石頭過河,所以任何領域有需求時,我都得去主動接觸,如果這個需求可以承接,并且有機會繼續深入,直到把垂直領域全部吃透,才有大概率形成一款客戶剛需的產品,
但好在我們目前在不斷地聚焦,經過了大概十幾個行業的不斷探索之后,我們會聚焦 2 到 3 個或者 3 到 4 個行業應用場景。這就是我們公司目前正在做的事情。
如果把公司的核心技術比作一條河流,沿著它,有些地域能夠孕育生命,而后逐步發展壯大成文明,
人工智能教育,便是優必選科技成功探索的領域之一,
憑借雄厚科技實力及教研資源,優必選科技推出了基礎教育校內、基礎教育校外、高校教育三大教育解決方案,探索專業的人工智能教育。
具體而言,包含了人工智能課程、師資培訓、活動競賽、空間建設、軟體平臺等內容,
目前,優必選AI教育業務所覆蓋的國家多達40個,有約150萬名學生通過它來學習AI。
在大陸,2020年年初,優必選科技人工智能教育落地山東濰坊44所大陸小。
同年6月起 ,優必選科技與余杭區教育局合作,為全區96所大陸小、約33000余名大陸小生提供AI課程、競賽、實踐等學習機會,
同年7月起,優必選科技為廈門市100所學校,提供一整套涵蓋國小、國中、高中各年齡階段的人工智能教育解決方案。
而且在“新基建”的大勢之下,人工智能行業的發展,需要的不僅僅是資金、技術的投入,還需要人才的投入,
行業專家指出,培養人工智能人才的戰略任務肯定要由教育來承擔,這是新基建機遇下賦予教育的重要使命,人工智能教育是新基建的基石,
不難看出,無論是立足整個智能機器人行業的發展,還是具體到人工智能教育領域,優必選科技選擇的都是以智能機器人為載體,人工智能技術為核心,深入行業的打法。
基于這樣的戰略,除了人工智能教育,優必選科技還在智慧物流和智慧康養等領域進行布局。
或許,這正是央視春晚4次“點名”優必選科技的原因,
亮相央視春晚的背后,不僅體現了技術實力,還折射出以優必選科技為代表的大陸企業,在堅持核心技術自主研發的前提下,成功探索出智能機器人落地應用的發展之路。未來,將有越來越多的大陸科技企業憑借開拓創新跑出“加速度”,構建以技術為核心的全球競爭力,