雙足大仿人機(jī)器人教具是個(gè)被低估的市場(chǎng)？ 鋼鐵俠科技想做中國(guó)版的Atlas

“ 雖然國(guó)外的雙足人形機(jī)器人Atlas售價(jià)超過200萬美元，但在國(guó)內(nèi)依然無法買到?！变撹F俠機(jī)器人的創(chuàng)始人張銳如是告訴36氪。

正是多個(gè)大學(xué)教授的類似抱怨，讓熱愛機(jī)器人的張銳發(fā)現(xiàn)雙足大仿人機(jī)器人科研教具可能是一個(gè)被低估的市場(chǎng)。中國(guó)教育科研經(jīng)費(fèi)近年來每年在8000億以上，其中大部分給到了工科類大學(xué)或者專業(yè)，而僅是開設(shè)自動(dòng)化專業(yè)的國(guó)內(nèi)本科院校就在1000所以上。

看中這個(gè)市場(chǎng)，2015年，張銳與同樣是機(jī)器人研究方向的莊園一起創(chuàng)辦了鋼鐵俠科技有限公司，想要打造中國(guó)版的Atlas。

自上世紀(jì)六七十年代起，雙足大仿人機(jī)器人的研究就已開始，并在軍事及一部分工業(yè)場(chǎng)景中被運(yùn)用。近年來，隨著被Google收購(gòu)Boston Dynamics ，后者的雙足行走機(jī)器人Atlas 才被普通大眾所關(guān)注。而在國(guó)內(nèi)，雖然也有少數(shù)高校研究過，但還停留在科研階段，鮮有考慮商業(yè)化，也給國(guó)內(nèi)基于人形機(jī)器人的研究帶來了種種不便。

不過，要給科研院所提供穩(wěn)定、可靠的雙足大仿人機(jī)器人平臺(tái)，對(duì)于機(jī)器人硬件、軟件開發(fā)環(huán)境都會(huì)有較高的要求。張銳告訴36氪，目前團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了機(jī)器人整機(jī)的設(shè)計(jì)、全部底層技術(shù)研發(fā)及第二代機(jī)器人產(chǎn)品組裝。

硬件方面，鋼鐵俠科技并沒有采用Atlas的液壓驅(qū)動(dòng)方案，而是自研了全套的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案。之所以選擇電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案，主要是因?yàn)锳tlas為代表的液壓驅(qū)動(dòng)方案，噪音大、功耗高，并不太適用于工業(yè)機(jī)械以外的領(lǐng)域。此外，Atlas的結(jié)構(gòu)部分要依賴于高精度的金屬3D打印機(jī)打印，很難標(biāo)準(zhǔn)化，這就意味著很難量產(chǎn)。為此，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了高精度、無噪音的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用智能算法，可以智能適配多種型號(hào)的電機(jī)。

要讓機(jī)器人像人一樣行走，這個(gè)過程可以拆分成環(huán)境感知、步態(tài)規(guī)劃、步行控制等幾個(gè)環(huán)節(jié)。這其中，控制算法就是核心。鋼鐵俠科技采用了自研的姿態(tài)傳感器、位置傳感器，配合視覺、力覺等模塊，可以滿足機(jī)器人組合導(dǎo)航和步態(tài)、平衡控制的需求。同時(shí)采用了高速電機(jī)制成，行走速度可以自由調(diào)節(jié)，自帶電源，可以連續(xù)工作四小時(shí)。

實(shí)際環(huán)境中，機(jī)器人也會(huì)受到外界沖擊，能否保持平衡就是個(gè)問題。團(tuán)隊(duì)表示，和真人一樣，機(jī)器人受外力沖擊也有一定的范圍要求；目前鋼鐵俠科技正在做一項(xiàng)新的算法研究，計(jì)劃讓機(jī)器人在受力反應(yīng)方面擁有超乎常人的能力。

為了提供更為通用、可靠的開發(fā)環(huán)境，團(tuán)隊(duì)采用了目前市面上最為普及的ROS機(jī)器人操作系統(tǒng)。2013年后，WillowGarage公司已經(jīng)很少對(duì)ROS進(jìn)行維護(hù)，團(tuán)隊(duì)也在此前的版本上進(jìn)行了大量?jī)?yōu)化。

事實(shí)上，科研機(jī)構(gòu)對(duì)雙足大仿人機(jī)器人有如此高的研究熱情，很大程度上還是因?yàn)槠湮磥響?yīng)用的前景。雙足人形機(jī)器人因?yàn)榭梢韵袢艘粯泳哂性诟鞣N環(huán)境下行走的功能，在反恐防爆、太空探索、搶險(xiǎn)救災(zāi)等不適合由人來承擔(dān)任務(wù)的環(huán)境中應(yīng)用前景廣闊。比如，Boston Dynamics的Petman機(jī)器人，已經(jīng)被用來測(cè)試防護(hù)服裝和各種軍用設(shè)備；歐洲的Romeo機(jī)器人則有望在2017年進(jìn)入歐洲的養(yǎng)老院。這也在一定程度上解釋了目前熱衷于制作＂十分像人的＂人形機(jī)器人的基本都是工業(yè)公司而不是科研機(jī)構(gòu)。

技術(shù)難度高，研發(fā)周期長(zhǎng)，應(yīng)用端需求強(qiáng)且精準(zhǔn)，這個(gè)行業(yè)基本都是采用了高利潤(rùn)銷售的模式，目前已有的產(chǎn)品售價(jià)普遍在數(shù)百萬元以上。

不同于很多小型機(jī)器人要面臨山寨的困境，鋼鐵俠表示機(jī)器人產(chǎn)品設(shè)計(jì)精密，涉及到數(shù)千個(gè)元器件，且對(duì)精準(zhǔn)組裝有較高的要求，即使將目前的設(shè)計(jì)圖公開，對(duì)方仿制最快也要有半年以上的時(shí)間，且不能保證能組裝完成。

目前，鋼鐵俠團(tuán)隊(duì)已經(jīng)建立了近20人的團(tuán)隊(duì)，并已經(jīng)完成兩輪融資。研發(fā)團(tuán)隊(duì)曾工作于中國(guó)科學(xué)院、航空航天院所以及外企的資深工程師構(gòu)成。2016年6月，中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、解放軍總裝備部少將李德毅院士在鋼鐵俠科技成立李德毅院士專家工作站。