小鵬機器人,為什麼真的像人?

文|邱曉芬

編輯|蘇建勳

國內具身智能領域,在上週被新能源車廠商小鵬炸了鍋。

11月5日小鵬發佈的人形機器人IRON,由於步態太過擬人,且被發現有人耳輪廓、後背有疑似女性內衣的凸起,被不少人質疑:「IRON裡面藏著真人模特」。

隨後,何小鵬發佈影片回應質疑,他用剪刀將IRON腿部的布剪開,讓機器人走了一圈。又拉開了其後背的拉鏈,露出了乳白色、帶有密集網格結構的機器人軀體。

△何小鵬拉開IRON拉鏈△何小鵬拉開IRON拉鏈

可公眾的好奇仍然存在,為什麼不同於大多數機器人僵硬、卡頓的行動姿態,小鵬機器人在行走時能如此絲滑擬人?

當中的秘訣,既包括了仿生脊柱設計、82 個關節自由度、大模型訓練人類步態等關鍵技術,據《智能湧現》瞭解,其中的核心突破,是一種應用在機器人「肌肉」的新型材料:彈性體。

「當一個機器人被質疑是真人時,說明大家已經在用人的標準來看待它了,這種爭論恰好證明了行業對機器人的想像力。」「博理科技」CMO肖博文對《智能湧現》表示。

作為彈性體材料領域的供應商之一,「博理科技」能夠通過3D打印技術生產包括彈性體在內的各類高性能材料,其打印速度較傳統工藝提升20至100倍。在機器人領域,他們的客戶包括智元機器人、優必選等。

綠洲資本是「博理科技」的早期投資方,他們認為,材料創新正成為具身智能發展的關鍵變量之一。傳統機器人多依賴金屬的剛性結構,而博理以3D打印技術,開發出具備柔性響應與輕量化特性的新型彈性體。如果未來人機共存是必然現實,人形機器人除了要有智慧的大腦,是否擁有如肌肉般協調、安全、高效的身體,同樣將決定它能否真正走入日常生活。

用「彈性體」給機器人造肌肉

彈性體材料,特質上介於剛性材料和矽膠之間,你可以把一塊彈性體材料隨意揉捏、摔打,都不會產生破壞。

彈性體材料最早用在航空航天領域,後來被引入軍用頭盔充當間隔結構;近幾年開始被應用在日常場景,例如鞋子的支撐結構、單車把手和坐墊、VR上的面部襯墊、床墊、牙套、文創產品等等。

△晶格結構的彈性體材料△晶格結構的彈性體材料

這種剛柔並濟的特性,恰好與人形機器人的訴求完美匹配。

肖博文向《智能湧現》解釋,人形機器人外殼過去一般使用不鏽鋼、鋁這類剛性材料,導致步態僵硬。

而彈性體材料像肌肉一樣,具備柔性連續響應的能力,能像肌肉群一樣協調工作,因此得以模擬人類肌肉拉伸、牽引的姿態,讓機器人更仿生,而仿生,是機器人走向家庭、養老等場景的基礎條件。

在重量方面,相同體積的彈性體材料比傳統剛性材料輕了六七成。這讓人形機器人得以將負載讓給關節、手、頭等更重要的部位,減少了對電機扭矩、能量損耗的要求,還減少了商業落地後碰撞人類的安全隱患。

此外,人形機器人長時間移動會產生熱量,而晶格結構的彈性體也有更強的透氣性。

肖博文向《智能湧現》預判,彈性體材料未來或會是人形機器人肌肉的主流方案。除了小鵬IRON之外,機器人運用彈性體的更早案例是,優必選Walker S2的肘部、智元靈犀X2的胳膊、胸甲和腿部、以及Figure 02的關節處緩震肌肉等等。

△智元靈犀△智元靈犀

不過,要給機器人造肌肉也不算簡單。引進了肌肉的概念,可能會產生微形變控制等新變量,因此對於機器人的控制系統、算法提出了更高的要求。

此外,還有製造工藝的革新。肖博文表示,晶格結構的彈性體無法用傳統工藝生產,因為傳統製造的塑型過程依靠模具,沒辦法卡奧精度控制內部結構走向。

為此,彈性體需要用3D打印新工藝來生產——光敏樹脂耗材在光的作用下,一絲一線「交織」起了機器人的彈性體外殼,像是複刻了人體肌肉生成的過程。

總而言之,種種新材料、新技術在IRON上的交彙,才構成了其高度擬人步態的密碼。

仿生,小鵬機器人閉環的關鍵

小鵬非常重視「人形」機器人。

從此前精細操作的仿生靈巧手、超越人眼的仿生視覺、擬人的運動能力,再到此次增加擬人的肌肉和步態,小鵬的機器人逐漸向人類進化。

△小鵬機器人進入汽車工廠△小鵬機器人進入汽車工廠

為什麼讓機器人仿生如此重要?何小鵬對媒體群表示,從商業的角度,像人的機器人由於更有親和感,銷量會更多,進而實現規模化降本,更有利於形成正向的商業循環。

其實,從2020年開始,小鵬正在打造一個汽車和機器人的閉環。

何小鵬曾經指出,小鵬機器人的首要應用場景是「在工廠里造汽車」。人形機器人進工廠,不僅提升了汽車製造的自動化水平和效率,反過來,工廠也為其提供了絕佳的「試驗場」。

汽車工廠場景本就是為人類而設計,相比於其他類型的機器人,仿生的人形機器人更能適應人類場景,因此也能從工廠中更高效收集海量、真實的操作數據。而這些數據,未來也將反向驅動機器人技術的迭代,形成一個數據飛輪。

在這個閉環里,讓機器人仿生,正是一項關鍵因素。

△小鵬機器人在汽車工廠推箱子△小鵬機器人在汽車工廠推箱子

其實,相比於其他機器人玩家,小鵬已經站在了一條更遠的起跑線——除關節、皮膚肌肉是機器人獨有,機器人的感知、域控製器、AI軟件,與汽車有70%的相似性,技術得以快速複用。

何小鵬近期在採訪中也提到了他對於機器人市場的判斷。相比於曲折前行的汽車賽道,何小鵬相信,機器人一旦越過技術和產品拐點,便會進入高速增長期。未來10-20年,機器人是一個20萬億美金的市場,是汽車市場的兩倍。

「我沒有想過,十年後我們會賣多少機器人,但肯定超過汽車」。

延伸閱讀: