如何抵達通用人形機器人?傅利葉創始人:機器人+多模態大模型

·4年前佈局人形機器人時還是一個冷門板塊,即使是當下,顧捷仍然認為,開發人形機器人的失敗率遠遠超過成功率。10年後人形機器人市場前景巨大,但目前還沒有體現出商業價值,需要有很大的勇氣投入資金和人力開展研發。

·輪式機器人不涉及重心轉移,只要電機轉動就能往前移動,而雙足機器人的行走是一個從平衡到打破平衡再到獲得平衡的過程,雙足開發難度大,人形機器人的平衡能力、效率、多關節控製仍是挑戰。

傅利葉智能通用人形機器人GR-1快速行走。

身高1.65米,體重55公斤,全身自由度達40個,當這樣一個通用人形機器人站在面前時,上海傅利葉智能科技有限公司創始人顧捷感慨,人的數據以“ACGT”(含氮堿基)字符串的形式存儲,生命體彷彿越來越程序化,而機器人卻越來越有生命體的感覺。

今年世界人工智能大會發佈了一批重大創新成果首秀,其中就包括傅利葉智能的這款通用人形機器人GR-1。7月12日,傅利葉智能正式對外發佈通用人形機器人戰略。顧捷在接受澎湃科技(www.thepaper.cn)專訪時表示,未來通用人形機器人智能將分為運動智能和認知智能。GR-1正在迭代平衡和運動能力,當穩定性達到正常推動不摔倒、行走速度達到10公里/小時,就可以迭代至下一步:適應更多的環境。

認知智能要依託大模型的開發。這個兩次投身機器人創業賽道的機器人愛好者認為,當前的大模型以大語言模型為主,仍然沒有機器人大模型,沒有做到完全的多模態。未來只有做到機器人+多模態大模型,才能實現真正的通用人形機器人。

機器人賽道兩次創業

從小愛好機械和“動手”,對機器人抱有熱情的顧捷,在上海交通大學本科期間加入了學校機器人隊。他和團隊超越常規思維,設計了一款投球機器人,贏得了全國首屆機器人創新大賽最佳創意獎。2003年畢業後,他在美國國家儀器公司擔任工程師,從事技術和市場工作。

直到2008年,因為一個偶然的機會,顧捷再次接觸到機器人,開啟第一次創業。儘管當時也想過開發人形機器人,但考慮到技術成熟度,他暫時放棄了這一方向,轉向康複機器人。2008年以後,顧捷陸陸續續在醫院待了一段時間,觀察患者如何看病,希望通過機器人提高效率。“那時候中國新建的康複科還沒有好的裝備,只能靠人工搬胳膊、搬大腿,幫助患者做枯燥的訓練。”

上海傅利葉智能科技有限公司創始人顧捷。

最初創業時,團隊開發的康複機器人是大型機器人,一個控製器就有幾百公斤,這導致患者無法穿戴和行走。但憑著“純粹的喜歡”,顧捷承接一些工廠的系統集成訂單為自己的康複機器人夢想“輸血”。

7年後,這家公司被收購。但顧捷不想就此放手機器人,可穿戴的小型化康複機器人成了他的下一個目標。他想開發一款外骨骼機器人,幫助肢體障礙人士重新恢復運動功能,就像法國數學家傅立葉(Fourier)為信號處理奠定數學基礎那樣。2015年,他以數學家傅立葉(Fourier)的名字命名,在上海張江成立了“傅利葉智能”。

有過一次創業經曆後,顧捷對第二次創業做好了戰略規劃:技術和產品要有突破,形成商業閉環活下去。“圍繞客戶的需求和醫院的場景開發產品,而不是因為工程師喜歡或者酷炫才去開發。”偏癱患者同側上下肢癱瘓,醫院採購上肢機器人時也一定會採購下肢機器人,為此,傅利葉智能同時開發上肢機器人和下肢機器人,突破共性技術。

在控製技術上,不同於工業機器人的高速運動,康複機器人要求輕柔、具備動作適應性。與此同時,康複機器人的關節爆發力要強,能夠實現多種功能。由於上肢機器人技術難度低,傅利葉智能的上肢機器人先於下肢機器人成為產品。“做一代機器人的平均週期是2-3年。”下肢機器人“來來回回做了好幾代”,最終在2017年,傅利葉智能發佈了國內首款商業化下肢外骨骼機器人。

目前,傅利葉智能的康複機器人產品矩陣基本成型,包括上肢、下肢、運動與平衡以及物理因子治療,銷售和服務網絡已經覆蓋40多個國家和地區,入駐2000多家醫院和機構。“現在120個患者做訓練只需要兩個治療師和32個機器人就可以完成,以人工+智能大大提升效率。”顧捷說。

通用人形機器人=運動智能+認知智能

外骨骼機器人的研發沉澱了傳感器、模塊化設計、一體化執行器、仿生機械結構等底層技術,再加上研發隊伍和創業經驗,“有這個能力,幹嘛不自己做?”顧捷不想眼睜睜看著其他團隊先開發出人形機器人。在經曆了一段時間的雛形探索後,2019年,傅利葉智能正式啟動通用人形機器人項目。

顧捷把通用人形機器人定義為能夠適應複雜環境、完成人類的任務和動作、使用人類的工具的一種機器人。如果人形機器人運動遲緩,就只能應用於表演場景。而快速移動可深入到物流場景,身型小、動作靈活意味著能夠適應環境、自由穿梭。如果未來的人形機器人具備認知能力,就可能成為老師、司機、廚師、工人,應用場景接近於無限可能。

顧捷認為,未來通用人形機器人智能將分為運動智能和認知智能。其中具備運動智能的機器人未來可以跑酷,這是傅利葉智能未來要做的事,也就是開發機器人的“小腦”與身體。具備認知智能的機器人擁有常識,能夠識別環境,這是通用人工智能大模型未來要做的事,也就是開發機器人的“大腦”。“大腦發達一定可以為機器人的任務拆解、完成通用任務奠定基礎。”

傅利葉智能通用人形機器人GR-1。

傅利葉智能發佈的通用人形機器人GR-1身高1.65米,體重55公斤,全身自由度達40個,步行速度可達到5公里/小時,負重50公斤,採用電驅動技術,具有高度仿生的軀幹構型、擬人的運動控製,具備快速行走、敏捷避障、穩健上下坡、抗衝擊干擾等運動功能。“結構上的創新讓機器人擁有靈巧的身型,控製能力的創新使得它學會了很多動作。這隻是剛剛開始,明年它會學會跳高、跳遠、奔跑。當它達到了一定的運動能力,就有了很多應用場景。”顧捷表示,如果結合認知智能,就能夠與人協同完成動作。優化分析處理能力後,當人下達指令,機器人能夠理解語義,拆解、響應並獨立完成一定的任務,這也是傅利葉智能下一代升級產品想要重點突破之處。

眼下,GR-1正在迭代平衡和運動能力,當穩定性達到正常推動不摔倒、行走速度達到10公里/小時,就可以迭代至下一步:適應更多的環境,“看到沙發能夠方便地坐下和站起,在野外高低不平的路上做動作。”

GR-1是傅利葉智能的第一代機器人開發平台,面向具有專業場景和AI開發能力的企業,合作開發人形機器人應用場景。“未來我們的機器人將是一個開放的平台,就像可以在手機上開發App,我們希望下遊場景公司跟我們合作開髮針對人形機器人的應用場景。”

堅持做無聊的事

人形機器人究竟是一個概念還是一個好的商業機會?

“坦白講,最早想做人形機器人這件事其實沒有太考慮商業目的。”4年前佈局人形機器人時這是一個冷門板塊,即使是當下,顧捷仍然認為,開發人形機器人的失敗率遠遠超過成功率。10年後人形機器人市場前景巨大,但目前還沒有體現出商業價值,需要有很大的勇氣投入資金和人力開展研發。眼下,傅利葉智能將70%的資源鋪在通用人形機器人上。

人類通過站起來解放了雙手,會使用工具。顧捷表示,人形機器人要站起來行走,雙足開發難度大。人形機器人的平衡能力、效率、多關節控製目前仍是挑戰。輪式機器人不涉及重心轉移,只要電機轉動就能往前移動,而雙足機器人的行走是一個從平衡到打破平衡再到獲得平衡的過程,這需要“小腦”這個控製系統來實現。目前傅利葉智能通過傳感器捕獲並分析人的全身動作,形成步態軌跡的動作庫,以此訓練機器人。

對於顧捷來說,兩次創業感觸最深的是堅持做無聊的事。“99%的時間是在做枯燥的事,產品要一點點迭代,圖紙要一張張畫,螺絲要一個個擰,客戶要一個個拜訪,要能夠度過枯燥的事,心態要平穩。”

與此同時,企業不評職稱,也不講求學術價值,因此創業企業不僅要有創新的技術,還必須找到商業切入點,初創企業前2-3年必須要找到商業閉環的模式。研發要以市場為導向,圍繞客戶需求迭代產品,如果產品沒有特色,無論是To B還是To C都是紅海,To C的紅海更嚴重,因為沒有任何跟客戶溝通的機會,無法打開客戶內心那扇需求的窗。

回想起人形機器人站在自己面前時,顧捷仍然覺得震撼,“當人形機器人全身點亮,能夠站在人的面前、可以運動,跟看到玩具是完全不一樣的。人的數據以 ‘ACGT’(含氮堿基)字符串的形式存儲,生命體彷彿越來越程序化。但機器人越來越有生命體的感覺。”

顧捷判斷,2-3年內電網、礦山巡檢等危險場景可以使用人形機器人,3-5年內商用場景也可以實現,但家用場景仍需要5-10年時間。他希望未來能用機器人生產機器人。顧捷認為,接下來國產機器人的發展速度會是驚人的,“因為中國有工程師紅利,有強大的創新能力、全產業鏈的調動能力和量產能力,大量應用場景可以在迅速落地後迭代機器人的下一步開發。”