当机器狗去上班:进厂打工,还是做居家保姆?

人形机器人刚秀完,机器狗又来整活儿了!

近日,腾讯发布的第二代四足机器狗Max不仅能够脚踩梅花桩,还能完成后空翻。在2022年世界机器人大会的开幕式现场,宇树科技的数百台机器狗整齐划一,跟随着音乐节奏起舞。

腾讯四足机器人Max二代

宇树科技机器狗

当波士顿动力点燃了第一把火之后,国内涌现出了宇树科技、蔚蓝科技等四足机器人创业公司,小米、腾讯等巨头也在不断布局四足机器人。

机器狗赛道上不乏红杉中国、经纬创投、顺为资本和梅花创投等多家投资机构的身影,随着技术和产品的发展,机器狗来到了一个新的应用节点:在B端场景进行落地,目前已经在工业巡检等方向实现应用。

而随着机器狗地不断迭达升级,人类也离赛博朋克的未来世界越来越近。但居高不下的价格,需求的不明确,一直阻碍着机器狗在市场上大规模的落地。

机器狗高昂的价格来源于其核心的零部件,由于其研发生产需要用到减速器、深度相机以及激光雷达等部件,每一样单独拎出来都价格不菲。波士顿动力机器狗在美国当地的官方售价是7.45万美元,卖到国内的到手价不低于100万人民币,高昂的价格让许多人望而却步。

区别于波士顿动力“烧钱”的技术路线,国内很多厂商在硬件层面上,能够对成本进行很好的把控。“我个人一直认为,机器狗应该像猪肉一样,论斤卖。”宇树科技创始合伙人陈立在直播中半开玩笑地说。

目前,大部分国产机器狗的价格已经下探到万元级别,宇树科技面向C端的机器狗最低价格为1.6万;蔚蓝科技最新推出的机器狗售价也在16900元起步;小米的“铁蛋”也突破了万元大关,将价格降到了9999元。

尽管价格正在逐步接近消费者的预期,但距离市场的大规模爆发仍然有一段距离。

在梅花创投创始合伙人吴世春看来,目前的四足机器人仍然缺乏一个刚需的应用场景。这也是机器狗迈入商业化必须回答一个问题:机器狗到底能干嘛?是进入工厂做安全巡检,还是在家里陪伴老人小孩?

8月23日,《机器人时代》系列直播第二期——《当机器狗去上班:进厂打工,还是做居家保姆?》,由光锥文化创始人王一粟对话梅花创投创始合伙人吴世春、宇树科技创始合伙人陈立,共同解读四足机器人的发展趋势。

核心观点:

1.机器狗的核心技术难点分为硬件本体、运动控制算法以及感知3个部分;

2.目前机器狗的应用市场更多在B端,C端是一个长期的市场;此外,四足机器人仍然缺乏一个刚需的应用场景,如果能够突破这一问题,就会呈现爆发性的增长,但这只是时间问题;

3.机器狗的发展不是一个普通的增长,而是一个跳变的过程,未来3-5年,机器狗将会迎来质变。

以下为对话实录:

一、四足机器人的3个技术难点:硬件本体、运动控制算法和感知

光锥智能:在这么多的机器人品类中,宇树科技为什么会选择做四足机器人?

陈立:选择机器狗其实是一个多方力量作用的结果。在本硕阶段,机电专业出身的我就已经开始了机器狗的项目研究。

一方面,波士顿动力的仿生机器人在我的心里埋下了一粒种子。另一方面,与其他品类的机器人相比,四足机器人当时还处于萌芽阶段,是一个相对更好切入的赛道。2016年的时候,国内几乎没有做四足机器人的公司。

在创业之初,很多资本、技术和人才都在往协作机器人和服务机器人的赛道倾斜,我们都是刚从“象牙塔”里出来的学生,如果盲目地进入已经竞争白热化的赛道里,“卷”到最后吃亏的只会是我们。

光锥智能:从技术的角度来看,机器狗核心的技术难点在哪?

陈立:机器狗是一个比较复杂的机电一体化产品。机器狗本身有12个自由度,每条腿上有三个自由度。对机器狗来说,除了要建立运动学模型以外,还要建动力学模型。基于这两个模型,整个系统性的问题会变得更为复杂。此外,机器狗在地面上行走,还涉及到足端的摩擦锥。这也是一个比较难的物理学问题。

综合来看,最核心的难点分为3个部分。

第一个难关是硬件本体。市面上没有专门用于机器狗的零部件,我们的减速器、编码器以及深度相机等核心零部件都是自研的。在全自研的情况下,首先我们能够对成本进行很好的把控;其次,如果采用外部采购的形式,一旦核心零部件的供应商出现问题,会对我们造成非常大的冲击,产品的一致性让我们无需受制于供应商;再者,售后的响应周期也会缩短。

第二个难关是运动控制算法。运动控制算法本身与机器人的硬件本体有比较大的相关性。设计的硬件本体会直接导致运动控制算法最终呈现出来的效果。以机器狗的腿为例,我们在建立运动学模型以及动力学模型的时候,忽略掉了腿部的重量,但如果在膝关节上装一个电机,其重量无法忽略,导致整个运动控制算法很难做到尽善尽美。

第三个难关是感知。感知是用深度相机、激光雷达或者其它传感器实现的实时感知,让机器狗学会避障。现在很多厂商只是把它做出来,并没有真正在机器狗身上实现应用。

这三个技术难点的逻辑是递进的,先是硬件本体,再是运动控制算法,最后是感知。如果硬件的问题都没有解决的话,运动控制算法和感知做得再好也没用。

光锥智能:宇树科技和波士顿动力在技术路线上有何区别?技术路线的差异是导致差距的原因吗?

陈立:宇树科技和波士顿动力的技术路线完全不一样。波士顿动力的垂直整合能力非常强,他们感知用的相机、计算单元都是自己做的,做一个可能不太恰当的比喻,他们可以肆意妄为地叠加深度相机,再把深度相机的潜力全部挖掘出来。在感知这一块,波士顿动力具有绝对的实力,这是包括宇树在内的国内厂商需要去学习的地方。

但在硬件层面上,宇树科技的实力其实已经超过了波士顿动力,包括产品硬件的可靠性、负载、续航以及性价比,并且这些差距还在不断拉大。

在IP等级上,波士顿动力机器狗是IP55,而宇树科技是IP68;续航方面,波士顿动力的续航时间约为90分钟,而宇树科技的机器狗大概在3小时;负载上,波士顿动力的机器狗只能负重15-20公斤,而宇树科技的负载能力能够达到100公斤左右。

吴世春:其实我觉得四足机器人现在最大的问题不是在技术上,而是缺乏一个应用的刚需场景。举个例子,机器狗为什么很难让市场买单,就是因为他解决不了具体的某个问题,很难获得商业价值实现正循环。

以大疆的航拍无人机为例,当它能够变成一个稳定的摄像器的时候,才迎来了大规模的爆发。因此,我认为需求才是机器人的第一推动力。技术突破只是时间问题,机器人一旦量产,成本也会逐渐下降。

现在对于机器狗而言最关键的是能不能找到一个场景,无论是工业场景也好,家庭场景也好,思考它真正能够解决的问题是什么。

二、商业化:“进厂打工”还是“居家保姆”

光锥智能:机器狗“进厂打工”还是“居家保姆”是今天讨论的主题,在产品和技术都经历了数次迭代以后,现在的机器狗开始逐渐进入商业化,两位如何看待工业巡检和家庭陪伴两大应用方向?

陈立:进厂打工其实就是2B,而居家保姆就是2C,这两大应用场景宇树科技都有涉足。机器狗是一个新的产品,我们目前很难定义应该在B端还是在C端。像我们这类的商业化公司,肯定两手抓。

但现阶段,B端的发展更好。在工业巡检场景里,与已有的轮式和履带式巡检机器人相比,机器狗有更好的通过性。其次,如果一个场景中需要使用多台移动机器人,用机器狗的解决方案只需要1-2台,可以为客户节省一部分费用。而且系统的稳定性也会提高。在一个工业场景当中,由于涉及到群体智能的问题,移动机器人的数量越多,其稳定性越差。

而C端是一个长期的市场,需要不断打磨。C端市场难做有以下两个原因:

1.价格。高企的成本让机器狗的价格一直无法降到消费者的心理预期,无法在C端大规模实现落地,最大的原因就是价格。

2.产品的应用性。以大疆为例,它能实现快速增长的本质原因是解决了航拍的问题。如果把机器狗当做一个陪伴看护的媒介,现在的问题是机器狗不够聪明,无法满足消费者对于真实动物的需求,仍然需要我们这些厂商不断地对产品进行迭代。

所以,目前宇树科技B端和C端两条线都在做,但重心更多的放在B端,以一种探索的方式来逐步打开C端市场。

吴世春:在工厂里,协作机器人、移动机器人都已经占据了一定的位置,足够满足工厂的需求。反而在家庭场景里,有更多的需求和痛点,陪伴老人和小孩我觉得是机器狗的一个机会。

图源:Twitter

但想要进入家庭场景,对于机器狗的智能化水平有一定的要求。需要机器狗有更为灵活的肢体动作以及对人类行为的理解能力。

此外,成本也需要降下来。现在四足机器人的整体成本还是在几万甚至几十万元,能够负担起的家庭并不多,真正要打通C端的需求,成本是不可忽视的问题。如果能够降到5000元左右,就会进入到一个比较好的消费市场。

光锥智能:陈总能不能介绍目前在工业领域,机器狗有哪些具体的应用?

陈立:在工业领域,机器狗的应用主要还是变电站巡检,替代巡检员做一些简单重复且危险的劳动,检查设备故障,采集高温场景的数据等等。

如果用人力的解决方案,人一天巡逻12次,每次半个小时,对于体力的消耗不小,而且时间久了,巡检的效率也不高。

当然,如果场景的地形比较平坦,也可以用成本更低的轮式机器人方案。但在变电站场景里,它有铺装路面和石子路以及各种台阶,每个变电站还有一个配电房。配电房需要上楼,在没有电梯的情况下,机器狗的巡检一体化方案更为高效。

除了室外,配电房内部也需要巡检。内部结构复杂,每个配电房都是有一个大约30厘米高得挡板,轮式机器人很难通过。

吴世春:如果每层楼都配置一个轮式机器人呢?能不能对比轮式机器人和机器狗两种解决方案的优劣?

陈立:两种方式各有优劣。变电站的场景分室内和室外,室外场景使用频率更高。如果用轮式或者履带式的解决方案,每层楼至少得配一台机器人,而且还需要改造地形。

事实上,如果机器人太多,对整个巡检平台也是一种压力。比如说一台机器狗,如果出问题就是接口故障。但如果用十台机器人,只要有一台机器人出问题,那整个平台都会遇到很大的问题,这也对运维提出了更大的挑战。

光锥智能:现阶段,客户在使用机器狗的时候一方面会计算成本,另外一方面,可能也是出于寻找可能性的考虑。这个可能性在于,机器狗能够解决更复杂的问题、适应更复杂的场景。

所以我们应该用一种更长远的眼光来看待机器狗,毕竟从仿生的角度来看,无论是四足机器人,还是人形机器人,都是大家的一种终极追求。

光锥智能:在C端场景下,机器狗有哪些应用需求?

陈立:C端用户的需求五花八门。不同于B端变电站的巡检,只要把巡检的工作完成即可,C端的客户会提出自己的需求,比如让机器狗买菜、按摩。面对客户各式各样的需求时,我们更多的是把这些海量的需求进行汇总,集中力量突破需求量比较高的应用场景。客户不断提出需求,我们不断解决问题,这样的过程对整个产品的迭代都会产生非常好的推进作用。

目前,陪跑的需求是呼声最高的。宇树机器狗对外一直推的也是伴随仿生机器人,机器狗其实带有社会属性,就像我在公园玩个滑板,除了满足自身的兴趣爱好以外,也会得到别人的关注,宇树的机器狗也是类似的效果。如果你带着一台机器狗出门,普通的老百姓都会产生好奇心。

其次的需求就是陪伴,这是宇树一直在研究的业务方向,把它当成一个电子宠物狗来陪伴小朋友和老年人。

三、降到“白菜价”,国产厂商在性价比中寻找机会

光锥智能:波士顿动力机器狗的售价大约在7.45万美元。而国内已经能下探到万元级别,陈总如何看待这件事?

陈立:波士顿动力在美国当地的对外售价是7.45万美元,如果卖到中国,整体下来需要100多万人民币,并不是一笔小的数目。

目前,宇树科技有面向B端和面向C端的两款产品,C端的机器狗最便宜,1.6万元就能买到,我们正在研发中的最新款机器狗,价格也会进一步往下降。

因为在C端,消费者对于机器狗的价格非常敏感。其实我个人一直认为,机器人应该跟猪肉一样,按斤卖。这也是宇树一直希望去做的事情。如果机器人真的跟猪肉一样的价格,机器人遍地开花才会成为可能。

光锥智能:波士顿动力已经做了这么多年,为什么价格还是居高不下?国内的厂商能从中找到机会吗?

陈立:波士顿动力走的是偏研究院的风格,跟宇树完全不一样。我们是一家纯商业公司,量产销售是我们的目标。

其次,波士顿动力背靠强大的资本,无论是之前的谷歌还是现代,都能持续地为其输血,而且他们团队的学术背景强劲,他们能用最好的零件做出最好的效果。可以说,波士顿动力研发仿生机器人是不计成本的。

而且他们在研发过程中使用的技术方案,就已经将成本推得极高。比如Altas的整个液压系统都用了3D打印技术,用的也是航空级的液压阀,价格非常昂贵。

因此对于波士顿动力来说,很难把价格打下来。哪怕未来大规模地量产Spot,也无法降到国内这样的水平。

吴世春:在我看来,一家机器人公司变现仍然是第一要务。波士顿动力确实很厉害,但很多的时候,一些高科技都是由美国人发明出来,中国人把它做到白菜价,再由中国人把它做到极致。中国在新能源汽车上就呈现出了这样的趋势。在机器狗领域,我们也相信只要需求爆发,中国将会实现一个快速赶超。

四、既要有核心自研能力,也要学会整合优质资源

光锥智能:目前,整个机器人行业都存在着核心零部件被“卡脖子”的情况,那么机器狗是否也存在着这样的问题?

陈立:对宇树来说,“卡脖子”的情况几乎不存在,我们也是被逼出来的。2016年创业之际,市面上并没有专门用于机器狗的电机,当时我们面临着两种选择:一是自己提参数与需求,找厂商定制;二是自己研发机器狗的关节电源机。

我们选择了后者,在当时看来是吃力不讨好的一条路。因为机器狗有自己的特点,运动过程、对环境的要求等等过于复杂,我们之前也用过一些通用的深度相机和减速器,但与机器狗的适配性很低。在这样的情况下,自研才是我们最好的出路。以激光雷达为例,现在市面上有各种各样的激光雷达,但基本都是用在轮式的机器人上,不太适用于机器狗。

对于那时候刚创立的宇树科技而言,我们没有特别厉害的社会背景去跟供应商议价,在横向整合能力不强的情况下,我们只能选择垂直整合。

现阶段,我们在研发一款机器狗的时候,首先会设计好机器狗的尺寸大小、外观以及应用场景,根据产品的设计再去反推制造它所需的核心零部件。

其他友商可能是根据市面上现有核心零部件的性能去设计机器狗,一个是正向设计,一个是逆向设计,这两种路径有明显的区别。

光锥智能:其实芯片的研发现在也存在着正向研发和逆向研发的问题。可能现在更倾向于先确立一个对标的产品,比如说英伟达,朝着它的方案去做,这样才能确定芯片的架构以及采取何种技术路线最优,机器狗和芯片在研发的底层逻辑上可能是相通的。

光锥智能:为什么轮式机器人和四足机器人对于激光雷达的需求不一样?

陈立:以16线激光雷达为例,首先它的尺寸偏大、重量也不低。机器狗本身的负载和安装空间有限,如果装一个16线雷达,并不实用。

其次,对机器狗而言,雷达的主要作用是避障,以机器狗为圆心画一个大概5米左右的圆,能够获得这个范围内的地形信息就足矣。16线雷达的观察距离在40-100米之间,装在机器狗身上很浪费,机器狗只需要5米范围之内的就够用。

最后,还是要回到价格问题上,我们自研的激光雷达成本非常便宜,基本可以忽略不计,而16线雷达的价格基本上在一万多到两万人民币。在一个万元以下的消费级机器狗身上装16线雷达,得不偿失。

光锥智能:吴总如何看待像宇树科技这样所有核心零部件都是自研的创业过程?

吴世春:这种垂直一体化,区别于整合式的科技创新。我们作为投资人,更看好的是厂商能否将关键环节掌握在自己手中,其他的部分可以与合作伙伴进行整合。

比如理想汽车,它的很多硬件都是整合的,大疆其实也一样,飞控系统自己研发,但无人机里的一些新材料,它都会整合。

但软件系统还是要自研,对于汽车来说,软件系统是他们的核心竞争力。人们常说软件定义汽车,在机器人行业也同样适用,软件定义机器人。

我觉得保持自己的核心竞争力与整合并不是对立的,这两者既矛盾又统一。一家好的科技公司,应该既要有核心的研发能力,又要能够整合市面上好的资源。

五、跨过3-5年的坎,机器狗将迎来质变

光锥智能:作为投资人您如何看待四足机器人赛道?投资有哪些底层逻辑?

吴世春:当下是机器人替代人工的重要时间节点,我们看到,工业应用领域的需求已经日渐成熟,而家庭陪伴场景还不是特别成熟。因此,作为早期投资机构,我们需要在早期行业还未火之前预判到机会及时出手,等行业大火对于早期投资来说机会已经过去。

现阶段,市场上能够大规模量产的是扫地机器人,我相信,接下来很多机器人领域都会随着一个个场景达到人们的预期,迎来增长的拐点。在未来,每个工厂、每个家庭都会机器人化,这是大的趋势。

目前,四足机器人仍然缺乏一个刚需的应用场景,如果能够突破这一问题,就会呈现爆发性的增长,但这只是时间问题。

光锥智能:无论是量级的提升上,还是技术和产品的突破上,机器狗在多长时间内能够实现质变?

陈立:8月26日是宇树6周年的日子,回望我们这么多年的发展历程,从2017年我们成为全球第一家公开售卖商业化机器狗的公司,一直走到现在,我们迭代的每一款产品、每年的销售额,都有实质性的进展。机器狗的发展不是一个普通的增长,而是一个跳变的过程。

我个人认为,大概三年时间,这三年会是四足机器人的一个坎。三年之后,国内肯定会做出价格在5000元以内的机器狗。

机器狗作为一种偏娱乐化的产品,甚至可以说是高端玩具,在未来肯定能够成为家庭场景的主要物联网媒介。我觉得5000元以内会是一个里程碑,在普通家庭都能购买的情况下,它的整个受众群体就会不断扩大。

在行业落地层面,像消防应急、巡检等工作,会由越来越多的机器狗来替代。三年之后,机器狗行业落地的移动平台价格也会降到十万元以内。

吴世春:我觉得需要形成一个生态。先迎来一批企业的崛起,才会把市场引爆。至少要三到五年以后,才能看到市场的繁荣。当然,现在的拓荒者也很重要,我们也很希望看到这些拓荒者都能坚持到最后。

六、机器狗或在未来成为社交媒介

光锥智能:机器狗在未来有没有可能朝着娱乐化的方向发展?

陈立:娱乐化未来肯定要去做。因为在家庭场景里,机器狗的娱乐化属性很强。但是开发娱乐属性的前提是机器狗在家庭场景中的使用频率足够高,不然买回家里落灰,对整个生态都会有影响。

我们曾设想过,未来机器狗有可能会成为一种社交媒介。想象一下,两个陌生人各自牵着机器狗到公园遛弯,可能机器狗之间相互碰一碰,彼此之间就能加上微信认识了。虽然这只是一种设想,但在未来,随着交友方式的多元化,用机器狗来拓展社交圈也未尝不是一种酷炫的方式。

光锥智能:之前外网上有一个机器狗装上枪支进行精准射击的视频,您如何看待机器狗被当做战争机器这件事?

陈立:我们作为厂家,不建议也不赞同将机器狗改造成战争机器。我相信所有的机器人公司,开发机器人的目的都是为了造福人类,让大家的生活过得越来越好。如果把机器狗当做战争机器,有违我们的初衷。

另一方面,现阶段的机器狗,无论是硬件,还是软件算法、感知,都不足以制造成战争机器,这一点大家可以放心。