年度行业|进可“上刀山下火海”,退可看家和陪玩,「四足机器人」为什么还没火到千家万户?| 机器人

作者|韦世玮
编辑|石亚琼
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从2020年11月底波士顿动力的第三次“卖身”、腾讯四足机器人Jamoca挑战梅花桩,到今年春晚跟刘德华同台表演的机器牛、小米推出会翻跟头的“铁蛋”……过去一年多时间里,有关四足机器人的话题一波接着一波,各家科技公司将这个赛道的热度掀到了新高潮。
与我们常在商场、酒店、餐厅中见到的移动机器人不同,摆脱了轮式或履带式设计的四足机器人机动性更强,具有机动灵活、反应敏捷、作业持久等特性。同时与双足机器人相比,四足机器人较高的有效载荷与极强的平衡能力,也更利于控制、设计和维护。
这就决定了四足机器人不仅能在平整的地面上“健步如飞”,满足人们日常生活服务场景,还能适应各种复杂和危险地形,平衡稳定地执行消防、巡检、审查、搜索和救援等任务。
尽管四足机器人的功能性如此强悍,但它背后繁杂的技术要求和高昂制作成本,让它在商业化落地的过程中面临不少挑战。
就连在机器人布局近30年的明星企业波士顿动力,在2019年才宣布Spot四足机器人开始商业化,售价约53万人民币,截至2020年10月底已收到260份订单,远不及该公司原计划在2020年出货1000台的目标。
不可否认,四足机器人仍具有广泛的市场潜力和应用前景。目前,国内的宇树科技、云深处、蔚蓝科技、哈崎机器人等公司纷纷布局这一赛道,并已有玩家成功地将四足机器人下探到万元级价位,颇有冲刺万元以下的气势。
那么,当下的四足机器人行业发展如何?它的商业化究竟难在哪?国内玩家为何能将其卖到万元级价位?
为了理清这些问题,这篇文章将从以下几个方面展开:
1、四足机器人的行业发展历程及国内市场现状
2、目前已实现四足机器人商业化的公司及标志性产品
3、国内玩家为何能将四足机器人做到万元级价位?
4、四足机器人的未来应用前景
一、国内外技术差距明显,四足机器人市场仍处商业化早期若要回溯四足机器人行业的历史,必然绕不开波士顿动力这家公司。
波士顿动力的创始人Marc Raibert(马克·雷伯特)被业内称为“机器狗之父”。早在1986年,博士毕业于麻省理工学院(MIT)的他就开发出了第一台能够奔跑和行走的动态稳定四足机器人。
在此之前,四足机器人多为静态稳定系统,许多研究者大多先研究机器人的静态稳定,再切入动态系统。Marc Raibert则“反其道而行之”,优先解决机器人单腿的动态稳定问题,再逐步应用到多条腿的机器上。这为日后波士顿动力的诞生奠定了基础。

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M. Raibert的动态稳定四足机器人
1992年成立后,波士顿动力主要在美国国防高级研究计划局(DARPA)的资助下,为美国军方提供机器人的研究和制造。直到2005年,该公司的四足机器人“Big Dog”终于面世,真正让波士顿动力在业内一炮而红。
波士顿动力研发Big Dog的初衷,是希望它能够像骡子一样,能够在士兵、车辆无法通过的地形中使用。因此,Big Dog的稳定性十分强,能够在复杂的地形中行走,还拥有空翻等技能。
由于运行噪音过大、体积过大等问题,Big Dog最终没有被美国军方投入使用,但Big Dog在四足机器人的近现代发展史上,仍具有重要的里程碑意义。
随后几年,波士顿动力对四足机器人不断改进,相继推出Alpha Dog、LS3、Spot、SpotMini等产品,负载能力、移动速度和实用性不断提升,逐渐成为业内的佼佼者。

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美国波士顿动力机器狗Spot
相比之下,我国的四足机器人研究最早可以追溯到上世纪80年代,上海交通大学、清华大学、山东大学、北京理工大学等高校及科研院,逐步展开了对四足机器人的系统性研究。
例如,上海交通大学马培荪教授教授等研究人员,在1991年研发了一款关节式哺乳动物型四足机器人,名为JTUMM—III,四条腿共有12个自由度,采用直流伺服电机驱动,能够进行低速行走。
不过,这时的四足机器人更多处于实验室阶段,离商业化落地仍有较长的路要走。直到2015年前后,Google AlphaGo与围棋世界冠军李世石的“人机大战”,让人工智能(AI)的风口愈演愈烈,智能机器人作为AI技术应用发展的路径之一,自然也受到资本市场的关注。
与此同时,在2015年5月,我国国务院印发了实施制造强国战略第一个十年的行动纲领——《中国制造2025》,其中明确提出将“高档数控机床和机器人”作为大力推动的重点领域之一。