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作者 | 肖漫
編輯 | 王金旺
雷鋒網(wǎng)消息，7 月 7 日，優(yōu)必選在 WAIC 上發(fā)布了 Walker X。
這是優(yōu)必選大型仿人服務機器人五年來的第四次進化，從最初的雙足機器人進化到如今的大型仿人服務機器人，如今的 Walker X 已經(jīng)成為優(yōu)必選技術(shù)力的一張名片，也成為中國機器人領(lǐng)域一個獨特的存在。
優(yōu)必選 CTO 熊友軍此前曾向雷鋒網(wǎng)表示：
針對 Walker，我們制定了非常長遠的規(guī)劃，優(yōu)必選最終的目標是希望它能夠走入家庭。
經(jīng)過此次升級，Walker X 離“走入家庭”這一目標也更近了一步。
Walker X，優(yōu)必選第四代大型仿人服務機器人，當它在 WAIC 的展臺上再次被圍觀時，優(yōu)必選的研發(fā)團隊并沒有感到意外。
畢竟，Walker 已經(jīng)連續(xù)兩年入選 WAIC 的鎮(zhèn)館之寶。
在過去兩年里，優(yōu)必選 Walker 項目研發(fā)團隊在這一機器人中加入了全新的思考，更有生命質(zhì)感的 Walker X 也由此而生。
早在 2019 年 6 月，Walker X 就開始立項。從最初的產(chǎn)品定義，到如今在 WAIC 呈現(xiàn)在大眾面前，Walker X 背后實則歷經(jīng)了一個長線的研發(fā)過程。
“Walker X 的產(chǎn)品研發(fā)項目經(jīng)歷了三個階段——第一階段是虛擬仿真與硬件設計、第二階段是整機組裝與優(yōu)化、第三階段是算法導入與應用測試”，熊友軍向雷鋒網(wǎng)表示。
據(jù)熊友軍介紹，基于 Walker 第二代產(chǎn)品在不同場景的部署和測試情況反饋，優(yōu)必選在 Walker X 研發(fā)階段就定下了四個指標，即“減重、增穩(wěn)、加速、加智”的八字方針。
圍繞這四大指標，優(yōu)必選將第二代 Walker “高 1.45m，重 77kg”的體型減重至 63kg，身高優(yōu)化至 1.30m，也就有了現(xiàn)在的 Walker X。
值得一提的是，在此前 Walker 三代產(chǎn)品迭代過程中，隨著功能和自由度的提升，身高和重量一直在增加。而 Walker X 這代產(chǎn)品卻在身高、體重方面有了小型化的趨勢，兩種不同的迭代方向的背后，其實蘊含著優(yōu)必選的另一重思考——在技術(shù)成熟度逐漸提高的同時，人機交互的考量也就變得更加重要。
“ Walker 的最終目標是走進千家萬戶，本質(zhì)上是一種家庭服務型機器人，因此更強調(diào)機器人與人交互的友善度、親和力，以及交互的自然性，將機器人的身高降低也是為了避免人類在和機器人交互過程中仰視或直視給人帶來的壓迫感和威脅感”，熊友軍表示。
同時，熊友軍還補充表示，在保證身高的基礎(chǔ)上，體重其實是越輕越好，“輕便性”對提升機器人的運動性能、安全性，以及減少能源消耗都能起到正向作用。
為了給 Walker 減重，熊友軍表示，優(yōu)必選的研發(fā)團隊在伺服舵機上下了不少功夫。比如，針對伺服舵機的驅(qū)動單元，優(yōu)必選將伺服舵機最大功率密度提升了 150%，這也是 Walker X 能夠?qū)崿F(xiàn)體積變小、重量變輕的一個主要原因。
除了身高體重方面的變化，Walker X 在運動控制方面也得到了新的提升。據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，Walker X 最大行走速度從上一代產(chǎn)品的 2km/h 提升至 3km/h，接近人的行走速度。
“一般情況下，人類正常跑步速度在 8~10km/h、慢跑速度基本是在 5-6km/h，行走速度差不多就是 3~4 km/h，Walker X 基本上已經(jīng)能夠以人類相當?shù)男凶咚俣仍诩彝ナ覂?nèi)環(huán)境下行走”，熊友軍向雷鋒網(wǎng)說道。另外，熊友軍表示， Walker 的行走速度將會在后續(xù)迭代中持續(xù)提升。
速度的提升離不開技術(shù)的支持，為了提升 WalkerX 快速行走的穩(wěn)定性，優(yōu)必選采用了類人步態(tài)運動規(guī)劃、足腰協(xié)調(diào)步態(tài)規(guī)劃、擺動腿運動軌跡優(yōu)化等算法，通過算法提升了 WalkerX 的運動性能。
算法的加入在幫助提速之余，對 Walker X 的穩(wěn)定性同樣有提升。
穩(wěn)定的單腿站立
“以前 Walker 更多是在室內(nèi)平坦的地面行走，但現(xiàn)實環(huán)境會有很多意外因素，比如說地面上有支筆，可能會有電線，有樓梯等復雜情況，現(xiàn)在基本上都能夠 hold 住”，熊友軍表示。
從腳掌部位來看，Walker X 采用全驅(qū)動腳掌設計，加以全新的腳掌姿態(tài)控制算法，能夠讓機器人的腳掌運動更接近人的腳掌，當機器人觸碰到地面時，柔性的腳腕、腳踝能夠讓其適應不同地面。
雷鋒網(wǎng)了解到，除了能夠適應復雜地面環(huán)境，Walker X 的穩(wěn)定性還在體現(xiàn)于承受外部沖擊——無論是單腿站立，還是站立行走狀態(tài)，都能夠抵抗沖擊或干擾。
此次，出現(xiàn)在 WAIC 展會現(xiàn)場的 Walker X 不僅展示了上樓梯、下斜坡、單腿平衡等多項能力，還秀了一把下象棋的能力；而在這些能力背后，其實是優(yōu)必選在過往幾年沉淀下來的多項自研技術(shù)。
曾幾何時，AlphaGo 打敗世界圍棋冠軍李世石一度震驚全球，但當時對弈現(xiàn)場，坐在李世石對面的并不是 AlphaGo，而是 AlphaGo 的核心作者之一 Aja Huang （黃士杰）。
實際上，AlphaGo 并沒有真實“肉身”，而只是一個人工智能程序，下棋還需要一個“人肉臂”。
這次，優(yōu)必選的 Walker X 卻學會了下象棋，下一次打敗人類棋手的，或?qū)⑹且粋€鋼筋鐵骨的機器人。
據(jù)熊友軍介紹，“下象棋”其實是 Walker X 此次在 WAIC 亮相的一個特殊展示項目，是人工智能和運動控制結(jié)合的表現(xiàn)。
事實上，此次在 WAIC 上展示的 Walker X，集步態(tài)規(guī)劃與控制、柔順力控、全身運動規(guī)劃、視覺定位導航、視覺感知、全鏈路語音交互 6 大 AI 技術(shù)于一身，Walker X 更有張力的表現(xiàn)讓更多人放下了“弱人工智能”的偏見。
從“下象棋”的操作來看，Walker X 每一次操作背后需要歷經(jīng)“感知-認知推理-決策執(zhí)行”三個階段。
具體來說，Walker X 需要通過頭部的攝像頭進行視覺感知，識別雙方棋盤局勢，在根據(jù)實際情況利用人工智能進行認知推理，有了決策結(jié)果之后，再通過手部動作完成移子、吃子、跳子等操作，在這背后，則是有一系列運動控制算法做支撐。
“實際上，這是一個綜合能力的體現(xiàn)”，熊友軍表示，而這也是 Walker X 區(qū)別與 AlphaGo 的不同之處。
Walker X 下棋是 AI 技術(shù)和機器技術(shù)的深度集成，而 AlphaGo 更多停留在 AI 技術(shù)層面，尚且缺乏與物理世界的實際交互，需要搭載于類似 Walker X 的機械載體上才能執(zhí)行技術(shù)反饋。
不過，下象棋并不是 Walker X 的終極目的，Walker X 的終極目的是通過更多這樣更具交互性的技能提升“家庭陪伴”能力。“日常生活中，可以偶爾讓 Walker 陪著下下棋，累了可以讓 Walker 捶捶背，渴了可以倒杯水……在諸多家庭場景里，Walker 將具備很大陪伴意義”，熊友軍向雷鋒網(wǎng)說道。
不難看出，下象棋僅是 Walker X 諸多功能的體現(xiàn)之一。在 6 大 AI 技術(shù)的加持下，Walker X 集成了 8 大核心功能，除了前面提及的運動控制，還包括手眼協(xié)調(diào)操作、柔順物理交互、多維感知避障、環(huán)境人體感知、多模態(tài)情感交互、AIoT 家居控制等。
雷鋒網(wǎng)注意到，在多模態(tài)情感交互上，優(yōu)必選采用了全新四維燈語體系，內(nèi)置原生 28+ 機器人情緒體系，在 Walker X 本體上有 4 處燈光、5 種顏色、6 類狀態(tài)。
目前，在仿人機器人行業(yè)，除了通過語音燈光進行情感交互，還有“索菲亞式”通過機械結(jié)構(gòu)改變面部表情進行情感表達交互，當被問及為何沒有采取后者方案時，熊友軍告訴雷鋒網(wǎng)，主要是為了避免“恐怖谷”。
所謂“恐怖谷”，是指人形玩具或機器人的仿真度越高人們越有好感，但在相似度臨近 100% 前，這種好感度會突然降低，越像人反而越反感恐懼，好感度降至谷底。
在熊友軍看來，目前行業(yè)內(nèi)要想真正實現(xiàn)高度擬人化的仿真面部表情，還存在一定難度。為了避免陷入“恐怖谷”這一漩渦中，Walker X 采用了全新的四維燈語體系，既保證了科技感，也能夠通過燈光、顏色等多維度傳遞情感交互。
其中，嘴部條形燈光能夠負責情感表達；耳部環(huán)形燈光負責聽覺感知；手部 U 形燈光輔助運動控制；背部指示燈光可視系統(tǒng)狀態(tài)。
Walker X 這樣的設計思路，拉近了機器人與人的距離——一方面，Walker X 四維燈語的交互設計，頗具親和力的身高體重控制都在降低了“機械化”層面的冰冷感；另一方面，Walker X 在具備 6大 AI 技術(shù)、8 大核心功能的表現(xiàn)下，拓寬了其商業(yè)化邊界，走進更多現(xiàn)實場景。
對于優(yōu)必選而言，Walker 除了是一張強大的品牌名片外，真正價值在哪里？
事實上，在 Walker 五年四次迭代中，優(yōu)必選在研發(fā)過程中沉淀了大量機器人前沿技術(shù)，對于這些技術(shù)，優(yōu)必選則能夠直接應用到商用機器人產(chǎn)品中。
雷鋒網(wǎng)了解到，Walker 研發(fā)過程中沉淀下來的機器人技術(shù)已經(jīng)開始反哺公司諸如悟空機器人、Alpha、Cruzr 等核心產(chǎn)品，支撐起諸多核心產(chǎn)品的商用落地。
此前，優(yōu)必選的悟空機器人（優(yōu)必選教育產(chǎn)品線產(chǎn)品）曾多次作為伴舞團、甚至模仿街舞，這項技能背后的人體感知、步態(tài)算法等技術(shù)正是從 Walker 研發(fā)中沉淀，從而遷移至其他機器人產(chǎn)品。
另外，從 Walker 自身的商業(yè)化應用來看，登上過晚會、出演過電影的 Walker 已經(jīng)是機器人界的“明星”。
在去年深圳特區(qū) 40 周年慶典活動中，第二代 Walker 就曾登臺演出，與十多位舞蹈演員呈現(xiàn)了一場視覺盛宴。在影視作品中，Walker 也曾參演《我的機器人朋友》，并在劇中飾演男二號，為蔡國慶、蔡軒正父子配戲。
除了演藝活動，身兼數(shù)職的 Walker 也常出現(xiàn)在科技展館中。據(jù)熊友軍透露，Walker X 將在今年 10 月 1 日的迪拜世博會上擔任中國館的“智能導覽講解員”。
顯然，Walker 已經(jīng)走出了大型仿人服務機器人商業(yè)化艱難的一小步。隨著 Walker 商業(yè)化潛力的拓寬，Walker 也走進了更多高校實驗室， 推動了中國大型仿人服務機器人發(fā)展。
在科研開發(fā)合作上，優(yōu)必選與大學實驗室構(gòu)建了縱向課題聯(lián)合申報、橫向課題合作、聯(lián)合實驗室建設三種合作模式，在運動控制、機器視覺、定位導航、任務規(guī)劃、行為決策、人機交互等方向進行研究與探索。
“優(yōu)必選與高校實驗室/專家學者的合作是基于專項研究展開，即橫向課題合作，通過企業(yè)與高校聯(lián)合進行某個領(lǐng)域的深度科研，比如 AI 視覺、AI 語音等”，熊友軍向雷鋒網(wǎng)表示，“縱向課題聯(lián)合申報則是和高校研究人員聯(lián)合申報國家層面的科研項目”。
需要指出的是，Walker 能夠助力科研開發(fā)一大重要因素在于其采用了模塊化設計，頭部、手掌、電池都可以快速拆卸和組裝，而這種模塊化的設計，對標準化、批量化的生產(chǎn)更是助益良多。
“模塊化設計主要直觀體現(xiàn)在三個地方，一是頭部、二是手掌、三是電池”，熊友軍表示，這種模塊化設計更便于使用和維護，也為未來產(chǎn)業(yè)化和批量制造做準備，降低了生產(chǎn)成本和維護成本。
以手掌為例，優(yōu)必選會根據(jù)不同應用場景提供多種手掌形態(tài)，對于需要使用各種工具的家庭場景，則需要配備靈活的多手指關(guān)節(jié)；而對于科研或者對手指自由度要求不高的場景，則會更換成兩三個手指頭，成本也會有所降低。
在教育領(lǐng)域應用過程中，為了降低科研門檻，優(yōu)必選開放了 Walker 仿真技術(shù)平臺。“仿人機器人是學術(shù)里非常前沿的一個領(lǐng)域，但難以實現(xiàn)每個研究者都有一臺真正的大型仿真機器人，為了提升科研人員的參與熱情，我們推出了仿真平臺”，熊友軍在采訪中說道。
據(jù)了解，在 Walker X 的技術(shù)開放平臺上，優(yōu)必選提供了二次開發(fā)接口及文檔、提供精確仿真模型及控制接口，能夠?qū)崿F(xiàn)從仿真平臺到實物機器人的無縫遷移；配套上位機軟件，以及部分 DEMO 等。
無論是在演藝活動、科技展館上的露面，還是對科研方面的助力，這些都僅是 Walker 目前的部分嘗試，在熊友軍看來，Walker 的商業(yè)化想象空間，遠不止于此。
“我們一直有個夢想是讓 Walker 能夠走入家庭，成為我們的伙伴，甚至能成為第三代人機交互中心”，熊友軍向雷鋒網(wǎng)說道。
熊友軍認為，Walker 能夠完成很多場景下服務類的事情，接下來也將探索 Walker 在結(jié)構(gòu)化較高的場景中進行服務層面的應用，比如機場、酒店、銀行等。
在過往版本中，Walker 已經(jīng)向世人展示了太多驚奇之處，從開冰箱、倒飲料到做瑜伽、下腰，這次，Walker X 進一步學會了下象棋、捶背按摩等更具交互性的技能，這讓我們對大型仿人服務機器人再次充滿期待。
期待它走入家庭，期待它走向更多工作崗位。
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