對話開普勒胡德波:人形機器人不缺場景,缺的是“動手能力”

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對話開普勒胡德波:人形機器人不缺場景,缺的是“動手能力”

來源:NG影片 釋出時間:2024-05-16 00:14

作者| 金旺

欄目| 機器人新紀元

我們到上海拜訪開普勒是今年4月的一個陰雨天。

走進開普勒位於浦東新區的辦公室,在不算長的走廊裡,一側掛滿了開普勒人形機器人的畫像,穿過走廊,是一個空曠的空間,停放著一臺先行者K1,開普勒CEO胡德波就是在這裡為我們做的人形機器人演示。

就在我們到訪開普勒的這一天,還發生了另一件對整個機器人行業影響深遠的事兒——波士頓動力在這天上午宣佈了液壓版Atlas正式退役,晚上就釋出了電驅版的Atlas。

我們是這天下晝到訪的開普勒,聊起波士頓動力退役的Atlas時,胡德波並沒有感到驚訝,他告訴科技行者:

“在前不久GTC 2024上,我碰到波士頓動力創始人Marc時問過他一個問題——波士頓動力Atlas做得這麼好,為什麼沒有讓它進廠幹活兒;Marc說,他從來沒想過這事兒。”

波士頓動力做Atlas的初衷是進行技術研究,思考的問題一直都是如何將機器人的效能做到極致,為此甚至不計成本,這樣的研發思路,註定了它很難進行商業化。

與之不同的是,開普勒的人形機器人自發布之初,就將成本作為最重要的衡量指標之一,胡德波說,“我們要將開普勒機器人做到3萬美元以內,然後賣到全世界,做擎天柱的平替。”

01 “船小好掉頭”

開普勒進入大眾視野,是在今年拉斯維加斯的CES 2024上,當時一則微軟CEO薩提亞·納德拉參觀中國人形機器人的影片在網上一經傳播,引起了不小的關注。

於是,大家開始好奇:這會是一個怎樣的機器人團隊?

實際上, 彼時的開普勒(全稱:上海開普勒探索機器人有限公司)剛剛成立不到6個月,被帶到CES 2024上的人形機器人產品兩個月前才在國內正式釋出。

在中國人形機器人產業最瘋狂的這一年裡,開普勒只是眾多初創團隊中的一員,沒有傳奇人物帶隊、沒有明星資本加持,自然也沒掀起什麼風浪。

胡德波告訴科技行者,“公司成立之時,其實是開普勒團隊成立的第三年,CES 2024上展出的先行者D1也已經是我們進化到第四代的人形機器人。”

和很多中國創業故事不同,開普勒走的是美國矽谷車庫創業模式,創始團隊中的幾位工程師在2021年憑著對人形機器人的一腔熱情,在工作之餘聚在一起開始做人形機器人。

人形機器人這個看上去很酷的產品是智慧硬體的終極形態,也是很多硬體工程師的夢想。

和大多數人形機器人專案研發路徑類似的是,開普勒團隊最初幾人也是從下肢開始做起。

2021年,他們基於舵機和行星減速器,快速搭建了第一代腿足式人形機器人,之後又基於絲槓直線電機和行星減速器研發了第二代腿足式人形機器人。

“絲槓方案的優勢是功耗低、負載能力強,但卻不如旋轉式執行器響應速度快、易調校,如果想要快速讓人形機器人展現出一定效果,讓它直立行走起來,旋轉式執行器就是一個更好的方案,”回憶起最初研發人形機器人時團隊內部的考慮,胡德波如是說。

由於想要快點看到自己研發的人形機器人動起來的樣子,在做第三代、也是正式研發擁有上半身的完整人形機器人時,開普勒團隊最終仍是選擇了旋轉式執行器這條路徑——先後用內外轉子電機輔以蝸輪蝸桿結構、諧波減速器,搭建起了第一個完整的人形機器人。

2022年底,開普勒團隊如願讓自己的人形機器人走了起來,據胡德波透露,開普勒內部研發的3.5版本的人形機器人當時已經可以行走、練瑜伽,甚至用手操作家用電器,“作為一個創業團隊,當時假如能拿出這樣一款人形機器人Demo,融資已經不是問題了。”

然而,在這一年特斯拉的AI Day上,馬斯克使用行星滾柱絲槓方案的人形機器人Optimus(擎天柱)的亮相讓他們意識到,“真正要能幹活兒,仍是要回到絲槓結構上。”

“當時我們基於旋轉執行器研發出的人形機器人連續工作兩三個小時就需要充電,功耗太高,負載能力也不夠強,特斯拉Optimus正式釋出後,我們就想將我們的架構做一次徹底的改造,而且我們之前在研發第二代原型機時就已經研發過絲槓方案,有一定的技術積累。”

回想起當時特斯拉Optimus釋出時對團隊的影響,胡德波如是說。

他告訴科技行者,團隊當時對特斯拉Optimus做了仔細研究,發現使用行星滾柱絲槓方案確實很好,再加上對馬斯克對技術趨勢判斷的信任,最終決定研發自己的人形機器人滾柱絲槓方案。

“馬斯克對技術趨勢的判斷,以及他本人的影響力對人形機器人這波熱潮起到了很大的推動作用,實際上,人形機器人賽道也確實因為馬斯克和Optimus進場才火起來的。”

02 “做擎天柱的平替”

自2022年正式釋出Optimus後,馬斯克就成了人形機器人產業的代言人,全球人形機器人團隊都在盯著馬斯克和他的Optimus。

馬斯克對人形機器人產業的預判相當激進,他認為,未來人形機器人數量將會超過人類,甚至達到100億臺。

如果只是觀念激進,或許也難掀起什麼浪,然而,馬斯克是一個超強的行動派,在過去兩年裡,他的人形機器人Optimus越來越靈巧,在最新的演示影片中,已經進入工廠做起了分揀工作。

作為全球最接地氣的人形機器人,Optimus採用的方案也自然備受關注,開普勒正是借鑑了Optimus的行星滾柱絲槓方案。

雖然大家都知道Optimus採用的是滾柱絲槓方案,但要想自研一套同樣的方案用到自己的人形機器人上,遠沒有想象的那樣簡單。

胡德波告訴科技行者,“國內此前供應鏈沒有行星滾柱絲槓執行器的製造基礎,如何研發一套用在人形機器人上的滾柱絲槓執行器方案是當時擺在團隊面前的難題。”

實際上,就在距離上海300多公里外南京的某個研究所,很早就開始研究滾柱絲槓方案,在滾柱絲槓工件的機械加工方面,國內供應鏈有著一定的技術和工藝積累。

不外,此前這些工件普遍應用於工業機床製造場景中,要造出一套用於人形機器人上的滾柱絲槓方案,就存在兩個難題:

第一個難題是規格問題,此前用於工業場景的滾柱絲槓工件並不適用於人形機器人執行器製造,如何造出人形機器人需要的滾柱絲槓就成了開普勒團隊當時面臨的首要難題;

第二個問題是結構問題,最終用到人形機器人上的執行器包括行星滾柱絲槓、電機、電控、編碼器、感測器、通訊模組等在內的複雜機電系統,如何將這些整合到一起,做出一個不亂可靠的解決方案,這也是此前國內供應鏈沒有做過的嘗試。

全球對人形機器人的研究至今有半個世紀之久,由於有大量公開資料可供參考,開普勒前三代人形機器人的研發並沒有遇到太多困難,前三代人形機器人研發僅僅用了兩年的時間,2022年年底,開普勒3.5版本的人形機器人就已經研發完成。

到了考慮量產、開始研究行星滾柱絲槓方案、做4.0版本時,真正的挑戰才正式開始。

胡德波告訴科技行者,“滾柱絲槓這一機械結構是幾十年前就開始應用的一項傳統技術,歐洲在這方面的加工工藝一直非常領先,這也是為什麼馬斯克會去歐洲找代工廠的主要原因。”

胡德波說,和馬斯克造火箭的經歷類似,開普勒團隊研究行星滾柱絲槓方案同樣是從研究相關文獻和技術資料開始。

“此前國內更關注的是滾柱絲槓的機械設計,沒有完整的執行器設計方案,我們參考國外資料,從0到1設計了整個執行器和加工工藝,之後是打樣、組裝、測試、改進,在應用到人形機器人身上之前,我們這一方案來來回回改了很多版。”

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