作者｜金旺

從早稻田大學(xué)1972年研發(fā)的WABOT，到特斯拉2022年首秀的Optimus，人類科學(xué)家對人形機(jī)器人的研發(fā)走過了半個世紀(jì)。在這半個世紀(jì)里，人形機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)從本田ASIMO、波士頓動力Atlas代表的技術(shù)驗證期，過渡到了以特斯拉Optimus為代表的商業(yè)試水期，一個新的機(jī)器人時代正在開啟。

為此，至頂科技特別策劃推出《機(jī)器人新紀(jì)元》專題報道，旨在探尋全球機(jī)器人團(tuán)隊的技術(shù)變遷和創(chuàng)新故事。

本篇為《機(jī)器人新紀(jì)元》專題報道第一篇深度文章。

2016年，傅利葉智能內(nèi)部核心研發(fā)團(tuán)隊曾討論過一個事關(guān)公司產(chǎn)品路線的問題，也就是“是否要研發(fā)人形機(jī)器人”。

當(dāng)時的傅利葉智能團(tuán)隊剛剛成立一年，已經(jīng)開始在康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)力，但做人形機(jī)器人是自2002年就開始在上海交通大學(xué)機(jī)器人隊研究機(jī)器人的顧捷，一直以來的夢想。

作為被視為機(jī)器人終極形態(tài)的人形機(jī)器人，對于機(jī)器人理想主義者而言，是一個充滿誘惑的機(jī)器人物種，沒有哪個機(jī)器人團(tuán)隊不曾想過研發(fā)人形機(jī)器人，顧捷說，他想這件事兒想了快有二十年了。

不過，無論是就整個機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，還是從傅利葉智能團(tuán)隊當(dāng)時的自身技術(shù)積累來看，人形機(jī)器人在2016年對于他們來說都還是一個為時尚早的項目，即便做出來，也沒有任何商業(yè)化的可能性，理性告訴顧捷，人形機(jī)器人，還要再等等。

于是，傅利葉智能團(tuán)隊全身心投入到了醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人的產(chǎn)品研發(fā)中，在之后幾年里陸續(xù)推出了上肢康復(fù)機(jī)器人、下肢外骨骼機(jī)器人，成為國內(nèi)最早將外骨骼機(jī)器人商業(yè)化應(yīng)用到醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域的機(jī)器人團(tuán)隊。

再次將人形機(jī)器人提上日程，是在2019年年中，這一年，傅利葉智能的人形機(jī)器人在內(nèi)部正式立項，與此同時，全球人形機(jī)器人開始進(jìn)入到一個新的商業(yè)創(chuàng)新周期。

沒做人形機(jī)器人的那三年

2015年，傅利葉智能在上海正式成立，在此之前，顧捷已經(jīng)在機(jī)器人領(lǐng)域摸爬滾打多年，在上一次創(chuàng)業(yè)過程中，已經(jīng)在醫(yī)療領(lǐng)域成功推出過大型康復(fù)機(jī)器人，這次，顧捷想要做一些小型化的機(jī)器人。

彼時，國外名為Rewalk的以色列機(jī)器人團(tuán)隊，以因脊髓損傷導(dǎo)致的截癱癱瘓患者為目標(biāo)用戶研發(fā)的外骨骼機(jī)器人剛剛在一年前獲得美國FDA批準(zhǔn)上市，成為美國第一款獲得FDA批準(zhǔn)的外骨骼機(jī)器人。

于是，顧捷就想，能不能在中國做一款這樣的機(jī)器人產(chǎn)品，讓國內(nèi)經(jīng)受著同樣功能障礙的人們能夠重新站起來。

另一個促使顧捷下定決心要做醫(yī)療外骨骼機(jī)器人的原因是，此前在上海、北京等地大型醫(yī)院康復(fù)中心走訪和調(diào)研經(jīng)歷，他看到過同一個醫(yī)院里上百名無法像普通人一樣行走的患者，在由康復(fù)治療師使用著最傳統(tǒng)的方式每天進(jìn)行著枯燥而又艱難的康復(fù)訓(xùn)練。

“這種對內(nèi)心帶來的沖擊和震撼，沒有親身在醫(yī)院康復(fù)科待過的人是無法體會的，”顧捷告訴科技行者。

研發(fā)第一代下肢外骨骼機(jī)器人，傅利葉智能花了三年時間，在這三年里，研發(fā)團(tuán)隊集中攻克了對于外骨骼機(jī)器人而言尤為關(guān)鍵的力反饋技術(shù)。

在肢體殘障患者治療過程中，往往需要康復(fù)治療師通過雙手為患者進(jìn)行運(yùn)動訓(xùn)練，例如康復(fù)治療師手動幫助患者進(jìn)行腿部彎曲、伸展訓(xùn)練，患者病癥嚴(yán)重情況和治療階段的不同，進(jìn)行腿部訓(xùn)練需要借助的外力也有所不同，熟練的康復(fù)治療師能夠很好地掌握其中的度。

如果是由機(jī)器人來完成的話，就需要根據(jù)患者做相應(yīng)動作的力度來判斷再由機(jī)器人附加多大的力度，來完成相應(yīng)的康復(fù)訓(xùn)練動作，這其中用到的，正是力反饋技術(shù)。

本身在醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域有著深厚積累的傅利葉智能，僅用一年時間，就在2016年年底研發(fā)出了上肢康復(fù)機(jī)器人Fourier M2，這款擁有助力、主動、被動、抗阻四種訓(xùn)練模式的康復(fù)機(jī)器人上市后即被華山醫(yī)院、瑞金醫(yī)院等國內(nèi)多家醫(yī)院引進(jìn)。

傅利葉智能上肢康復(fù)機(jī)器人Fourier M2

這款后來作為傅利葉「智能康復(fù)港」解決方案中首款拿下中美歐澳四國醫(yī)療器械注冊認(rèn)證“大滿貫”的的康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)品，也成為中國康復(fù)機(jī)器人進(jìn)入全球市場的一款標(biāo)志性產(chǎn)品。

緊隨上肢康復(fù)機(jī)器人，2017年年初，傅利葉對外發(fā)布了首款下肢外骨骼機(jī)器人Fourier X1，自那時起，中國市場終于有了自己的醫(yī)用下肢外骨骼機(jī)器人。

相較于商業(yè)上的成功，讓顧捷記憶更深刻的是當(dāng)時用上Fourier X1的患者終于能站起來了。“我們發(fā)現(xiàn)這些患者穿上我們的外骨骼機(jī)器人后，第一件事兒就是拉上身邊親朋好友拍照，能夠站起來和身邊人拍照，成了他們那時最開心的事兒。”

殘奧會冠軍姚芳穿上外骨骼機(jī)器人站起來行走

不過，顧捷同樣意識到了，由于當(dāng)時傅利葉智能的下肢外骨骼機(jī)器人還沒能突破自平衡技術(shù)，患者在日常使用時仍需要借助拐杖。

如何在自平衡技術(shù)上進(jìn)一步突破，解決外骨骼機(jī)器人的自平衡能力，就成了傅利葉智能接下來面臨的更大的挑戰(zhàn)。

與人形機(jī)器人的不期而遇

2019年6月，傅利葉智能人形機(jī)器人正式立項，不過，當(dāng)時這一項目即便是在內(nèi)部，仍屬于保密項目，知道的人并不多。

實際上，當(dāng)時傅利葉智能并沒有急著去搭人形機(jī)器人的硬件架構(gòu)，而是在內(nèi)部先梳理了一遍人形機(jī)器人所需要的底層核心技術(shù)：

要將人形機(jī)器人做好，就需要自研更好的執(zhí)行器，需要自研多維力傳感器，包括控制器和控制算法也需要再加強(qiáng)技術(shù)儲備。

這其中，作為機(jī)器人三大核心零部件之一的執(zhí)行器，對于人形機(jī)器人尤為關(guān)鍵。

傅利葉智能自研執(zhí)行器在內(nèi)部立項是在2018年，當(dāng)時正值傅利葉智能第二代下肢外骨骼機(jī)器人研發(fā)期間，第一代下肢外骨骼機(jī)器人X1的執(zhí)行器由于是從市場上直接采購的，電機(jī)、驅(qū)動板、減速器構(gòu)成的分體式電路占用空間又大，又讓機(jī)器人更加笨重。

而在這一年正式立項的代號為FSA的傅利葉智能自研執(zhí)行器中，傅利葉智能對包括執(zhí)行器的整體結(jié)構(gòu)、電機(jī)驅(qū)動、減速器、控制軟件進(jìn)行了集中技術(shù)攻關(guān)，到傅利葉智能外骨骼機(jī)器人二代產(chǎn)品發(fā)布時，自研一體式執(zhí)行器也就成為了這代產(chǎn)品的關(guān)鍵亮點(diǎn)。

也是從這一代產(chǎn)品開始，傅利葉智能的機(jī)器人有了自己獨(dú)有的一體式執(zhí)行器。

然而，對于人形機(jī)器人而言，這樣的執(zhí)行器還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

顧捷告訴科技行者，“人形機(jī)器人需要更多種類、更多尺寸型號的執(zhí)行器，我們后來單獨(dú)為人形機(jī)器人打造了多款一體式執(zhí)行器。”

為人形機(jī)器人打造的一體式執(zhí)行器

多樣性的執(zhí)行器，只是外骨骼與人形機(jī)器人在技術(shù)復(fù)雜度上的差異之一。

實際上，外骨骼機(jī)器人與人形機(jī)器人的技術(shù)差異不止如此，顧捷認(rèn)為，二者本質(zhì)上有兩方面的不同：

第一，硬件結(jié)構(gòu)的不同。

人形機(jī)器人更類似人，它要模仿人的運(yùn)動能力，要有頭部、軀干、四肢，要能實現(xiàn)各種各樣的動作。而外骨骼機(jī)器人是一種穿戴式裝備，所以它需要通過傳感器對人的關(guān)節(jié)進(jìn)行力矩補(bǔ)償，從而幫助人類進(jìn)行運(yùn)動或康復(fù)訓(xùn)練。

第二，運(yùn)動控制的不同。

人形機(jī)器人需要一個復(fù)雜的自主控制系統(tǒng)，它需要自主進(jìn)行感知和決策，需要通過傳感器感知周圍環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動響應(yīng)。而外骨骼機(jī)器人更多依賴于人的交互，它需要通過傳感器獲取人的運(yùn)動信息，通過算法實現(xiàn)力矩補(bǔ)償。

不過，外骨骼機(jī)器人與人形機(jī)器人同樣存在一些相似之處。

例如，二者最終都是要實現(xiàn)自平衡，安全穩(wěn)定地在各種復(fù)雜地形上行走，因而，當(dāng)傅利葉智能在研發(fā)外骨骼機(jī)器人進(jìn)入到關(guān)鍵的自平衡技術(shù)攻關(guān)時，無論是在供應(yīng)鏈能力儲備上，還是在一體式執(zhí)行器、多維傳感器等核心技術(shù)儲備上，都已經(jīng)漸漸摸到了人形機(jī)器人的大門。

“或許大家沒有注意到，下肢外骨骼機(jī)器人本身就是一種雙足人形機(jī)器人，本質(zhì)上，傅利葉之前在做的事，也一直是沿著人形機(jī)器人的雛形不斷在演進(jìn)，”身在其中的顧捷，對此更是深有體會。

一群機(jī)器人狂熱者在做的事，剛好在最合適的時間，與被稱為機(jī)器人的終極形態(tài)的通用人形機(jī)器人交匯，這是一個不可多得的時代機(jī)遇，也是傅利葉智能團(tuán)隊的幸運(yùn)。

“你的人形機(jī)器人，每公里配速是多少？”

2023年6月13日，傅利葉智能在官方渠道正式官宣，通用人形機(jī)器人將在7月發(fā)布，隨著這個消息一并公布的，還是一則宣傳視頻，視頻中，一個人形機(jī)器人在大步流星地向前走著。

6月13日官宣視頻中，傅利葉智能人形機(jī)器人大步流星行走

而這段運(yùn)動能力的測試視頻的左下角，官方蓋上的時間戳是2022年7月。顧捷稱，“這確實是一年前的實驗效果，可能明年、后年，很多公司不一定能實現(xiàn)這樣的運(yùn)動能力。”

肉眼可見的靈巧性，被顧捷視為是當(dāng)下傅利葉智能人形機(jī)器人的絕對優(yōu)勢。

實際上，據(jù)傅傅利葉智能通用機(jī)器人事業(yè)部總裁周斌透露，“一些AI公司已經(jīng)等不及我們終版人形機(jī)器人發(fā)布，在我們研發(fā)過程中就已經(jīng)陸續(xù)從我們這里買走了人形機(jī)器人驗證他們的AI算法。”

和直接面向醫(yī)療市場的下肢外骨骼機(jī)器人不同，就人形機(jī)器人而言，傅利葉智能首先是希望將其運(yùn)動能力做到極致，做一個通用人形機(jī)器人平臺。

顧捷告訴科技行者，傅利葉智能現(xiàn)在人形機(jī)器人的目標(biāo)用戶是未來有商業(yè)前景和集成能力的AI公司，以及懂商業(yè)場景的科研團(tuán)隊。

從2016年覺得人形機(jī)器人技術(shù)不夠成熟，到2019年跨入正式跨入人形機(jī)器人領(lǐng)域，顧捷也看到了人形機(jī)器人市場發(fā)生了兩個重要變化。

首先是通過團(tuán)隊的技術(shù)突破，顧捷發(fā)現(xiàn)靈巧的人形機(jī)器人已經(jīng)不再遙不可及。

實際上，在2019年正式立項研發(fā)人形機(jī)器人時，顧捷并沒有打算對外發(fā)布人形機(jī)器人，更多是希望作為一個長期的技術(shù)儲備，然而，隨著技術(shù)研發(fā)的不斷深入，顧捷發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊在人形機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)積累速度已經(jīng)超出了自己的想象。

顧捷向科技行者透露，“這次發(fā)布的人形機(jī)器人在走路、越障等能力上，相較我們的期望值可能只達(dá)到了20-30分，但是我們已經(jīng)有了足夠的技術(shù)儲備，在接下來幾年里讓我們的人形機(jī)器人運(yùn)動能力迅速迭代到60分的一個水平。”

傅利葉智能人形機(jī)器人的越障能力

盡管現(xiàn)在人形機(jī)器人還只有一個小朋友的運(yùn)動能力，但顧捷認(rèn)為，隨著未來人形機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)不斷完備，行業(yè)里將不會再把那么多的注意力放在人形機(jī)器人有多少個關(guān)節(jié)、多少個自由度，而是會以人的體能標(biāo)準(zhǔn)來看待人形機(jī)器人的運(yùn)動能力。

傅利葉智能人形機(jī)器人上下坡能力

未來人形機(jī)器人公司在上市路演時，投資人可能會以一種更有趣方式來進(jìn)行提問：

你的人形機(jī)器人每公里配速是多少？
你的人形機(jī)器人跳遠(yuǎn)能跳多少？
你的人形機(jī)器人摸高是多少？

到那時，人形機(jī)器人才稱得上是一個通用平臺，通用人形機(jī)器人才算是有了硬件平臺基礎(chǔ)。

另一個重要變化則是大模型的出現(xiàn)，人工智能大模型的飛速發(fā)展，為人形機(jī)器人帶來了更為強(qiáng)大的魔力。

通用人工智能的最后一公里

人工智能大模型出現(xiàn)后，傅利葉智能團(tuán)隊的工程師發(fā)現(xiàn)，他們完全可以將這樣的大模型嫁接到人形機(jī)器人平臺上。

例如，他們就曾在一個只有上肢的人形機(jī)器人平臺上加載ChatGPT后，讓機(jī)器人表現(xiàn)出一個開心的狀態(tài)，甚至讓機(jī)器人跳一段阿拉伯風(fēng)格的舞蹈，在3D軟件上，他們就能看到機(jī)器人在接受到不同命令時做出的響應(yīng)。

周斌說，“當(dāng)時我們的工程師看到這樣的人工智能大模型很興奮，我們自己在內(nèi)部都玩嗨了。”

通過ChatGPT讓機(jī)器人跳一段“街舞”

不過，他們也明白，當(dāng)下的通用人工智能大模型的發(fā)展仍處在一個早期階段，尤其是與人形機(jī)器人的結(jié)合，周斌借用柏拉圖的洞穴理論解釋稱：

之前的AI沒有真正出去看過世界，現(xiàn)在有了人形機(jī)器人這個完美的身體，AI終于可以走出去看一看。

這也為當(dāng)下熱議的具身智能做出了一個最為形象的注解。

顧捷同樣認(rèn)為通用人工智能大模型與人形機(jī)器人是一次完美的解決，“AI公司做的相當(dāng)于是靈魂和大腦，但它一定需要一個身體來感知真實的物理世界，認(rèn)識這個世界，人形機(jī)器人相當(dāng)于是通用人工智能的最后一公里。”

智慧的大腦+靈活的身體，也將形成了通用人形機(jī)器人的終極形態(tài)。

正因如此，傅利葉智能實際上在今年也就公司定位進(jìn)行了一次調(diào)整，顧捷說，傅利葉智能現(xiàn)在聚焦通用人形機(jī)器人本體，未來要像為自動駕駛公司提供汽車本體一樣，為AI公司提供通用人形機(jī)器人平臺，而傅利葉智能也正式轉(zhuǎn)變?yōu)橐患彝ㄓ脵C(jī)器人公司。

2023年7月6日，傅利葉智能正式對外發(fā)布，傅利葉智能GR-1通用人形機(jī)器人，GR-1身高1.65米，體重55公斤，全身自由度達(dá)40個，最大關(guān)節(jié)模組峰值扭矩可達(dá)300NM，步行速度可達(dá)到5KM/h，負(fù)重50公斤。

如果要說這款人形機(jī)器人與當(dāng)下國內(nèi)其它團(tuán)隊研發(fā)的人形機(jī)器人最大的不同是什么，那一定是量產(chǎn)能力了。

顧捷說，傅利葉智能要成為國內(nèi)第一家量產(chǎn)人形機(jī)器人的公司，傅利葉智能GR-1通用人形機(jī)器人，將會在今年年底正式實現(xiàn)量產(chǎn)發(fā)售。