近日，人形機(jī)器人Figure 01爆火，引發(fā)了人們對(duì)未來(lái)人形機(jī)器人觸達(dá)生活的無(wú)限遐想。日前，戴盟（深圳）機(jī)器人科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱戴盟機(jī)器人）也發(fā)布了其新品“Sparky 1”。這是該團(tuán)隊(duì)繼仿人搬運(yùn)機(jī)器人后推出的又一款突破性“巧手”產(chǎn)品，據(jù)悉，該機(jī)器人采用新一代視觸覺(jué)傳感+靈巧操作技術(shù)，旨在幫助人類完成更多任務(wù)挑戰(zhàn)。“心靈手巧”陣營(yíng)再添一員。
01 “心靈手巧”的戴盟Sparky 1
在常見(jiàn)的人形機(jī)器人中，往往重點(diǎn)展示的是它們的運(yùn)動(dòng)能力。而在「戴盟機(jī)器人」發(fā)布的新品中，則更多展示了“巧手”的可能性。比如，機(jī)器人一口氣完成“插線束接口”“焊接電路板”“滴試劑”“熨衣服”“倒酒服務(wù)”“物體分揀”“整理書架”等人類才能實(shí)現(xiàn)的“精細(xì)化”工作，解鎖了家庭、工業(yè)、商業(yè)、研發(fā)等多個(gè)場(chǎng)景作業(yè)能力。
從戴盟的新品發(fā)布中可以看到，機(jī)器人活動(dòng)著五指靈巧手，右手拿起線束，左手挑出藍(lán)色網(wǎng)線，瞄準(zhǔn)對(duì)應(yīng)接口，穩(wěn)穩(wěn)插進(jìn)。看似一個(gè)很簡(jiǎn)單的動(dòng)作，但實(shí)際上，網(wǎng)線的“水晶頭”非上下對(duì)稱，接口較普通USB更為復(fù)雜。人類“插網(wǎng)線”尚且經(jīng)常出現(xiàn)“對(duì)不準(zhǔn)”的小bug，而畫面中的機(jī)器人動(dòng)作流暢，實(shí)屬驚艷。
隨后，機(jī)器人瞬移到了“電子廠”。面對(duì)一塊比半個(gè)巴掌還小的電路板，這位叫做Sparky 1的人形機(jī)器人，左手捏著頭發(fā)絲般粗細(xì)的金屬絲，右手拿著小巧的焊接工具，動(dòng)作之從容堪比“電子廠”小哥。
緊接著，機(jī)器人又化身為滴試管的“實(shí)驗(yàn)助手”；熨衣服的“家庭助手”，倒酒的“餐廳服務(wù)員”。這些動(dòng)作無(wú)一例外，均要求“眼尖手穩(wěn)心不慌”。即便是“小腦”發(fā)育完全的人類，也要專心致志才能完成。
更為亮眼的是，這位“百變馬丁”還能在圖書館整理書架！兼具“大長(zhǎng)腿+靈巧手+5.1的視力”，Sparky 1不僅可以屈膝和彎腰，還可以通過(guò)身體的升降，將手中的書本穩(wěn)穩(wěn)放入2.2米高的書架。
整個(gè)新品發(fā)布看完，戴盟Sparky 1心靈手巧型人形機(jī)器人強(qiáng)悍的動(dòng)手能力，不由得讓人捏了把汗，難道機(jī)器人代替“打工人”上崗的時(shí)代大門，就要開(kāi)啟？
為何這么說(shuō)？手是人類得以獲得高度智慧的三大重要器官之一。一直以來(lái)，在通用機(jī)器人領(lǐng)域，除了大腦，最大的制約就是其能否擁有一雙和人類一樣的“靈巧手”。
縱觀海內(nèi)外，盡管國(guó)外一些雙足機(jī)器人已經(jīng)“解鎖”了卓越的運(yùn)動(dòng)能力，有的甚至能跳舞、翻跟頭、“搭橋”、“扛大包”，但依舊“拿不起”一顆小小的雞蛋——既不因用力過(guò)度而捏碎，也不因力道過(guò)輕而摔破。
從設(shè)計(jì)來(lái)看，大多數(shù)人形機(jī)器人的手部多為簡(jiǎn)單2指夾爪，3指D’Claw，手部功能有限，只能做一些簡(jiǎn)單的開(kāi)合動(dòng)作，例如“推拉”門窗。
從感知來(lái)看，雖然有的人形機(jī)器人已經(jīng)長(zhǎng)出了“5指”，卻發(fā)揮不出作用。因?yàn)椋渲写蠖鄶?shù)機(jī)器人與環(huán)境的互動(dòng)主要依賴于“視覺(jué)”、“語(yǔ)言”。而人類皮層的60%觸覺(jué)和視覺(jué)相關(guān)，這種割裂“視覺(jué)”和“觸覺(jué)”的運(yùn)動(dòng)感知方案，像是給人裝上了“電動(dòng)假手”，一般無(wú)法處理涉及精細(xì)觸感的任務(wù)。
更進(jìn)一步，當(dāng)前大多數(shù)人形機(jī)器人“學(xué)習(xí)能力”有限，受困于較為初級(jí)的數(shù)據(jù)收集和遙操作技術(shù)，很難學(xué)習(xí)和適應(yīng)新任務(wù)，成本也居高不下。
因此，無(wú)論是“眼、手、腦”的單個(gè)功能受限，還是整體協(xié)作不靈，當(dāng)前大多數(shù)人形機(jī)器人無(wú)法代替人手完成復(fù)雜的實(shí)際作業(yè)。
那么，戴盟新品發(fā)布中的“心靈手巧型人形機(jī)器人”又是如何超越“拿雞蛋”，文能“倒酒”，武能“焊接”？讓我們一起來(lái)看看Sparky 1的“黑科技”。
02 破譯“心靈手巧”的技術(shù)密碼
Sparky 1能夠完成這些多場(chǎng)景復(fù)雜動(dòng)作首先歸功于“多模態(tài)集成技術(shù)”。
以新品發(fā)布中的“插網(wǎng)線”為例。人類拿起一根網(wǎng)線并插入接口，需要?jiǎng)佑谩把邸⑹帧⒛X”——“眼睛”涉及復(fù)雜的“標(biāo)定”感知；“大腦”對(duì)“手”的控制區(qū)域，面積多達(dá)四分之一的大腦皮層；“手”的表面布滿了觸覺(jué)傳感器，能感受振幅只有0.00002毫米的振動(dòng)。
以上過(guò)程，至少同時(shí)涉及“視覺(jué)-觸覺(jué)-動(dòng)作”系統(tǒng)，這在人形機(jī)器人領(lǐng)域?qū)?yīng)“多模態(tài)”技術(shù)。此外，機(jī)器人需要“聽(tīng)令行事”，還要加上“語(yǔ)言”模態(tài)。
而傳統(tǒng)機(jī)器人系統(tǒng)主要依賴于單一模態(tài)或有限模態(tài)集成。即，聽(tīng)到了“拿網(wǎng)線”指令，但瞄不準(zhǔn)“插口”的位置；或是，聽(tīng)到了指令，也瞄準(zhǔn)了“插口”位置，但無(wú)法插進(jìn)“插口”。
“五官少了眼睛，四肢少了手”，機(jī)器人就無(wú)法應(yīng)對(duì)復(fù)雜的環(huán)境，也很難滿足當(dāng)下高標(biāo)準(zhǔn)的交互需求。
為此，「戴盟機(jī)器人」正在不斷發(fā)展其“視覺(jué)-觸覺(jué)-語(yǔ)言-動(dòng)作端到端模型”的技術(shù)。這種多模態(tài)模型集成了視覺(jué)、觸覺(jué)和語(yǔ)言處理能力，可以根據(jù)語(yǔ)言指令理解任務(wù)要求，通過(guò)視覺(jué)和觸覺(jué)信號(hào)感知周圍環(huán)境，并據(jù)此實(shí)時(shí)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膭?dòng)作信號(hào)來(lái)執(zhí)行任務(wù)。
正是得益于多模態(tài)集成技術(shù)，戴盟Sparky 1心靈手巧型人形機(jī)器人化身巧手“裁縫”，在精細(xì)操作任務(wù)中預(yù)期成功率提高至少20%；魯棒性顯著提高，任憑環(huán)境復(fù)雜多變，依然能夠“眼尖手巧心不慌”。
其次，歸功于一雙“長(zhǎng)了眼睛”的五指巧手。
「戴盟機(jī)器人」開(kāi)發(fā)出了基于光學(xué)觸覺(jué)傳感器的五指靈巧手，可以為機(jī)器人提供了類似人類的操作能力和觸覺(jué)反饋。特別是相較于傳統(tǒng)基于電阻、電容、壓電和磁電式等的觸覺(jué)感知方式，「戴盟機(jī)器人」采用基于光學(xué)的觸覺(jué)傳感技術(shù)，能夠提供更多維度的觸覺(jué)信息，如三維力、輪廓和紋理等等，這在國(guó)際上同樣屬于前沿技術(shù)。
另外一個(gè)“法寶”就是戴盟創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的新型視觸覺(jué)傳感器。該傳感器由柔軟的皮膚、嵌入式標(biāo)記陣列、帶有魚眼鏡頭的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)組成。在受到接觸力激勵(lì)的同時(shí)，相機(jī)可跟蹤標(biāo)記運(yùn)動(dòng)并獲得變形場(chǎng)。
這套方案有著三個(gè)典型優(yōu)勢(shì)：
（1）獲取高模態(tài)的觸覺(jué)信息：相較于常見(jiàn)觸覺(jué)傳感器僅能獲得一維點(diǎn)陣（單點(diǎn)）的測(cè)量方式，戴盟創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的新一代觸覺(jué)傳感器，可得到三維力+輪廓+紋理等至少五維的模態(tài)信息；
（2）接近人手皮膚的感知維度：相較于點(diǎn)陣式排布的單點(diǎn)測(cè)量方式，這個(gè)新型傳感器基于相機(jī)視野下整個(gè)接觸面的圖像感知，能夠獲得豐富的視覺(jué)信息，有助于精細(xì)的操作；
（3）通用于多場(chǎng)景的不同任務(wù)：不需要為每個(gè)任務(wù)定制傳感器，基于手部觸覺(jué)圖像，就能進(jìn)行端到端的學(xué)習(xí)，提高精細(xì)操作學(xué)習(xí)的泛化性。據(jù)悉，更可貴的是，與現(xiàn)有的觸覺(jué)傳感器相比，這種新型視觸覺(jué)傳感器更加易于制造。
得益于這雙“長(zhǎng)了眼睛”的巧手，戴盟Sparky 1心靈手巧型人形機(jī)器人能夠執(zhí)行細(xì)致的操作任務(wù)，甚至可以使用各類工具，進(jìn)一步拓展了它的能力邊界和應(yīng)用場(chǎng)景。
再次，歸功于低成本的“學(xué)霸”超能力。
人形機(jī)器人即便長(zhǎng)了一副“類人”軀體，如果沒(méi)有進(jìn)行人類經(jīng)驗(yàn)視角下的足量訓(xùn)練，具身智能機(jī)器人也永遠(yuǎn)停留在想象中。因此，機(jī)器人的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)是重中之重。
斯坦福開(kāi)源ALOHA系統(tǒng)是這方面的佼佼者。該系統(tǒng)利用兩個(gè)幾乎完全相同的小型、模塊化雙臂移動(dòng)機(jī)器人，形成了一比一還原的“示教者-跟隨者”遙操作框架。然而，該系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)很難用于其他構(gòu)形的機(jī)器人上肢；與真實(shí)機(jī)器人上肢一模一樣的遙操作系統(tǒng)，不便攜且價(jià)值高昂。
為此，「戴盟機(jī)器人」設(shè)計(jì)了一套基于外骨骼方案的遙操作與數(shù)據(jù)收集設(shè)備，兼具便攜和高性價(jià)比。
數(shù)據(jù)收集員隨時(shí)隨地就能穿上這套包含“圖像采集頭盔、6/7自由度外骨骼雙臂、五指手?jǐn)?shù)據(jù)手套”的設(shè)備，在各個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。幫助機(jī)器人通過(guò)模仿學(xué)習(xí)，熟悉各個(gè)工種，隨時(shí)準(zhǔn)備“上崗”。
最關(guān)鍵的是這套外骨骼方案，成本低但性能可不低。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)遙操作的高精度對(duì)應(yīng)，而且動(dòng)作映射誤差率低于5%，從而能實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)的遙操作功能和大規(guī)模的非異構(gòu)數(shù)據(jù)收集。
這不僅是技術(shù)上的創(chuàng)新，更是商業(yè)模式上的突破——其提供了一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效的方案，解決高效數(shù)據(jù)收集和機(jī)器人學(xué)習(xí)優(yōu)化的難題，進(jìn)而有望通過(guò)大規(guī)模實(shí)用數(shù)據(jù)的收集，促進(jìn)人形機(jī)器人技術(shù)的普及和應(yīng)用，填補(bǔ)市場(chǎng)的空白。
03 解鎖多場(chǎng)景的復(fù)雜任務(wù)
無(wú)論是端到端模型的創(chuàng)新，五指靈巧手的開(kāi)發(fā)，低成本遙操作與數(shù)據(jù)收集設(shè)備的應(yīng)用，都為解決行業(yè)長(zhǎng)期存在的智能程度低下、手部笨拙、數(shù)據(jù)收集昂貴等難題提供了新方案。不僅讓戴盟心靈手巧型人形機(jī)器人滿足“高性能”與“商業(yè)化落地”的完美融合，還開(kāi)辟了人形機(jī)器人在醫(yī)療、制造、服務(wù)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景。
（1）工業(yè)場(chǎng)景：無(wú)需改造產(chǎn)線，戴盟心靈手巧型人形機(jī)器人就能夠快速且準(zhǔn)確地執(zhí)行3C制造、零件裝配等各種精細(xì)操作，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量；在排爆、生化核危險(xiǎn)物處置或危險(xiǎn)場(chǎng)景操作中代替人類工作，減少工傷和事故風(fēng)險(xiǎn)。
（2）物流場(chǎng)景：在戶外、室內(nèi)場(chǎng)景承擔(dān)物料搬運(yùn)的任務(wù)，根據(jù)不同的物體體積和形狀，規(guī)劃路徑完成搬運(yùn)任務(wù)，大幅提升物流效率。
（3）科研場(chǎng)景：協(xié)助實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行高精度操作，如整理線束、滴定試劑、擰開(kāi)瓶蓋等，可以應(yīng)用于科研教育、航空航天、核能工業(yè)、生物醫(yī)藥等場(chǎng)景。
（4）醫(yī)療場(chǎng)景：協(xié)助醫(yī)生進(jìn)行復(fù)雜手術(shù)，提高手術(shù)精度和效率；幫助患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，減緩醫(yī)療壓力，提升康復(fù)效果。
（5）家庭服務(wù)場(chǎng)景：協(xié)助家庭服務(wù)和養(yǎng)老助老操作，幫助老年人做簡(jiǎn)單家務(wù)；幫助運(yùn)動(dòng)功能障礙人士完成各項(xiàng)任務(wù)。
據(jù)悉，戴盟Sparky 1人形機(jī)器人還在不斷進(jìn)行任務(wù)學(xué)習(xí)中，操作的泛化性和成功率正在進(jìn)一步提高。同時(shí)由于「戴盟機(jī)器人」聚焦于人形機(jī)器人的上肢“手-臂-腦”，至于下肢是輪式還是足式可根據(jù)場(chǎng)景需求進(jìn)行選配。
綜合來(lái)看，戴盟心靈手巧型人形機(jī)器人Sparky 1在戴盟整體產(chǎn)品規(guī)劃發(fā)展中起到了承上啟下的作用：一方面，以其穩(wěn)定的輪式平臺(tái)和優(yōu)越的性價(jià)比，實(shí)現(xiàn)更快的場(chǎng)景落地；另一方面，為人形機(jī)器人更好地服務(wù)人類，提供更多的作業(yè)數(shù)據(jù)收集、模型訓(xùn)練和技術(shù)論證等相關(guān)技術(shù)支持。
04港科大孕育出的又一匹“創(chuàng)業(yè)黑馬”
據(jù)了解，「戴盟機(jī)器人」孵化于被譽(yù)為機(jī)器人領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)“黃埔軍校”的香港科技大學(xué)，由國(guó)際知名機(jī)器人專家、港科大機(jī)器人研究院創(chuàng)始院長(zhǎng)/講席教授、新加坡國(guó)立大學(xué)教授、斯坦福大學(xué)客座教授王煜（Michael Yu WANG）和段江嘩博士聯(lián)合創(chuàng)立。
其他團(tuán)隊(duì)成員來(lái)自頂尖學(xué)府和研究機(jī)構(gòu)，在人工智能算法、機(jī)械與拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)、類人行為學(xué)習(xí)與交互、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制等多個(gè)領(lǐng)域深耕多年，同時(shí)擁有從研發(fā)到全球推廣的完整量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。
作為最早一批從香港來(lái)到深圳，踐行深港協(xié)同創(chuàng)新的公司，「戴盟機(jī)器人」創(chuàng)立后獲批入駐藍(lán)海灣福田基地，并于2023年獲【港科大藍(lán)海灣孵化器黑馬獎(jiǎng)】。
（來(lái)源：2024.2.22《新聞聯(lián)播》——「戴盟機(jī)器人」研發(fā)測(cè)試）
同時(shí)，作為機(jī)器人生態(tài)系統(tǒng)的一部分，「戴盟機(jī)器人」也與全球機(jī)器人社區(qū)分享知識(shí)、互相交流、共同推動(dòng)行業(yè)走向更光明的未來(lái)。
根據(jù)高盛于2024年初發(fā)布的《人形機(jī)器人專題報(bào)告》中預(yù)測(cè)，在藍(lán)海市場(chǎng)情景下，2035年全球人形機(jī)器人的出貨量將達(dá)到140萬(wàn)臺(tái)，全球市場(chǎng)總規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到380億美元。
其中，可以肯定的是，兼具“心靈手巧”的仿人機(jī)器人必然會(huì)迎來(lái)市場(chǎng)爆發(fā)。產(chǎn)品落地的前提是深厚的技術(shù)積累，在此背景下，用自研技術(shù)構(gòu)筑“技術(shù)長(zhǎng)城”的廠商將會(huì)迎來(lái)廣袤的未來(lái)。
