他们做出了全球跑得最快的机器狗
目前世界上跑得最快的四足机器人,有多快?
答案是10.3米/秒。也就是说,滴答一声,它已经冲出10米开外。
而陆地上跑得最快的哺乳动物是猎豹,速度可达约30米/秒。追赶甚至超越它,是年轻的浙大系机器人公司镜识科技的目标。
“知道什么是最好的,做任何机器人产品就都有了准星。”镜识科技创始人王宏涛说。他的另一重身份,是浙江大学求是特聘教授、浙大杭州国际科创中心人形机器人创新研究院院长。
过去10年,他也在一路奔跑,从清华工程力学系的实验室跑进了机器人竞技的广阔赛道,如今正带着团队双线“开战”:一边研发高机动四足及人形机器人,不断突破机器人的性能极限;另一边,探索机器人进入家庭场景的商业化路径,试图让技术真正融入日常、服务生活。
在狗和“类人”间切换形态
还没见到王宏涛本人,就先在他办公室门边瞥见了一个奇特的身影:“薄荷曼波绿”身躯、纯黑四肢的轮足机器人,挺直腰板端坐在会议桌边,后(下)肢自然垂落。
这是镜识科技在8月初世界机器人大会上首次亮相的双形态机器人BAOBAO,可在狗和“类人”间自由切换。
可在狗和“类人”形态间自由切换
王宏涛将它定义为“未来家庭智能体”,包含四个要素:它首先得是一个真正的机器人形态,不能是玩具;外形不能令人感到威胁,尺寸要友好;必须稳定可靠、技术成熟;如果以情感交互为核心,它还得支持多样的互动方式。
相比市面上大多数机器狗,BAOBAO从出生那刻,就往成熟的消费产品方向来打造。
一旦被需要,它便可以成为陪伴小能手:陪你和孩子玩游戏、做瑜伽、聊天,内置高品质音箱可化身“移动KTV”,也可以承担“生活管家”的角色,提醒你待会儿有雨记得带伞,通过全屋智能系统响应控制指令……
“75厘米的坐高,是一个互动时让人比较舒适的高度。”作为两个孩子的父亲,王宏涛对家庭机器人有着自己的理解,“首先得好玩,如果连孩子都不愿意玩,最终只会吃灰”。
他希望BAOBAO将来能真正成为家庭的一分子。
从清华到哈佛再到浙大
造机器人,王宏涛属于“半路出家”。
1996年,这位陕西少年踏入清华大学工程力学系。那时互联网刚刚兴起,学生们若是想上网,还得去主楼后的机房排长队。王宏涛就是其中之一。
2004年清华直博毕业后,他远赴哈佛大学。当时的美国半导体产业兴荣,手机与新能源领域被视为两大热门方向。王宏涛选择应用物理专业,将研究方向转向半导体薄膜材料。
2009年国际金融危机爆发,他站在了人生的十字路口。“国内机遇更多,发展空间也更广阔。”王宏涛最终回国加入浙江大学航空航天学院,重拾力学老本行;数年后与杨卫院士共同创建浙大交叉力学中心,并担任执行主任,推动人工智能与力学的交叉融合。
随着发表的论文越来越多,他开始意识到,发表文章并不是自己真正想要的。
王宏涛
从零起步“手搓”机器人
2016年,一段偶然刷到的视频改变了王宏涛的轨迹——画面中,一台四足仿生机器人正以约32公里/小时的速度奔跑着。它就是波士顿动力研发的“野猫”(WildCat),代表了当时四足机器人技术的最高水平。
视频带来的震撼也让他萌生了一个想法:“我们能不能造出一台超越它?”再仔细琢磨,力学底层逻辑与机器人倒是相通,但工程实现差距巨大。
恰在此时,他的一位大二学生金永斌提出:“王老师,我想做机器人。”
没有经验,也没有经费,在浙大玉泉校区一间60平方米实验室里,两人开始了机器人研发。
最初的尝试五花八门:人形机器人、轮足式跳高机器人、球形机器人、灵巧手……他们还试验过不同的驱动方式:电机驱动、绞线驱动,甚至考虑过人工肌肉和软材料。“那种状态放在今天,做个机器人爱好者的B站栏目肯定火。”王宏涛说。
这些早期“手搓”之作,如今与最新产品并肩陈列在公司入口处的玻璃展柜中,静静诉说着一段从无到有的历程。
全球最快四足机器人诞生
另一个转折点出现在2017年。麻省理工学院(MIT)机械工程副教授SangbaeKim的研究,让王宏涛豁然开朗。
长期专注于机器人动力学与控制的Kim,将复杂的机器人运动问题提炼为简洁而有力的力学模型。这种高度抽象却系统化的思路,让力学出身的王宏涛感到“无比亲切”,“太能理解到其中的点了”。
他当即决定:停止所有其他项目,专注做四足机器人。
技术的跃进清晰可循:最初的黑豹Ⅰ速度为5米/秒,2020年的黑豹Ⅱ概念机提升到8米/秒,而最新的黑豹Ⅱ已能达到10.3米/秒。
正是这台黑豹Ⅱ,替王宏涛实现了当初那个“痴人说梦”的愿望。它如今是全球最快的四足机器人,打破了波士顿动力“野猫”保持了十余年的8.89米/秒纪录。作为参照,博尔特创造的男子100米世界纪录9.58秒,平均速度约为10.44米/秒。
黑豹Ⅱ
和人类田径一样,从5米/秒冲向10米/秒并非一帆风顺。速度达到6米/秒时,黑豹出现了小腿必然折断的问题,为此团队研发了“仿跳鼠碳纤维小腿”,通过在中间加一根碳纤维棒,并用不锈钢箍耦合加固,最终在重量仅增加16%的情况下,刚度提升了135%。
突破的背后,是一系列理论框架的创新。“做到黑豹Ⅱ时,我们发现MIT的简化模型存在局限。它能指明大致方向,比如‘小腿越轻越好’,帮你做出一个‘还不错’的机器人。但要突破极限,就必须建立精确的机器人动力学模型,基于系统化的优化方法获得各部分质量、惯量以及电机功率、减速比等关键设计参数。”王宏涛解释,“这就像手指指路和给地图的区别。”
在这8年里,团队持续完善这套符号化解析模型。这个过程如同挖掘一条没有尽头的隧道,越深入越能发现新的奥秘。
超越生物运动极限
2024年5月11日,镜识科技(MirrorMe)正式成立。王宏涛和金永斌在这一天决定走出校园实验室,投身产业洪流,“刚好又赶上AI和具身智能爆发的时间节点”。
镜识二字,“镜”指复刻和映照生物的运动能力,是对性能和效率的追求;“识”代表的是认知和智能。这里借用了一个经典的认知实验——镜子测试,能识别镜中自我的生物,往往已具备高阶智慧。
在他看来,“识”可以有多种表现,做家务是,人机交互也是。“交互类应用可以更快落地,因为它不涉及对物理空间的改变,从而规避因意外碰撞或伤害带来的安全风险。”BAOBAO便是这一理念下的产物。
“镜”与“识”将在何处融合?答案指向人形机器人。它既需要可靠的运动能力与高效本体,也须承载类人的智慧。
“我们决定两者同步发展。”在复刻生物运动能力方面,镜识目前已有两大系列——
高机动四足机器人“黑豹”系列:追求极限速度,下一代产品目标是15米/秒;
高机动人形机器人“英睿”系列:计划在今年底推出,目标速度10米/秒。
两个系列都是对技术极限的叩问。“只有把目标设定在看似不可能完成的高度,公司和团队才有发展动力。”王宏涛说,陆地上跑得最快的猎豹,速度约30米/秒,“我们相信,机器人可以达到甚至超过这一生物极限”。
一旦实现,整个技术攻关过程中所积累的能力体系,将使他们能够更快速、更从容地开发任何形态的机器人。
加快实际场景落地和商业化探索
从王宏涛的办公室走向走廊另一端,推门而入,新一代黑豹在高速跑步机上疾驰,快到拉出了残影;再往前几步,一间更宽敞的房间里,一只灵巧手正在练习弹奏《克罗地亚狂想曲》,不远处,另一只机械臂刚结束羽毛球挥拍训练;隔壁是工业四足机器人的训练场,布满障碍地形……在各个房间,一张张年轻而专注的面孔,正围绕这些“未来伙伴”进行调试。
工业四足机器人阿波罗
待进一步完善后,BAOBAO也将进入真实家庭场景进行验证。“人机交互究竟该以怎样的方式呈现?语音、手势,还是其他?只有真正进入家庭,直面用户在实际使用中的反馈甚至是吐槽,才能不断优化。实验室里设想不出答案。”
与此同时,王宏涛近期正与一些B端客户探讨BAOBAO的落地场景。比如8月初,镜识科技与心理服务平台“壹点灵”签署战略合作协议,共同探索“AI+机器人+心理服务”的创新融合。商业化,也在稳步推进。
回想起这一路,从学者到创业者,王宏涛坦言,自己也经历过相当长时间的犹豫,毕竟机器人创业充满了更多不确定性。
“可正是这种不确定性带来了无尽的可能,这是它的魅力所在;也因为迈出第一步,才有机会抵达更远的地方。”这条奔赴“极限”的道路,正带着王宏涛和他的团队走向曾经不敢想象的未来。