戴盟機器人發(fā)布Sparky 1：人形機器人兩大陣營已現(xiàn)，要能跑能跳還是要心靈手巧

近日，人形機器人Figure 01爆火，引發(fā)了人們對未來人形機器人觸達生活的無限遐想。日前，戴盟（深圳）機器人科技有限公司（以下簡稱戴盟機器人）也發(fā)布了其新品“Sparky 1”。這是該團隊繼仿人搬運機器人后推出的又一款突破性“巧手”產(chǎn)品，據(jù)悉，該機器人采用新一代視觸覺傳感+靈巧操作技術(shù)，旨在幫助人類完成更多任務(wù)挑戰(zhàn)?！靶撵`手巧”陣營再添一員。

01

“心靈手巧”的戴盟Sparky 1

在常見的人形機器人中，往往重點展示的是它們的運動能力。而在「戴盟機器人」發(fā)布的新品中，則更多展示了“巧手”的可能性。比如，機器人一口氣完成“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)等多個場景作業(yè)能力。

從戴盟的新品發(fā)布中可以看到，機器人活動著五指靈巧手，右手拿起線束，左手挑出藍色網(wǎng)線，瞄準(zhǔn)對應(yīng)接口，穩(wěn)穩(wěn)插進?？此埔粋€很簡單的動作，但實際上，網(wǎng)線的“水晶頭”非上下對稱，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)“對不準(zhǔn)”的小bug，而畫面中的機器人動作流暢，實屬驚艷。

隨后，機器人瞬移到了“電子廠”。面對一塊比半個巴掌還小的電路板，這位叫做Sparky 1的人形機器人，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，動作之從容堪比“電子廠”小哥。

緊接著，機器人又化身為滴試管的“實驗助手”；熨衣服的“家庭助手”，倒酒的“餐廳服務(wù)員”。這些動作無一例外，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。

整個新品發(fā)布看完，戴盟Sparky 1心靈手巧型人形機器人強悍的動手能力，不由得讓人捏了把汗，難道機器人代替“打工人”上崗的時代大門，就要開啟？

為何這么說？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，在通用機器人領(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，盡管國外一些雙足機器人已經(jīng)“解鎖”了卓越的運動能力，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——既不因用力過度而捏碎，也不因力道過輕而摔破。

從設(shè)計來看，大多數(shù)人形機器人的手部多為簡單2指夾爪，3指D'Claw，手部功能有限，只能做一些簡單的開合動作，例如“推拉”門窗。

從感知來看，雖然有的人形機器人已經(jīng)長出了“5指”，卻發(fā)揮不出作用。因為，其中大多數(shù)機器人與環(huán)境的互動主要依賴于“視覺”、“語言”。而人類皮層的60%觸覺和視覺相關(guān)，這種割裂“視覺”和“觸覺”的運動感知方案，像是給人裝上了“電動假手”，一般無法處理涉及精細(xì)觸感的任務(wù)。

更進一步，當(dāng)前大多數(shù)人形機器人“學(xué)習(xí)能力”有限，受困于較為初級的數(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，無論是“眼、手、腦”的單個功能受限，還是整體協(xié)作不靈，當(dāng)前大多數(shù)人形機器人無法代替人手完成復(fù)雜的實際作業(yè)。

那么，戴盟新品發(fā)布中的“心靈手巧型人形機器人”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能夠完成這些多場景復(fù)雜動作首先歸功于“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，需要動用“眼、手、腦”——“眼睛”涉及復(fù)雜的“標(biāo)定”感知；“大腦”對“手”的控制區(qū)域，面積多達四分之一的大腦皮層；“手”的表面布滿了觸覺傳感器，能感受振幅只有0.00002毫米的振動。

以上過程，至少同時涉及“視覺-觸覺-動作”系統(tǒng)，這在人形機器人領(lǐng)域?qū)?yīng)“多模態(tài)”技術(shù)。此外，機器人需要“聽令行事”，還要加上“語言”模態(tài)。

而傳統(tǒng)機器人系統(tǒng)主要依賴于單一模態(tài)或有限模態(tài)集成。即，聽到了“拿網(wǎng)線”指令，但瞄不準(zhǔn)“插口”的位置；或是，聽到了指令，也瞄準(zhǔn)了“插口”位置，但無法插進“插口”。

“五官少了眼睛，四肢少了手”，機器人就無法應(yīng)對復(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，「戴盟機器人」正在不斷發(fā)展其“視覺-觸覺-語言-動作端到端模型”的技術(shù)。這種多模態(tài)模型集成了視覺、觸覺和語言處理能力，可以根據(jù)語言指令理解任務(wù)要求，通過視覺和觸覺信號感知周圍環(huán)境，并據(jù)此實時產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膭幼餍盘杹韴?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“長了眼睛”的五指巧手。

「戴盟機器人」開發(fā)出了基于光學(xué)觸覺傳感器的五指靈巧手，可以為機器人提供了類似人類的操作能力和觸覺反饋。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感知方式，「戴盟機器人」采用基于光學(xué)的觸覺傳感技術(shù)，能夠提供更多維度的觸覺信息，如三維力、輪廓和紋理等等，這在國際上同樣屬于前沿技術(shù)。

另外一個“法寶”就是戴盟創(chuàng)始團隊開發(fā)的新型視觸覺傳感器。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)攝像機組成。在受到接觸力激勵的同時，相機可跟蹤標(biāo)記運動并獲得變形場。

這套方案有著三個典型優(yōu)勢：

（1）獲取高模態(tài)的觸覺信息：相較于常見觸覺傳感器僅能獲得一維點陣（單點）的測量方式，戴盟創(chuàng)始團隊開發(fā)的新一代觸覺傳感器，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：相較于點陣式排布的單點測量方式，這個新型傳感器基于相機視野下整個接觸面的圖像感知，能夠獲得豐富的視覺信息，有助于精細(xì)的操作；

（3）通用于多場景的不同任務(wù)：不需要為每個任務(wù)定制傳感器，基于手部觸覺圖像，就能進行端到端的學(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)有的觸覺傳感器相比，這種新型視觸覺傳感器更加易于制造。

得益于這雙“長了眼睛”的巧手，戴盟Sparky 1心靈手巧型人形機器人能夠執(zhí)行細(xì)致的操作任務(wù)，甚至可以使用各類工具，進一步拓展了它的能力邊界和應(yīng)用場景。

再次，歸功于低成本的“學(xué)霸”超能力。

人形機器人即便長了一副“類人”軀體，如果沒有進行人類經(jīng)驗視角下的足量訓(xùn)練，具身智能機器人也永遠(yuǎn)停留在想象中。因此，機器人的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)是重中之重。

斯坦福開源ALOHA系統(tǒng)是這方面的佼佼者。該系統(tǒng)利用兩個幾乎完全相同的小型、模塊化雙臂移動機器人，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)形的機器人上肢；與真實機器人上肢一模一樣的遙操作系統(tǒng)，不便攜且價值高昂。

為此，「戴盟機器人」設(shè)計了一套基于外骨骼方案的遙操作與數(shù)據(jù)收集設(shè)備，兼具便攜和高性價比。

數(shù)據(jù)收集員隨時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，在各個場景進行數(shù)據(jù)收集。幫助機器人通過模仿學(xué)習(xí)，熟悉各個工種，隨時準(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)遙操作的高精度對應(yīng)，而且動作映射誤差率低于5%，從而能實現(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——其提供了一個經(jīng)濟有效的方案，解決高效數(shù)據(jù)收集和機器人學(xué)習(xí)優(yōu)化的難題，進而有望通過大規(guī)模實用數(shù)據(jù)的收集，促進人形機器人技術(shù)的普及和應(yīng)用，填補市場的空白。

03

解鎖多場景的復(fù)雜任務(wù)

無論是端到端模型的創(chuàng)新，五指靈巧手的開發(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器人滿足“高性能”與“商業(yè)化落地”的完美融合，還開辟了人形機器人在醫(yī)療、制造、服務(wù)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景。

（1）工業(yè)場景：無需改造產(chǎn)線，戴盟心靈手巧型人形機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、生化核危險物處置或危險場景操作中代替人類工作，減少工傷和事故風(fēng)險。

（2）物流場景：在戶外、室內(nèi)場景承擔(dān)物料搬運的任務(wù)，根據(jù)不同的物體體積和形狀，規(guī)劃路徑完成搬運任務(wù)，大幅提升物流效率。

（3）科研場景：協(xié)助實驗人員進行高精度操作，如整理線束、滴定試劑、擰開瓶蓋等，可以應(yīng)用于科研教育、航空航天、核能工業(yè)、生物醫(yī)藥等場景。

（4）醫(yī)療場景：協(xié)助醫(yī)生進行復(fù)雜手術(shù)，提高手術(shù)精度和效率；幫助患者進行康復(fù)訓(xùn)練，減緩醫(yī)療壓力，提升康復(fù)效果。

（5）家庭服務(wù)場景：協(xié)助家庭服務(wù)和養(yǎng)老助老操作，幫助老年人做簡單家務(wù)；幫助運動功能障礙人士完成各項任務(wù)。

據(jù)悉，戴盟Sparky 1人形機器人還在不斷進行任務(wù)學(xué)習(xí)中，操作的泛化性和成功率正在進一步提高。同時由于「戴盟機器人」聚焦于人形機器人的上肢“手-臂-腦”，至于下肢是輪式還是足式可根據(jù)場景需求進行選配。

綜合來看，戴盟心靈手巧型人形機器人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)定的輪式平臺和優(yōu)越的性價比，實現(xiàn)更快的場景落地；另一方面，為人形機器人更好地服務(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，「戴盟機器人」孵化于被譽為機器人領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)“黃埔軍?！钡南愀劭萍即髮W(xué)，由國際知名機器人專家、港科大機器人研究院創(chuàng)始院長/講席教授、新加坡國立大學(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。

其他團隊成員來自頂尖學(xué)府和研究機構(gòu)，在人工智能算法、機械與拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計、類人行為學(xué)習(xí)與交互、運動規(guī)劃與控制等多個領(lǐng)域深耕多年，同時擁有從研發(fā)到全球推廣的完整量產(chǎn)經(jīng)驗。

作為最早一批從香港來到深圳，踐行深港協(xié)同創(chuàng)新的公司，「戴盟機器人」創(chuàng)立后獲批入駐藍海灣福田基地，并于2023年獲【港科大藍海灣孵化器黑馬獎】。

（來源：2024.2.22《新聞聯(lián)播》——「戴盟機器人」研發(fā)測試）

同時，作為機器人生態(tài)系統(tǒng)的一部分，「戴盟機器人」也與全球機器人社區(qū)分享知識、互相交流、共同推動行業(yè)走向更光明的未來。

根據(jù)高盛于2024年初發(fā)布的《人形機器人專題報告》中預(yù)測，在藍海市場情景下，2035年全球人形機器人的出貨量將達到140萬臺，全球市場總規(guī)模預(yù)計將達到380億美元。

其中，可以肯定的是，兼具“心靈手巧”的仿人機器人必然會迎來市場爆發(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)長城”的廠商將會迎來廣袤的未來。