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作者 | 肖漫
編輯 | 王金旺
雷鋒網消息，7 月 7 日，優必選在 WAIC 上發布了 Walker X。
這是優必選大型仿人服務機器人五年來的第四次進化，從最初的雙足機器人進化到如今的大型仿人服務機器人，如今的 Walker X 已經成為優必選技術力的一張名片，也成為中國機器人領域一個獨特的存在。
優必選 CTO 熊友軍此前曾向雷鋒網表示：
針對 Walker，我們制定了非常長遠的規劃，優必選最終的目標是希望它能夠走入家庭。
經過此次升級，Walker X 離“走入家庭”這一目標也更近了一步。
Walker X，優必選第四代大型仿人服務機器人，當它在 WAIC 的展臺上再次被圍觀時，優必選的研發團隊并沒有感到意外。
畢竟，Walker 已經連續兩年入選 WAIC 的鎮館之寶。
在過去兩年里，優必選 Walker 項目研發團隊在這一機器人中加入了全新的思考，更有生命質感的 Walker X 也由此而生。
早在 2019 年 6 月，Walker X 就開始立項。從最初的產品定義，到如今在 WAIC 呈現在大眾面前，Walker X 背后實則歷經了一個長線的研發過程。
“Walker X 的產品研發項目經歷了三個階段——第一階段是虛擬仿真與硬件設計、第二階段是整機組裝與優化、第三階段是算法導入與應用測試”，熊友軍向雷鋒網表示。
據熊友軍介紹，基于 Walker 第二代產品在不同場景的部署和測試情況反饋，優必選在 Walker X 研發階段就定下了四個指標，即“減重、增穩、加速、加智”的八字方針。
圍繞這四大指標，優必選將第二代 Walker “高 1.45m，重 77kg”的體型減重至 63kg，身高優化至 1.30m，也就有了現在的 Walker X。
值得一提的是，在此前 Walker 三代產品迭代過程中，隨著功能和自由度的提升，身高和重量一直在增加。而 Walker X 這代產品卻在身高、體重方面有了小型化的趨勢，兩種不同的迭代方向的背后，其實蘊含著優必選的另一重思考——在技術成熟度逐漸提高的同時，人機交互的考量也就變得更加重要。
“ Walker 的最終目標是走進千家萬戶，本質上是一種家庭服務型機器人，因此更強調機器人與人交互的友善度、親和力，以及交互的自然性，將機器人的身高降低也是為了避免人類在和機器人交互過程中仰視或直視給人帶來的壓迫感和威脅感”，熊友軍表示。
同時，熊友軍還補充表示，在保證身高的基礎上，體重其實是越輕越好，“輕便性”對提升機器人的運動性能、安全性，以及減少能源消耗都能起到正向作用。
為了給 Walker 減重，熊友軍表示，優必選的研發團隊在伺服舵機上下了不少功夫。比如，針對伺服舵機的驅動單元，優必選將伺服舵機最大功率密度提升了 150%，這也是 Walker X 能夠實現體積變小、重量變輕的一個主要原因。
除了身高體重方面的變化，Walker X 在運動控制方面也得到了新的提升。據雷鋒網了解，Walker X 最大行走速度從上一代產品的 2km/h 提升至 3km/h，接近人的行走速度。
“一般情況下，人類正常跑步速度在 8~10km/h、慢跑速度基本是在 5-6km/h，行走速度差不多就是 3~4 km/h，Walker X 基本上已經能夠以人類相當的行走速度在家庭室內環境下行走”，熊友軍向雷鋒網說道。另外，熊友軍表示， Walker 的行走速度將會在后續迭代中持續提升。
速度的提升離不開技術的支持，為了提升 WalkerX 快速行走的穩定性，優必選采用了類人步態運動規劃、足腰協調步態規劃、擺動腿運動軌跡優化等算法，通過算法提升了 WalkerX 的運動性能。
算法的加入在幫助提速之余，對 Walker X 的穩定性同樣有提升。
穩定的單腿站立
“以前 Walker 更多是在室內平坦的地面行走，但現實環境會有很多意外因素，比如說地面上有支筆，可能會有電線，有樓梯等復雜情況，現在基本上都能夠 hold 住”，熊友軍表示。
從腳掌部位來看，Walker X 采用全驅動腳掌設計，加以全新的腳掌姿態控制算法，能夠讓機器人的腳掌運動更接近人的腳掌，當機器人觸碰到地面時，柔性的腳腕、腳踝能夠讓其適應不同地面。
雷鋒網了解到，除了能夠適應復雜地面環境，Walker X 的穩定性還在體現于承受外部沖擊——無論是單腿站立，還是站立行走狀態，都能夠抵抗沖擊或干擾。
此次，出現在 WAIC 展會現場的 Walker X 不僅展示了上樓梯、下斜坡、單腿平衡等多項能力，還秀了一把下象棋的能力；而在這些能力背后，其實是優必選在過往幾年沉淀下來的多項自研技術。
曾幾何時，AlphaGo 打敗世界圍棋冠軍李世石一度震驚全球，但當時對弈現場，坐在李世石對面的并不是 AlphaGo，而是 AlphaGo 的核心作者之一 Aja Huang （黃士杰）。
實際上，AlphaGo 并沒有真實“肉身”，而只是一個人工智能程序，下棋還需要一個“人肉臂”。
這次，優必選的 Walker X 卻學會了下象棋，下一次打敗人類棋手的，或將是一個鋼筋鐵骨的機器人。
據熊友軍介紹，“下象棋”其實是 Walker X 此次在 WAIC 亮相的一個特殊展示項目，是人工智能和運動控制結合的表現。
事實上，此次在 WAIC 上展示的 Walker X，集步態規劃與控制、柔順力控、全身運動規劃、視覺定位導航、視覺感知、全鏈路語音交互 6 大 AI 技術于一身，Walker X 更有張力的表現讓更多人放下了“弱人工智能”的偏見。
從“下象棋”的操作來看，Walker X 每一次操作背后需要歷經“感知-認知推理-決策執行”三個階段。
具體來說，Walker X 需要通過頭部的攝像頭進行視覺感知，識別雙方棋盤局勢，在根據實際情況利用人工智能進行認知推理，有了決策結果之后，再通過手部動作完成移子、吃子、跳子等操作，在這背后，則是有一系列運動控制算法做支撐。
“實際上，這是一個綜合能力的體現”，熊友軍表示，而這也是 Walker X 區別與 AlphaGo 的不同之處。
Walker X 下棋是 AI 技術和機器技術的深度集成，而 AlphaGo 更多停留在 AI 技術層面，尚且缺乏與物理世界的實際交互，需要搭載于類似 Walker X 的機械載體上才能執行技術反饋。
不過，下象棋并不是 Walker X 的終極目的，Walker X 的終極目的是通過更多這樣更具交互性的技能提升“家庭陪伴”能力。“日常生活中，可以偶爾讓 Walker 陪著下下棋，累了可以讓 Walker 捶捶背，渴了可以倒杯水……在諸多家庭場景里，Walker 將具備很大陪伴意義”，熊友軍向雷鋒網說道。
不難看出，下象棋僅是 Walker X 諸多功能的體現之一。在 6 大 AI 技術的加持下，Walker X 集成了 8 大核心功能，除了前面提及的運動控制，還包括手眼協調操作、柔順物理交互、多維感知避障、環境人體感知、多模態情感交互、AIoT 家居控制等。
雷鋒網注意到，在多模態情感交互上，優必選采用了全新四維燈語體系，內置原生 28+ 機器人情緒體系，在 Walker X 本體上有 4 處燈光、5 種顏色、6 類狀態。
目前，在仿人機器人行業，除了通過語音燈光進行情感交互，還有“索菲亞式”通過機械結構改變面部表情進行情感表達交互，當被問及為何沒有采取后者方案時，熊友軍告訴雷鋒網，主要是為了避免“恐怖谷”。
所謂“恐怖谷”，是指人形玩具或機器人的仿真度越高人們越有好感，但在相似度臨近 100% 前，這種好感度會突然降低，越像人反而越反感恐懼，好感度降至谷底。
在熊友軍看來，目前行業內要想真正實現高度擬人化的仿真面部表情，還存在一定難度。為了避免陷入“恐怖谷”這一漩渦中，Walker X 采用了全新的四維燈語體系，既保證了科技感，也能夠通過燈光、顏色等多維度傳遞情感交互。
其中，嘴部條形燈光能夠負責情感表達；耳部環形燈光負責聽覺感知；手部 U 形燈光輔助運動控制；背部指示燈光可視系統狀態。
Walker X 這樣的設計思路，拉近了機器人與人的距離——一方面，Walker X 四維燈語的交互設計，頗具親和力的身高體重控制都在降低了“機械化”層面的冰冷感；另一方面，Walker X 在具備 6大 AI 技術、8 大核心功能的表現下，拓寬了其商業化邊界，走進更多現實場景。
對于優必選而言，Walker 除了是一張強大的品牌名片外，真正價值在哪里？
事實上，在 Walker 五年四次迭代中，優必選在研發過程中沉淀了大量機器人前沿技術，對于這些技術，優必選則能夠直接應用到商用機器人產品中。
雷鋒網了解到，Walker 研發過程中沉淀下來的機器人技術已經開始反哺公司諸如悟空機器人、Alpha、Cruzr 等核心產品，支撐起諸多核心產品的商用落地。
此前，優必選的悟空機器人（優必選教育產品線產品）曾多次作為伴舞團、甚至模仿街舞，這項技能背后的人體感知、步態算法等技術正是從 Walker 研發中沉淀，從而遷移至其他機器人產品。
另外，從 Walker 自身的商業化應用來看，登上過晚會、出演過電影的 Walker 已經是機器人界的“明星”。
在去年深圳特區 40 周年慶典活動中，第二代 Walker 就曾登臺演出，與十多位舞蹈演員呈現了一場視覺盛宴。在影視作品中，Walker 也曾參演《我的機器人朋友》，并在劇中飾演男二號，為蔡國慶、蔡軒正父子配戲。
除了演藝活動，身兼數職的 Walker 也常出現在科技展館中。據熊友軍透露，Walker X 將在今年 10 月 1 日的迪拜世博會上擔任中國館的“智能導覽講解員”。
顯然，Walker 已經走出了大型仿人服務機器人商業化艱難的一小步。隨著 Walker 商業化潛力的拓寬，Walker 也走進了更多高校實驗室， 推動了中國大型仿人服務機器人發展。
在科研開發合作上，優必選與大學實驗室構建了縱向課題聯合申報、橫向課題合作、聯合實驗室建設三種合作模式，在運動控制、機器視覺、定位導航、任務規劃、行為決策、人機交互等方向進行研究與探索。
“優必選與高校實驗室/專家學者的合作是基于專項研究展開，即橫向課題合作，通過企業與高校聯合進行某個領域的深度科研，比如 AI 視覺、AI 語音等”，熊友軍向雷鋒網表示，“縱向課題聯合申報則是和高校研究人員聯合申報國家層面的科研項目”。
需要指出的是，Walker 能夠助力科研開發一大重要因素在于其采用了模塊化設計，頭部、手掌、電池都可以快速拆卸和組裝，而這種模塊化的設計，對標準化、批量化的生產更是助益良多。
“模塊化設計主要直觀體現在三個地方，一是頭部、二是手掌、三是電池”，熊友軍表示，這種模塊化設計更便于使用和維護，也為未來產業化和批量制造做準備，降低了生產成本和維護成本。
以手掌為例，優必選會根據不同應用場景提供多種手掌形態，對于需要使用各種工具的家庭場景，則需要配備靈活的多手指關節；而對于科研或者對手指自由度要求不高的場景，則會更換成兩三個手指頭，成本也會有所降低。
在教育領域應用過程中，為了降低科研門檻，優必選開放了 Walker 仿真技術平臺。“仿人機器人是學術里非常前沿的一個領域，但難以實現每個研究者都有一臺真正的大型仿真機器人，為了提升科研人員的參與熱情，我們推出了仿真平臺”，熊友軍在采訪中說道。
據了解，在 Walker X 的技術開放平臺上，優必選提供了二次開發接口及文檔、提供精確仿真模型及控制接口，能夠實現從仿真平臺到實物機器人的無縫遷移；配套上位機軟件，以及部分 DEMO 等。
無論是在演藝活動、科技展館上的露面，還是對科研方面的助力，這些都僅是 Walker 目前的部分嘗試，在熊友軍看來，Walker 的商業化想象空間，遠不止于此。
“我們一直有個夢想是讓 Walker 能夠走入家庭，成為我們的伙伴，甚至能成為第三代人機交互中心”，熊友軍向雷鋒網說道。
熊友軍認為，Walker 能夠完成很多場景下服務類的事情，接下來也將探索 Walker 在結構化較高的場景中進行服務層面的應用，比如機場、酒店、銀行等。
在過往版本中，Walker 已經向世人展示了太多驚奇之處，從開冰箱、倒飲料到做瑜伽、下腰，這次，Walker X 進一步學會了下象棋、捶背按摩等更具交互性的技能，這讓我們對大型仿人服務機器人再次充滿期待。
期待它走入家庭，期待它走向更多工作崗位。
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