01 “心靈手巧”的戴盟Sparky 1
在常見(jiàn)的人形機器人中，往往重點(diǎn)展示的是它們的運動(dòng)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(xiàn)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(shū)架”等人類(lèi)才能實(shí)現的“精細化”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，機器人活動(dòng)著(zhù)五指靈巧手，右手拿起線(xiàn)束，左手挑出藍色網(wǎng)線(xiàn)，瞄準對應接口，穩穩插進(jìn)。看似一個(gè)很簡(jiǎn)單的動(dòng)作，但實(shí)際上，網(wǎng)線(xiàn)的“水晶頭”非上下對稱(chēng)，接口較普通USB更為復雜。人類(lèi)“插網(wǎng)線(xiàn)”尚且經(jīng)常出現“對不準”的小bug，而畫(huà)面中的機器人動(dòng)作流暢，實(shí)屬驚艷。
隨后，機器人瞬移到了“電子廠(chǎng)”。面對一塊比半個(gè)巴掌還小的電路板，這位叫做Sparky 1的人形機器人，左手捏著(zhù)頭發(fā)絲般粗細的金屬絲，右手拿著(zhù)小巧的焊接工具，動(dòng)作之從容堪比“電子廠(chǎng)”小哥。
緊接著(zhù)，機器人又化身為滴試管的“實(shí)驗助手”；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“眼尖手穩心不慌”。即便是“小腦”發(fā)育完全的人類(lèi)，也要專(zhuān)心致志才能完成。
更為亮眼的是，這位“百變馬丁”還能在圖書(shū)館整理書(shū)架！兼具“大長(cháng)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(shū)本穩穩放入2.2米高的書(shū)架。
整個(gè)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(dòng)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(shí)代大門(mén)，就要開(kāi)啟？
為何這么說(shuō)？手是人類(lèi)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(lèi)一樣的“靈巧手”。
縱觀(guān)海內外，盡管?chē)庖恍╇p足機器人已經(jīng)“解鎖”了卓越的運動(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。
從設計來(lái)看，大多數人形機器人的手部多為簡(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(mén)窗。
從感知來(lái)看，雖然有的人形機器人已經(jīng)長(cháng)出了“5指”，卻發(fā)揮不出作用。因為，其中大多數機器人與環(huán)境的互動(dòng)主要依賴(lài)于“視覺(jué)”、“語(yǔ)言”。而人類(lèi)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)法處理涉及精細觸感的任務(wù)。
更進(jìn)一步，當前大多數人形機器人“學(xué)習能力”有限，受困于較為初級的數據收集和遙操作技術(shù)，很難學(xué)習和適應新任務(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，當前大多數人形機器人無(wú)法代替人手完成復雜的實(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(xiàn)”為例。人類(lèi)拿起一根網(wǎng)線(xiàn)并插入接口，需要動(dòng)用“眼、手、腦”——“眼睛”涉及復雜的“標定”感知；“大腦”對“手”的控制區域，面積多達四分之一的大腦皮層；“手”的表面布滿(mǎn)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，這在人形機器人領(lǐng)域對應“多模態(tài)”技術(shù)。此外，機器人需要“聽(tīng)令行事”，還要加上“語(yǔ)言”模態(tài)。
而傳統機器人系統主要依賴(lài)于單一模態(tài)或有限模態(tài)集成。即，聽(tīng)到了“拿網(wǎng)線(xiàn)”指令，但瞄不準“插口”的位置；或是，聽(tīng)到了指令，也瞄準了“插口”位置，但無(wú)法插進(jìn)“插口”。
“五官少了眼睛，四肢少了手”，機器人就無(wú)法應對復雜的環(huán)境，也很難滿(mǎn)足當下高標準的交互需求。
為此，「戴盟機器人」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，可以根據語(yǔ)言指令理解任務(wù)要求，通過(guò)視覺(jué)和觸覺(jué)信號感知周?chē)h(huán)境，并據此實(shí)時(shí)產(chǎn)生適當的動(dòng)作信號來(lái)執行任務(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”，在精細操作任務(wù)中預期成功率提高至少20%；魯棒性顯著(zhù)提高，任憑環(huán)境復雜多變，依然能夠“眼尖手巧心不慌”。
其次，歸功于一雙“長(cháng)了眼睛”的五指巧手。
「戴盟機器人」開(kāi)發(fā)出了基于光學(xué)觸覺(jué)傳感器的五指靈巧手，可以為機器人提供了類(lèi)似人類(lèi)的操作能力和觸覺(jué)反饋。
特別是相較于傳統基于電阻、電容、壓電和磁電式等的觸覺(jué)感知方式，「戴盟機器人」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 )始團隊開(kāi)發(fā)的新型視觸覺(jué)傳感器。該傳感器由柔軟的皮膚、嵌入式標記陣列、帶有魚(yú)眼鏡頭的網(wǎng)絡(luò )攝像機組成。在受到接觸力激勵的同時(shí)，相機可跟蹤標記運動(dòng)并獲得變形場(chǎng)。
這套方案有著(zhù)三個(gè)典型優(yōu)勢：
（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)）的測量方式，戴盟創(chuàng )始團隊開(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)測量方式，這個(gè)新型傳感器基于相機視野下整個(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，提高精細操作學(xué)習的泛化性。
據悉，更可貴的是，與現有的觸覺(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(cháng)了眼睛”的巧手，戴盟Sparky 1心靈手巧型人形機器人能夠執行細致的操作任務(wù)，甚至可以使用各類(lèi)工具，進(jìn)一步拓展了它的能力邊界和應用場(chǎng)景。
再次，歸功于低成本的“學(xué)霸”超能力。
人形機器人即便長(cháng)了一副“類(lèi)人”軀體，如果沒(méi)有進(jìn)行人類(lèi)經(jīng)驗視角下的足量訓練，具身智能機器人也永遠停留在想象中。因此，機器人的學(xué)習數據收集系統是重中之重。
斯坦福開(kāi)源ALOHA系統是這方面的佼佼者。該系統利用兩個(gè)幾乎完全相同的小型、模塊化雙臂移動(dòng)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，該系統收集的數據很難用于其他構形的機器人上肢；與真實(shí)機器人上肢一模一樣的遙操作系統，不便攜且價(jià)值高昂。
為此，「戴盟機器人」設計了一套基于外骨骼方案的遙操作與數據收集設備，兼具便攜和高性?xún)r(jià)比。
數據收集員隨時(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、五指手數據手套”的設備，在各個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行數據收集。幫助機器人通過(guò)模仿學(xué)習，熟悉各個(gè)工種，隨時(shí)準備“上崗”。
最關(guān)鍵的是這套外骨骼方案，成本低但性能可不低。不僅能夠實(shí)現遙操作的高精度對應，而且動(dòng)作映射誤差率低于5%，從而能實(shí)現高效精準的遙操作功能和大規模的非異構數據收集。
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)濟有效的方案，解決高效數據收集和機器人學(xué)習優(yōu)化的難題，進(jìn)而有望通過(guò)大規模實(shí)用數據的收集，促進(jìn)人形機器人技術(shù)的普及和應用，填補市場(chǎng)的空白。
03 解鎖多場(chǎng)景的復雜任務(wù)
無(wú)論是端到端模型的創(chuàng )新，五指靈巧手的開(kāi)發(fā)，低成本遙操作與數據收集設備的應用，都為解決行業(yè)長(cháng)期存在的智能程度低下、手部笨拙、數據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(mǎn)足“高性能”與“商業(yè)化落地”的完美融合，還開(kāi)辟了人形機器人在醫療、制造、服務(wù)等領(lǐng)域的廣泛應用前景。
（1）工業(yè)場(chǎng)景：無(wú)需改造產(chǎn)線(xiàn)，戴盟心靈手巧型人形機器人就能夠快速且準確地執行3C制造、零件裝配等各種精細操作，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(chǎng)景操作中代替人類(lèi)工作，減少工傷和事故風(fēng)險。
（2）物流場(chǎng)景：在戶(hù)外、室內場(chǎng)景承擔物料搬運的任務(wù)，根據不同的物體體積和形狀，規劃路徑完成搬運任務(wù)，大幅提升物流效率。
（3）科研場(chǎng)景：協(xié)助實(shí)驗人員進(jìn)行高精度操作，如整理線(xiàn)束、滴定試劑、擰開(kāi)瓶蓋等，可以應用于科研教育、航空航天、核能工業(yè)、生物醫藥等場(chǎng)景。
（4）醫療場(chǎng)景：協(xié)助醫生進(jìn)行復雜手術(shù)，提高手術(shù)精度和效率；幫助患者進(jìn)行康復訓練，減緩醫療壓力，提升康復效果。
（5）家庭服務(wù)場(chǎng)景：協(xié)助家庭服務(wù)和養老助老操作，幫助老年人做簡(jiǎn)單家務(wù)；幫助運動(dòng)功能障礙人士完成各項任務(wù)。
據悉，戴盟Sparky 1人形機器人還在不斷進(jìn)行任務(wù)學(xué)習中，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器人Sparky 1在戴盟整體產(chǎn)品規劃發(fā)展中起到了承上啟下的作用：一方面，以其穩定的輪式平臺和優(yōu)越的性?xún)r(jià)比，實(shí)現更快的場(chǎng)景落地；另一方面，為人形機器人更好地服務(wù)人類(lèi)，提供更多的作業(yè)數據收集、模型訓練和技術(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”
據了解，「戴盟機器人」孵化于被譽(yù)為機器人領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)“黃埔軍校”的香港科技大學(xué)，由國際知名機器人專(zhuān)家、港科大機器人研究院創(chuàng )始院長(cháng)/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(lái)自頂尖學(xué)府和研究機構，在人工智能算法、機械與拓撲優(yōu)化設計、類(lèi)人行為學(xué)習與交互、運動(dòng)規劃與控制等多個(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。
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(lái)源：2024.2.22《新聞聯(lián)播》——「戴盟機器人」研發(fā)測試）
同時(shí)，作為機器人生態(tài)系統的一部分，「戴盟機器人」也與全球機器人社區分享知識、互相交流、共同推動(dòng)行業(yè)走向更光明的未來(lái)。
根據高盛于2024年初發(fā)布的《人形機器人專(zhuān)題報告》中預測，在藍海市場(chǎng)情景下，2035年全球人形機器人的出貨量將達到140萬(wàn)臺，全球市場(chǎng)總規模預計將達到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(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)構筑“技術(shù)長(cháng)城”的廠(chǎng)商將會(huì )迎來(lái)廣袤的未來(lái)。
