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AI动态周刊(0529—0604)——从斯坦福四足机器人开源,展望“机器狗”产业发展

作者:黄波、班智飞、胡月、李育安、姜珏鹂

AI动态周刊

(2019年6月4日,总第15期)

【热点评述】


从斯坦福四足机器人开源,展望“机器狗”产业发展

5月20日,斯坦福大学学生机器人俱乐部Extreme Mobility团队发布了一款全新的四足机器人—“Doggo”。与以往产品不同,该产品实现了平台化,客户可以根据自己的需求在Doggo上加装相关硬件产品,开发相关配套软件,做出适合自己的产品。此次开源,可大幅降低产品与技术研发成本,这将是推动“机器狗”走出实验室,加速商业化的重要一步。以此为契机,我们梳理分析了目前国内外四足机器人典型产品的特点,以及该产业的发展情况。

国内外典型“机器狗”产品

截止到目前,全球共有20多个国家开展了对机器狗的相关研究,除了斯坦福大学的“Doggo”之外,其他代表性产品如下:

1.美国波士顿动力的“SpotMini”:由波士顿动力学工程公司所研制,该公司曾与美国国防部合作,并获得国防部数千万元投资。“SpotMini”重25千克,高0.84米,灵活度与平衡性高,能实现后空翻等高难度动作。目前在民用领域已具备了较高的使用度,主要在家庭、办公室、户外场景中使用。

2.美国麻省理工的猎豹3号:由MIT工程师研发。与波士顿动力“SpotMini”相比,该产品对复杂环境的适应性更高。此款机器狗重40.8千克,腿部具有12个关节,进行跳跃前会通过一系列算法,结合对障碍物高度及距离的预估数据,计算出最佳路径,并选择合适着地方式。目前,该机器人主要应用场景是危险地带的探索和搜救。

3.瑞士联邦理工的“ANYmal”:最初由苏黎世联邦理工学院机器人系统实验室研究人员开发,2016年成立ANYbotics公司,开始对其进行商业化。该机器人外形与狗相似,凭借高分辨率摄像头、麦克风和激光雷达扫描仪进行导航,可自主开门、爬楼梯。目前,ANYmal可替人类执行一些极端条件的工作,如代替工人对下水道进行检查。

4.意大利技术研究所的“HyQReal”:由意大利技术研究所DLS研制。HyQRea l为液压四足机器人,长1.33m,高0.9m,加上内部液压系统和电池的总重130kg,全身由铝制防滚架以及凯夫拉尔、玻璃纤维和塑料组成的外壳保护。该机器人主要应用场景为紧急救援等。

5.中国浙江大学的“赤兔”与“绝影”:两者均采用电机驱动而非液压驱动。“赤兔”由浙江大学机器人团队与南江机器人公司共同打造,是国内第一个实现跑跳的四足机器人,曾获美国国家仪器公司全球学生设计展示奖,拿下全球学生设计评选含金量Top1的桂冠。“赤兔”体型酷似大狗,不仅可以自主完成踏步、行走、跑步、上坡、爬楼梯等一系列动作,还能适应障碍路面,有望在运输与救援等场景实现应用。

“绝影”由浙江大学及其孵化企业云深处科技共同研发,身长1米,四足站立时高约60厘米,重70千克。该产品已掌握爬陡坡、碎石子路上行走、自主蹲下再站起来等运动能力,自带智能感知模块,可构建复杂环境的3D-Map,具有自主定位和导航等功能,有望在安防巡检、物流运输、教育科研等场景进行实际应用。

6.中国宇树科技的“Laikago”:由杭州宇树科技有限公司研制。该机器人高0.6米,重24千克,可携带7千克货物,自带电池可支持2-3小时的行走,产品已上市,售价约为人民币31.04万元,目前主要出售给高校、科技馆、科技公司以及展馆等。 

“机器狗”商业化趋势分析

(一)机器狗主流应用场景

目前多个机器狗产品对于不同的应用场景各有侧重,综合来看主要集中在安保、仓储物流、工程建设、应急响应等领域。

安保领域:机器狗在物联网、云计算、互联网及智能感知等前沿技术的加持下,可实现音视频对讲、人脸识别、针对陌生场景和业务进行自主学习等各项功能,有望进一步运用于监控巡逻、陌生人员报警、异常声音报警、夜间值守等安保场景。

仓储物流:可用于智能拣选、搬运、分拣等仓储场景。通过“机器狗”搬运可实现自动化仓储作业,提高仓储作业效率,降低人工成本。

工程建设:可广泛应用于复杂与危险工程建设环境中,替代人类作业,包括重物搬运、建筑工地巡检等。

应急响应:“机器狗”能够进入高温、潮湿和肮脏等极端环境,可与人协作,执行搜索和救援等任务。

(二)商业化程度分析

目前各种“机器狗”产品的商业化进程大致分为三类:

第一类已初步实现商业化。如波士顿动力公司“SpotMin”目前已拥有10台原型机,预计2019年正式投入商用,每年可量产1000台。该产品已与工程建设、配送、安保、家庭助手领域内的潜在客户进行测试。

第二类商业化探索阶段。如瑞士联邦理工的“ANYmal”已开始在特定的场景探索商业化用途,2018年9月,该产品在海上供配电平台上进行试验,主要为定期自动检查机器及基础设施情况提供全面支持。

第三类仍处于实验室研究阶段。如中国浙江大学所研制的“绝影”,与SpotMini相比,该机器狗缺少视觉系统及手臂抓取功能,无法判断地面的情况,步态的平滑程度略显僵硬,仍有大量地方需要提升改进,距商业化较远。

“机器狗”商业化阻力分析

从0到1的全新产业。“机器狗”是一个全新的领域,商业化应用场景正在探索初期,整体产业成熟度不高,产业链尚不完整,无论是供应链、底层技术、市场需求,都缺乏基础,需要时间沉淀与培养。

高度技术密集型产业。机器狗包括硬件、运动控制和AI(语音、语义和视觉)等多个部分,不是单一技术导向,而是基于多个技术的高度集成产品。不仅依赖AI算法(如机器视觉、语音交互、深度学习等)、定位导航、芯片等技术,对硬件生产与产业配套要求也极高,需要集合软硬两种技术,并与装备制造产业相结合。

制造成本高导致产品性价比较低。伺服舵机是“机器狗”驱动技术的关键核心部件,目前从日本、韩国或瑞士进口一台舵机需80~100美元,一台机器狗至少需16或17个伺服舵机,再加上其他成本,一台机器人至少需要卖3万元才有利润,较高的售价与目前机器狗可创造的商业价值难以匹配,因而难以打开销量。

【重大项目】

【大额融资】


注:“大额融资事件”入选标准:天使轮千万元级,其它轮次亿元级

数据来源:GEI咨询大数据平台

【本周看点】


1

国家网信办发史上最严数据安全管理办法征求意见

5月28日,国家互联网信息办公室会同相关部门研究起草了《数据安全管理办法(征求意见稿)》,《征求意见稿》要求网络运营者通过网站、应用程序等产品收集使用个人信息,应当分别制定并公开收集使用规则,不得以提升用户体验为由收集个人信息。此外,网络运营者应当参照国家有关标准,采用数据分类、备份、加密等措施加强对个人信息和重要数据保护。

2

工信部:探索塑造大中小企业融通发展模式,构筑数字经济新生态

5月29日,APEC中小企业数字经济论坛在青岛举行,工信部中小企业局副局长叶定达出席论坛并致辞。叶定达表示,工信部将多措并举,支持中小企业在研发设计、生产制造、运营管理等环节应用互联网、云计算、大数据、人工智能等现代技术手段,创新生产方式,提高生产经营效率,加速数字化转型,探索塑造大中小企业融通发展模式,构筑数字经济新生态。

3

深圳:到2023年打造10个人工智能重点产业集群

5月30日,深圳新一期政府公报发布《深圳市新一代人工智能发展行动计划(2019-2023年)》,提出2020年和2023年的分阶段发展目标:到2023年,建成20家以上创新载体,培育20家以上技术创新能力处于国内领先水平的龙头企业,打造10个重点产业集群,人工智能核心产业规模突破300亿元,带动相关产业规模达到6000亿元。

4

杭州无人驾驶汽车开放测试,华为等获得测试牌照

5月28日,杭州市公示了智能网联汽车开放测试道路。继去年阿里巴巴人工智能实验室获得首张“智能网联汽车道路测试号牌”后,杭州华为企业通信技术有限公司、杭州飞步科技有限公司等五家企业成为第二批获得测试牌照的企业。

5

百度大脑推出燎原计划3.0及AI市场2.0

5月29日,在深圳召开的百度大脑生态合作计划及AI市场发布会上,百度发布了“燎原计划3.0”,以及百度大脑技术及业务开放赋能的最新成果,并将去年推出的国内首个专注于服务AI产业链的商业平台“百度AI市场”升级为2.0。自2016年启动开放以来,百度大脑AI开放平台已开放了178项AI技术,开发者规模持续快速增长,已突破120万。

6

联发科发布全球首款5G手机芯片,首批应用终端最快将在明年一季度问市

5月29日消息,在台北正在举行的台北国际电脑展期间,联发科正式宣布推出其5G移动处理器平台,抢在高通和华为之前率先推出了内置5G Modem的手机5G单芯片SoC。该平台最大的特点是在芯片SoC内置了联发科多摸5G Modem Helio M70,首批搭载该移动平台的5G终端最快将在2020年第一季度问市。

7

苏黎世联邦理工学院等研究者发明纳米级无人机

5月30日,苏黎世联邦理工学院和博洛尼亚大学的研究人员对外发布了一个名叫PULP Dronet的纳米级无人机,仅重27g,据称是目前重量最轻的无人机。这个无人机导航系统采用一个摄像头框架,并用最先进的CNN进行操作处理,可决定如何纠正无人机的姿态,使其处于当前场景的中心,并识别出场景中的障碍。

8

谷歌开发模型缩放方法EfficientNets,效率提升10倍

6月2日消息,谷歌基于AutoML开发出一种新的模型缩放方法——EfficientNets,它使用一组固定额缩放系数统一缩放每个维度,超越了当先最先进图像识别网络的准确率,效率提高了10倍,而且缩放比例更小。目前这一新方法在ImageNet测试中实现了84.1%的准确率,再次刷新纪录。

9

微软与浙大联合推出全新语音合成系统FastSpeech

6月3日,微软亚洲研究院机器学习组和微软(亚洲)互联网工程院语音团队联合浙江大学提出了一种基于Transformer的新型前馈网络FastSpeech,兼具快速、鲁棒、可控等特点。与自回归的Transformer TTS 相比,FastSpeech将梅尔谱的生成速度提高了近270倍,将端到端语音合成速度提高了38倍,单GPU上的语音合成速度达到了实时语音速度的30倍。

10

AOGNets:首个语法生成网络发布,视觉识别优于当前最先进框架

6月3日,北卡罗莱纳州立大学的研究人员宣布开发出首个通过语法引导的神经网络生成器——AOGNets,将用来打造深度神经网络的新框架,它能更有效地在原始数据中提取信息,在图像分类、目标检测和分割方面的表现优于包括ResNets、DenseNets、ResNeXts和DualPathNets在内最先进的神经网络。

作者介绍:黄波  长城所副总;班智飞  数字经济部项目经理;胡月  数字经济部咨询师;李育安  数字经济部咨询师;姜珏鹂  数字经济部咨询师。

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