在今年央視春晚的舞臺上，出現了六臺大型仿人服務機器人和韓雪、關曉彤等明星，以及幾百名舞蹈演員同臺表演歌舞《青春暢想》，舞姿融合了現代舞和 popping 流行舞。
這些機器人是優必選最新推出的 Walker 新一代機器人。在過去四年，優必選三次帶著他們的機器人登上了央視春晚的舞臺，2016 年 540 臺 Alpha 機器人為孫楠伴舞，2018 年 24 臺 Jimu 汪汪機器人在舞臺上與演員互動，而在今年，機器人的數量雖然只有六臺，表演的複雜程度卻遠超從前。
優必選央視春晚項目總負責人李超和近 40 人的現場支持及研發團隊，用 50 多天就完成了原計劃半年完成的研發任務，讓機器人能夠根據音樂節奏配合舞蹈和隊列組合，這涉及到大量對通信、機器人續航、運動穩定性和表現力的要求。最終完成的效果證明除了帶來了精彩的節目，也證明這個 2015 年 8 月開始，歷時三年多的機器人 Walker 項目的重大進展。中國企業自主研發的 Walker 機器人更是吸引了全球目光，充分展示了中國在人工智慧機器人領域的硬科技創新實力。
初心：走進家庭
鋼鐵打造，像人一樣說話行走的人形機器人，是人類文化中長久不衰的幻想產物，隨著科技的發展，幻想也從《綠野仙蹤》中的鐵皮人走進了現實。早在 1986 年，日本本田公司就開始啟動仿人機器人研發計劃，並在 2000 年發布仿人行走機器人 Asimo，目前仍是世界上最先進的仿人行走機器人之一；1992 年，美國波士頓動力也進行了相關技術研發，公司的目標也逐漸明確為設計擁有動物般靈活運動能力的腿式機器人。
與之相比的優必選更像是一個後起之秀。2015 年的 8 月，Walker 項目成立，開始進行預研和團隊組建，2016 年的 3 月項目正式啟動，並在 60 天后研發出了原型機，之後 2018 年 1 月，Walker 機器人第一代正式發布，而最近一次亮相春晚的是 Walker 新一代機器人，在 1 月份 CES 展覽上，四天內零失誤展示 70 餘次。
為什麼要製造人形機器人呢？除了人類的機器人科幻情節外，更重要的是其實際應用價值。比如波士頓動力早期的 Petman 機器人項目，用於測試生化服，並以之為基礎才有了後來知名的 Atlas 機器人，而日本本田公司的 Asimo 項目，初衷是希望研發出一個機器人助手，能夠適應任何環境和人類友好交互。
這兩款人形機器人的研發，更像是摸著石頭過河，在不斷的研發和實踐中尋找方向，而優必選則是在一開始，就確定了產品的方向和用途，在工業機器人領域，人形機器人並沒有優勢，但是在服務機器人領域卻大有可為。優必選 CTO 熊友軍認為，機器人如果想和人類進行交互，人形機器人將是會是最好的交互接口。「首先，人形機器人具有人的四肢、外觀、表情，和人交互時會有很多動作（擁抱、握手、招手），非常容易被我們理解。同時，人類的一些動作，可以非常方便地傳達給機器人。」熊友軍說。
除了主觀上的便利外，人形機器人同樣適合人類環境。由於人類工作生活的環境絕大多數是按照人類的習慣來設計的，比如樓梯、路面等，輪式、履帶式機器人並不能完全適應這些環境。此外，還有許多工具也是專門為人類設計，人形機器人可以便利的使用。假如人類環境就像一個系統，機器人則是插件，那麼人形機器人這款插件無疑比其它機器人更容易兼容。「所以我認為人形機器人是未來機器人發展的最終形態，是和人類進行交互的最好的夥伴，也是服務機器人發展的終極形態。」熊友軍說。
從一開始，優必選的 Walker 機器人項目就有明確的定位——針對家庭服務性應用場景。這種明確性同樣體現在了快速的迭代上，從一開始的雙足原型機實現了穩定靜態行走和動態行走等行動能力，到加入傳感器提供感知能力，現在的最新一代機器人高 1.45 米高，有 36 個高性能伺服關節，能夠完成上下樓梯，甚至跳舞踢球等行為。
雖然在一些具體項目上還不能做到最好，但 Walker 在從實驗室到家庭的路上卻一直在執著前行。優必選創始人兼 CEO 周劍表示：「優必選的目標是在成本可控的平臺上讓機器人走進家庭服務。Walker 目前的單位成本可控，未來的零售價格潛力會在一臺普通家用中型轎車小几十萬人民幣價格區間內，這也再次驗證了優必選不是在做 Demo，也不是在實驗室做實驗，我們的目標是機器人真正實現商業化，Walker 的運動控制、手眼協調等創新技術做得也非常出彩。」這是動輒幾百萬成本的國外機器人難以達到，或者非優先考慮的。
落地：技術為先
在工廠、農田以及深海等特定工作領域，工業機器人、特種服務機器人已經得到了廣泛應用，但是其中少有人形機器人的應用。重要的原因就是相對於其他的機器人，人形機器人還有許多技術上的挑戰。
無論是從外形還是從實際應用來看，用於家庭的服務機器人無疑更符合我們心目中「機器人」的定位。熊友軍認為，優必選機器人應該既包含機器人屬性，也包含人的屬性。這意味著機器人既可以幫助人類完成相應的具體工作，也要具有人類的智能。
智能主要包括三個方面：首先是感知智能，可以通過語音智能和人類進行交流、溝通，可以通過視覺識別智能模仿人類眼睛；其次是認知智能，能夠對人類的行為有理解能力、推理能力和決策能力；最後是運動智能，可以像人類一樣直立行走，也包括手眼協調等能力。
優必選的 Walker 機器人首先解決運動智能的問題。首先，是運動所需要的硬體，比如舵機，一臺機器人有非常多的關節——機器人越靈活，它的自由度越多，就需要越多的關節——而且不同位置的關節，力量、扭矩、精度、速度要求都不一樣，所以研發一臺完整的人形機器人需要非常多的關節。從最小的兩公斤的扭矩輸出的手指的關節，到大扭矩的踝關節、膝關節，再到幾百牛米的高爆發力的扭矩輸出，對大型的人形機器人來說都是必不可少的。在將硬體的問題解決後，如何做好運動控制是下一步的問題，這需要進行運動學的建模，和搭建運動控制算法的平臺。Walker 在升級出雙臂後，除了增加了和外界的交互能力，也增加了柔順控制，避免在互動的時候對環境或人造成傷害。作為對比，工業機器人是剛性的。在碰到人的時候可能會把人、桌子、椅子打傷，這也是服務機器人對技術要求更高的原因之一。
在感知和認知能力上，看到水杯然後抓起，對人類來說輕而易舉，卻是機器人的大難題，熊友軍舉例，優必選在研發手眼協調的技術之前，機器人經常會把杯子碰翻，如果杯子有一個把手，機器人甚至經常無法碰到把手。機器人不僅要知道物體的位置，還要知道物體的狀態、姿態，了解了這些信息之後，機器人還要做路徑規劃、動作規劃，以及機械手臂的規劃，包括在做路徑規劃的過程中考慮會不會有桌子、椅子把它擋住，以及需要採取什麼樣的方式抓住杯子。
除此之外，進入家庭還意味著能夠理解人、物和場景之間關係，對發生的行為事件進行分析和推理，進行決策和行動，2017 年年底優必選上線了視覺描述和視覺對話系統，讓機器人開始具備初步的視覺認知能力。其他相應的人臉識別、情緒識別、語音識別等技術對人機互動也是必不可少的。
Walker 新一代機器人有 36 個高性能伺服關節以及力覺反饋系統，還擁有視覺、聽覺、空間知覺等全方位的感知，在全身運動控制、複雜地形靈活行走、自平衡、手眼協調、視覺識別、柔順控制、U-SLAM 視覺導航避障、智能安全交互等多方面實現了突破。Walker 的柔性機械臂僅僅經過一年的研發，就已經在伺服硬體和控制算法上達到了第一梯隊的技術水準，可以實現精準的手眼協調抓取和安全的交互。而更重要的是，利用優必選自身的產業優勢及多年的技術積累和創新，Walker 在保持高性能的同時，大幅降低了整機成本，使價格不再成為人形機器人進入市場的主要阻礙因素。
隨著大型仿人服務機器人的逐漸進入市場，它們的作用將不僅限於機器人本身，在熊友軍看來，機器人將成為繼 PC 和智慧型手機之後的第三代人機互動中心，更多類型的表達溝通方式和更強大的行動能力，將意味著更高的效率。雖然在目前的在弱人工智慧時代，還處於這一設想的早期階段，但依託科技進步的機器人進化，可能要快得多。
圖片來源：優必選