文｜高工機器人
“人形機器人是ChatGPT的靈魂載體。”這種構想正在成為現實。
近日，某位工程師將 ChatGPT 和波士頓動力公司的機器狗Spot結合起來，使得Spot能夠和人類進行語音交流，還能通過點頭和搖頭來回應問題。
當今最先進的人工智能，搭配頂尖的機器人載體。在爆火的ChatGPT之外，另一主人公——波士頓動力，同樣值得關注。
事實上，波士頓動力是討論“人形機器人”無法避開的傳奇性企業，無論賽道怎樣風起云涌，新星層出不窮，波士頓動力產品始終是行業的標桿。無數挑戰者試圖對比、超越、但充其量只是一場越級的“碰瓷”。
從1983年第一臺蹦蹦跳跳的單腿機器人，到如今精通各種酷炫技能的“明星”Atlas。波士頓動力在40年發展中，將人類機器人夢想一步步照進現實，同時也屢屢掙扎在商業化困局，八年三易其身。
波士頓動力這家傳奇企業究竟是如何誕生的？身為技術最領先的企業之一，卻又為何屢屢被變賣？
在探尋答案的過程中，人形機器人甚至整個移動機器人產業，都能從其優勢與困境中映射自身，獲得啟示。
01、四十年潮起潮落
波士頓動力的發展歷程中有四個重要節點，在早期其為軍方服務，之后分別被谷歌、軟銀和現代汽車收購。
在不同的時間節點，波士頓動力持續推出了一代代驚艷的機器人作品。目前的核心產品有系統Pick、機器狗Spot、兩足機器人Atlas、和手柄Handle。
1、軍方合作：BigDog與Atlas的誕生
1992年，波士頓動力成立。
但早在1983年，創始人馬克·雷伯特就造出了一臺單足機器人。這臺簡易的機器人，雖然只有一條腿，只能在蹦跳移動，但平衡性極好，機動能力也很強。
后來，雷伯特又做出一個四足機器人，即BigDog的雛形。不久，雷伯特將主要從事研究與機器人相關的控制、機器視覺方面技術的CMU leg實驗室，從卡內基·梅隆大學搬到了麻省理工，逐漸孵化出波士頓動力的雛形。
起初，波士頓動力的主要服務對象是美國軍方，并獲得美國軍方超千萬美元的投資。在此期間，波士頓動力推出了許多產品，包括聲名大噪的四足機器人BigDog、阿爾法狗LS3、四足機器人Cheetah（獵豹）和可自由跳躍旋轉的Wildcat（野貓）等。
BigDog
BigDog在2005年左右面世，高度約為1米，重量約為109公斤，可以背負45公斤的重物進行自由行走或奔跑，最快移動速度可達6.4公里/小時。
在波士頓公司發布的宣傳視頻中，BigDog在裝載著重物的情況下，仍能對人類從其側面的腳踢做出靈敏的反應，不會被踹倒。在實際運用中，BigDog主要幫助美軍背負裝備、運輸物資。不過因為BigDog噪音太大，無法在戰斗中使用，項目只能中止。
petman
盡管項目中止了，但在美國軍方的支持下，波士頓動力開始重點投入對雙足機器人的研究工作，并從BigDog中改進出了一款人形雙足機器人Petman。經過一段時間研究后，2013年，由雙足機器人Petman迭代而成的Atlas原型機亮相。
Atlas初代機
初代Atlas專為各種搜救任務設計，身高近1.9米，重150公斤，身上還綴著一條電纜來外接電源。但它已經可以實現走路和跳躍等基本動作，遭重擊后能單腿站立。但當時的Atlas還要靠鋼纜輔助才能完成一系列動作。
2、谷歌階段：Atlas和Spot機器人的進化
2013年底，波士頓動力被Google以30億美元收購。由此，波士頓動力也中止了與軍方的合同。
進入Google 麾下后，波士頓動力繼續完善兩款重磅產品——人形機器人Atlas和Spot系列機器狗。
被收購第三年后，新一代Atlas終于正式亮相，但這一次大的改進是摒棄了傳統的接線供電，采用激光雷達和機器視覺實現了自主導航、定位和行走。
在此期間，波士頓動力推出了早期的Spot四足機器人。在公司發布的視頻中，相較BigDog，Spot實現了低噪運行，可以借助兩條肢體在原地跳躍而不摔倒，并且可以靈活上下樓梯。
Spot
之后推出的Spot Mini，重量僅為25公斤，比Spot更加小巧輕便，并在頭部增設了一幅機械臂，可以靈活操控物體。
盡管如此，本意強強聯合的Google，在對波士頓動力持續投入研究資金與科技資源后，發覺其尖端技術依然離落地變現有不小距離，在3年之后還是選擇將波士頓動力出售。
3、軟銀階段：商業化進程第一步
2017年，軟銀集團以不公布價格的方式，從Google手里拿到了波士頓動力控制權。
盡管沒有透露軟銀為公司提供了多少研發費用，但馬克·雷伯特表示，無論是Google還是軟銀，都為公司提供了充足的資金。
在充足的資金支持下，波士頓動力開始著力將研究成果進行商業化。波士頓動力CEO馬克·雷伯特曾在外媒論壇上表示，公司的發展有兩個策略方向，一是通過長期的投資，打造出人類夢想中的機器人；同時致力于打造機器人商品。
在打造人類夢想中的機器人方面，從2016年至2020年間，站在機器人研究金字塔尖的Atlas飛速進化，外表越來越酷炫。Atlas改用了鋰離子電池組，液壓驅動系統的具有強悍的負載能力，在保持穩定性的同時，體積也更小。
其技能的迭代肉眼可見，僅僅過去一年，比起在2016年走路還踉踉蹌蹌的樣子，Atlas的動作明顯流暢了很多，不僅能在臺階之間跳躍，甚至還能來個后空翻。2018年，Atlas學會了跑步，能跨越障礙物，一步步躍上寬闊的臺階。次年，它已經能連續跳躍、翻滾和倒立。
2020年6月，波士頓動力邁出了商業化的重要一步。Spot Mini 以74500美元，折合人民幣約50萬元的價格發售。在理想場景中，Spot Mini可應用于警署、石油公司、機場建筑工地、還能充當雪橇犬、牧羊犬。
Spot Mini
下半年，波士頓動力宣布四足機器人Spot進入加拿大、歐洲市場。波士頓首席執行官Robert Playter曾透露，截至2020年9月份，其已經出售或者租賃了250個機器人，而且銷售速度在增加。
4、現代汽車階段：人機協作的可能
但歷史在重復，同樣在三年后，波士頓動力被軟銀出售。2020年底，現代汽車集團以9.21億美元價格接手波士頓動力，直到2021年6月才完成收購。波士頓動力似乎受易主的影響不大，繼續發布了Atlas跳舞的視頻。
2022年9月，現代汽車和波士頓動力宣布初始投資超過4億美元，啟動新的波士頓動力人工智能研究所。這意味著波士頓動力或再將研發和產業化擺到同等位置。
如今，Spot已經正式走入現代汽車工廠，而Atlas也能靠自身傳感器感知環境，自主行動。除跑酷、跳舞，持續穿越臺階、跑過斜坡外，還能在工廠場景中協助工人一同辦公。 業界同樣猜測，波士頓動力會與現代汽車的智能出行業務結合起來，創造出類似變形金剛的無人駕駛智能車。
02、波士頓動力機器人厲害在哪？
“我愛機器人，我的長期目標是機器人像動物和人一樣運動自如。”
在雷伯特看來，要達到硬件、軟件以及運動行為三者的協調，才能達成其理想的機器人。簡而言之就是需具備三項能力：平衡性和動態運動能力、運動控制能力以及移動感知能力。
一個性能優越的足式機器人，能在任意地方、任何地形保持平衡，自由活動，并且可以靈活地操控物體，在移動的過程中輕松完成各項操作任務，同時可以感知空間中物體的穩定存在，有效避開障礙。
譬如從A點到B點的移動，機器人首先要對環境有一定的感知能力，從而規劃出一條合理的路線，使用運動控制算法測算出合理的“關節”力量配比。當機器人開始移動時還需要“關節”快速響應，準確完成預期動作。
Atlas第一視角的路線規劃
當遇到障礙物時，還需要理解并考慮障礙物的屬性、質量和需要使用的“力”等。比如遇到一個塑料袋，不會將其判斷成一個實體。
波士頓動力的技術領域主要涉及液壓驅動和電液混合驅動、步態規劃、平衡控制、復雜地形動態規劃以及自我回正等運動控制技術，這些技術也保證了機器人具有較強的運動能力。
液壓驅動的難度在于，使用液壓系統的設備必須配備緩沖設備（蓄能器），加之整個液壓系統工作介質的壓縮性， 導致機器人模型的非線性程度陡然增加，仿真難度極大。
不過，液壓驅動的顯著優勢是其功重比非常大，響應速度快、控制精度高且具備極高的負重能力和爆發力。在同樣的空間內，用液壓元件所做的功是電機的數倍甚至是數十倍。如果說幾個電驅的機器人能拉動一輛卡車，那么一個液壓的機器人就能拉動一架中型飛機。
此外，僅在步態規劃方面，波士頓動力就曾申請許多專利。包括使用控制器控制閥適時進行開關動作，實現按需高功率或低功率模式切換；通過判斷關節承受的載荷類型和大小，以選擇適當的液壓或電動驅動器，使得機器人的功率消耗最低。這一系列的專利，都有助于液壓系統運行更加高效、減少功耗。
波士頓動力的產品先進性，除了依賴頂尖團隊及創始人的熱愛外，美國的機器人生態功不可沒。
從上世紀六七十年代起，美國就占據著全球機器人技術的制高點。
世界上最早的工業機器人Unimate（尤尼梅特）、第一臺帶有觸覺傳感器的機器人、第一個智能移動機器人——夏克機器人、全自動六軸關節機械臂——斯坦福機械臂都誕生在美國。
第一臺移動機器人Shakey
在高精技術的引領下，形成了美國機器人的四個創業創新公司聚集區，分別是硅谷、波士頓、匹茨堡和底特律。
其中，波士頓被稱為“人工智能”誕生地，其所在的馬薩諸塞州自工業革命起，便是美國制造業中心，更聚集了麻省理工學院、哈佛大學、塔夫茨大學、波士頓大學等諸多知名院校、以及雷神公司、寶麗來等新興科技制造公司。
在二戰中，憑借MIT的創新力以及區域制造力，波士頓成為了二戰期間美國最重要的軍事研發、制造中心之一，128公路沿途遍布實驗室，被稱為“科研一條街”。
良好的產業生態以及人文環境，在某種程度上成就了波士頓動力。一家科技新星的冉冉升起，永遠無法只靠單打獨斗，而是要整個產業生態的奠基、整條產業鏈上的協同。
高工移動機器人在與多位行業人士的接觸中，他們也都表達了對國內產業鏈不斷完善、升級的期冀。往往生態優先，才會有企業領先。
波士頓動力沿襲了美國精研技術之風，也同樣繼承了其弊端：學術與產業脫離，導致機器人規模化落地緩慢。
美國技術領先，在早期卻沒能采取積極的措施推動技術的產業化，導致工業機器人在市場應用中處于劣勢。
八十年代，隨著日本及西歐國家在高新技術領域的崛起，美國與日本在以汽車為首的制造業短兵相接，最終日本更勝一籌，于1980年躍居世界最大汽車生產國寶座。這一年，也被業界稱為“機器人元年”。
為扭轉劣勢，聯邦政府抓住機遇出臺了一系列政策法規，推動政府與大學的機器人研究成果向產業界轉移，例如著名的《拜杜法案》，為期十年的“戰略計算倡議”等系列法規。
這些政策成效顯著。1986年美國機器人產量為1984年的17倍，1990年達1986年的10倍。
但隨著全球化進程加速，中國、歐盟、日本、韓國等機器人技術崛起，美國的機器人地位也持續受到沖擊挑戰。
作為一個典型的學院派創業公司，波士頓動力也重技術發展而輕視了商業化落地，創始人雷伯特對研發機器人的追求勝于對盈利的渴望。他曾表示，“沒有經歷至少25年潛心研究的機器人產品，不足以商業化。”
因此，直到2020年，波士頓動力的商業化進程才正式起步。而商業化進程姍姍來遲是一方面，作為機器人技術的頂尖公司，波士頓動力的落地困境還有更深層次的原因。
03、人形機器人困境
弗若斯特沙利文預測，到2026年，全球人形機器人市場規模將達到80億美元；高盛預計，到2035年，在藍海市場情景下，人形機器人市場能夠達到1540億美元的規模。
與未來廣闊市場前景割裂的是，當前人形機器人公司的生存現狀頗有些慘淡。
波士頓動力三次收購，身價從2013年被谷歌收購時的30億美元，縮水至現在的9.21億美元。去年4月份，著名的本田阿西莫（ASIMO）機器人便正式宣布退役，結束了22年的職業生涯 。
如何找場景、實現大規模落地？這是擺在所有移動機器人企業面前的難題。
首先是價格。波士頓動力正式開售的Spot Mini，售價為52萬人民幣左右，據稱Atlas，售價則是200萬美元。
價格居高不下，主要來自零部件成本。據報道，人形機器人整體的自由度/關節數量通常為20個至50個，一個自由度對應一臺伺服電機，國外電機價格通常為5000至6000元，甚至上萬元，國產電機價格也在2000元以上。因此一臺人形機器人售價百萬美元并不鮮見。
如此高昂的價格，注定無法在C端大面積鋪開，因此波士頓動力主要的客戶群還是集中在B端。但B端用戶對于成本與價格的考量往往比C端用戶更加理性且嚴格。
波士頓動力機器人功能多樣，配置先進，堪稱當下機器人技術的“頂配”。但對于建筑或能源開采行業的用戶而言，他們所需要用到的只是其中的一個或幾個功能，性價比并不高，并且還有更廉價的替代方案。
具體到落地方面，更為尷尬的是，人形機器人的續航相當差。人形機器人能耗較大，波士頓動力的Atlas和Spot Mini，續航時約為90分鐘，而大部分雙足的人形機器人連續工作時間都在2小時以內。這樣的續航時間，顯然不能支持機器人真正深入工業場景工作。
因此，盡管Spot已相對廉價，但據媒體報道，在出售半年后，Spot也僅被賣出了大約400臺。而當機器人久久無法實現其商業價值，波士頓動力也只能迎來一次次被收購。
為促進人形機器人落地，近年來，聲名鵲起的特斯拉“擎天柱”、小米“鐵大”面向的都是C端個人消費者。“擎天柱”試圖將人形機器人的售價打到2萬美元以下，主要的措施就是以電驅替代液驅，實現人形機器人產品標準化、低成本和可量產。
不過電驅比起液驅，性能還有一定差距。有行業人士認為，只有將電驅提升至Atlas水平，并且機器人續航時間應達到3至10個小時。人形機器人商用才有望迎來爆發式成長。
只是市場注定會落后技術，而走在最前列的波士頓動力尤甚。放大來說，這是整個移動機器人行業的困境。
我國移動機器人盡管發展多年，市場廣闊，但大部分公司仍未實現盈利。不少專業人士的共同感受是，移動機器人盡管性能穩定，功能多樣，但放眼整個市場，還未找到它們合適的立足之地，距離市場放量還有一定差距。
盡管如此，波士頓動力無可替代的核心優勢仍是尖端技術，如今“機代人”趨勢不可逆轉，機器人市場的爆發可見曙光。而唯有堅持技術創新，才能在未來的市場里掌控先機。
“在過去的40年里，機器人技術已經取得了長足的進步，但我們還有很長的路要走。”馬克·雷伯特說道。
商業變現的危機仍在持續。但未來，波士頓動力仍致力讓機器人更智能、敏捷靈巧，更易用，也更像人。
