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對話加速前進演化程昊:當踢足球勝過一般球隊,人形機器人就能進家庭了

2024-08-23科技

作者| 金旺

欄目| 機器人新紀元

2018年,在國內互聯網公司快速對外擴張版圖行程中,一個名為朝夕行事曆的產品出現在了某互聯網大廠的版圖中,這是一款智慧日程管理工具型APP,早年間曾因「早起打卡」功能火爆一時。

不過,「早起打卡」並不是這款產品最初的設想。

程昊和他的團隊是這款產品的創造者,他畢業於清華大學自動化系,是典型的機器人科班出身。

程昊告訴科技行者:

「我從小就喜歡機器人,高考時,清華大學去我們學校招生,我問來招生的老師,清華大學哪個系是做機器人的,他們告訴我,自動化系是做機器人的,於是我報考了清華大學自動化系。

等到了清華大學,我又問,哪個實驗室是做機器人的,後來知道了趙明國教授的機器人實驗室,我就 在本科加入了實驗室做機器人踢足球 。」

至於後來創業做的朝夕行事曆,其實也藏著程昊對於機器人的「徐徐圖之」。

程昊說,」當時朝夕行事曆的產品定義其實是智慧時間助理,它雖然不是機器人,但會是未來機器人大腦的一部份。「

實際上,在創業做朝夕行事曆時,程昊做過一個「三步走」的商業計劃—— 先做日程助理,再做通用智慧助理,最後做機器人大腦

雖然朝夕行事曆最終沒有按照程昊最初的規劃發展下來,不過,在2022年,當馬斯克釋出特斯拉人形機器人、在OpenAI的ChatGPT面世後,程昊下定決心重回機器人賽道,做自己的人形機器人。

於是,2023年,一支清華系人形機器人團隊——加速前進演化開始闖入江湖。

01 創業團隊,一定要搶跑

我們見到程昊時,他剛從RoboCup 2024回來不久,和十年前作為參賽者奔赴賽場不同的是,這次,他是作為清華大學火神隊贊助參加的這次大賽。

清華大學火神隊,作為中國最頂尖的機器人「足球隊」,在被視為機器人「世界杯」的RoboCup大賽中,多次位列三甲,程昊作為曾經的清華大學火神隊隊長,也曾帶隊參加過RoboCup。

彼時,人形機器人的關節還依賴於基於位控的小型舵機,負載能力有限,再加上主控系統算力不足,跑不了復雜演算法,面對復雜環境和不同路面時,人形機器人的運動能力就顯得有些捉襟見肘。

更重要的是,當時的視覺演算法都還是基於OpenCV框架,令程昊印象深刻的是,為了能夠讓人形機器人踢足球,他們當時需要寫很多程式碼,而如果要將人形機器人套用到其他場景,則又需要從頭開始寫大量程式碼。

程昊當時就在想, 如果這樣的人形機器人要套用到工業,乃至家庭場景中,需要編寫的程式碼量一定是極為龐大的,這樣的人形機器人顯然不具備落地的可能性

這也是機器人科班出身的程昊,雖然有著做人形機器人的夢想,但在畢業後依然選擇了遠赴美國,在亞馬遜從人工智慧研發工程師做起的原因。

這之後的十年裏,程昊又輾轉創業朝夕行事曆、進入互聯網大廠,一直在人工智慧領域摸爬滾打。

從關註技術本身到關註產品體驗、關註產品商業化,再到大型團隊管理 ,冥冥之中,程昊的這些經歷似乎都在為另一次創業做準備,一次真正從人工智慧技術跨越到人形機器人這一他夢寐以求的領域。

十年之後,當馬斯克釋出人形機器人、OpenAI釋出ChatGPT後,人形機器人熱潮終於來臨時,程昊找到趙明國教授,他想從這位曾經的授業恩師這裏找到一個答案,一個他思考了很久的問題的答案:

這波機會是不是必須入局?如果現在不入局是不是就晚了?

最後師生二人討論的結果是, 這波熱潮一定不會讓人形機器人「起飛」,但現在不入局的話,很可能就沒機會了

為什麽現在不入局就沒機會了?

程昊以新能源汽車為例,向科技行者進行了分析:

「蔚小理」都是2014-2015年組建的團隊,但新能源汽車真正迎來市場爆發卻是在2020年,在這之前,國內新能源汽車市場很長一段時間都屬小眾市場,鮮有人問津。

但是如果不是從2015年就開始入局,除非華為小米這樣體量的公司,創業團隊要想在2020年進入新能源市場,已經不再有機會。

創業團隊一定要搶跑,這是創業團隊唯一的機會 。」

那麽,為什麽又說這波熱潮不會讓人形機器人「起飛」?

這源於他們對於人形機器人相關技術的另一個判斷。

02 程昊的TPMF方法論

今年的RoboCup 2024在荷蘭安多芬舉辦,程昊再次來到現場。

令程昊印象最深的是,之前「成人組」人形機器人足球賽中,各參賽組的人形機器人在比賽過程中總是摔倒,很難說有什麽觀賞性,但這次他看到,參賽的幾支強隊的人形機器人整體水平得到了極大的提升——移動速度已經很快,射門球速也很快,隊伍之間都有互相進球, 比賽的觀賞性由此也得到了大幅提升

人形機器人足球賽觀賞性的提升,正是得益於這些年人形機器人相關技術的全面提升,這也是程昊在2023年決心再次創業做人形機器人的原因。

當再次創業做人形機器人時, 程昊對技術、產品、商業化已經有了一套自己的方法論,他將之總結為TPMF,Technology Product Market Fit

他認為, 人形機器人產業一定是一個多輪叠代、螺旋上升的過程 ,在這個過程中,每一輪叠代都將是技術發展到一定程度,會先形成一個產品,產品再到市場中找到相匹配的市場,然後再進一步推動技術進行叠代。

在程昊看來,現在的人形機器人剛好趕上第一輪叠代機會。

在這次機會中,過去幾年四足機器人和協作機械臂的廣泛套用,以及大模型、力控關節和基於力控關節演算法的初步成熟,尤其是基於強化學習的運動控制演算法在四足機器人上的跑通,業界普遍認為, 強化學習在人形機器人上跑通已經是一個確定性很強的事

這時,人形機器人要完成第一輪技術叠代,就只差最後一塊拼圖——大腦。

通用,是人形機器人與生俱來的特性,但在上一個技術周期中,人形機器人每做一件事,都需要軟體工程師編寫大量程式碼,即便是同一類任務,一旦換了一個環境,就有大量的程式碼需要重寫。

由於通用的大腦的缺失,使得當時幾乎看不到實作通用人形機器人的希望

大模型的出現,成了扭轉局面的關鍵。

「當你和大模型聊天時,你會發現,你說什麽,他都能和你聊兩句,雖然聊得可能還不夠好,但讓我們看到了實作人形機器人通用性的可能性。」

更重要的是,強化學習演算法在機器人上的套用,已經能夠將人形機器人單項能力做得很不錯。

例如,在WRC 2024上,加速前進演化現場展示了這樣一個DEMO:

在加速前進演化的人形機器人面前放幾個不同顏色的球,工程師告訴機器人將紅色的球拋到場內,人形機器人就可以自己辨識出紅色球,並將球丟擲。

程昊告訴我們,「在這套動作背後,以往是透過寫大量程式碼,透過if else語句進行辨識的, 現在只需要將這個問題拋給大模型,再透過思維鏈讓機器人做選擇,機器人就能完成這項任務 。」

這樣的技術,讓構建機器人通用大腦成為可能。

不過,程昊依然認為, 即便是這樣的技術突破,TPMF第一輪技術叠代中的「T」依然沒有完全ready ,要將這樣的技術在人形機器人上成熟套用,依然有很長的路要走。

03 產品飛輪,開始加速

在和趙明國教授得出「必須入局」這個結論後,程昊迅速行動起來,先是從清華大學的師兄弟中快速拉起一支硬體團隊,之後又從互聯網大廠中找來了幾位軟體專家,這就有了現在的加速前進演化。

加速前進演化成立於2023年8月,第一個人形機器人計畫於當月立項,而團隊完成第一款人形機器人的研發,僅僅用了兩個月。

在這之後,加速前進演化的人形機器人幾乎在 以每兩個月叠代一代產品的速度 ,快速叠代著他們的產品。

尤其在波士頓動力官宣Atlas轉向電驅、並以驚人的靈活性從地面站起來後,加速前進演化二代人形機器人BR002僅用三天就復現了波士頓動力Atlas動作,產品研發速度之快超乎想象。

實際上,加速前進演化的產品研發速度,也代表了國內這波人形機器人創業團隊的產品叠代速度。

之所以大家的人形機器人能夠如此快速成型,程昊認為最重要有兩方面原因:

第一,基礎零部件的成熟。

尤其是機器人開源力量的快速發展,降低了機器人產品研發的門檻,人形機器人構型接下來將會逐漸收斂。

第二,強化學習在運動控制演算法上的套用。

強化學習在人形機器人領域套用之前,基於WPC、MPC的運動控制演算法需要研發人員親自去推導公式、計算每個關節具體該如何運動,套用強化學習後,只要設定好獎懲機制,機器人就可以自己在仿真環境中訓練出結果。

不過,程昊告訴科技行者,「即便現在大家產品研發速度都很快,要真正做好一款人形機器人產品,依然需要花大量時間來打磨,這其中 不只是由單純技術導向,甚至還有企業戰略、商業模式 。」

對此,程昊以智慧型手機的發展為例解釋稱:

「智慧型手機發展早期階段,市面上品牌林立,即便是一個全新的團隊,也可以直接套用華強北的方案快速做出一款智慧型手機,但這些手機無論是在產品穩定性、系統更新上,還是在軟體生態、售後服務上,體驗往往不佳。

隨著市場慢慢成熟,手機品牌越來越少,也才有了現在的手機市場格局。」

程昊和他的團隊在做人形機器人產品研發過程中,很多技術和關鍵部件是一脈相承的,例如 BR001和BR002在腿部構型上是完全一樣的 ,只是針對在實際測試場景中出現的問題進行了相應的技術叠代。

在加速前進演化當下的商業規劃中,目標市場依然是科研市場,更具體來說,是做足球機器人。

這既是加速前進演化團隊所擅長的領域,也是程昊的一個判斷。

人形機器人在場上踢足球、找足球會涉及到眼睛和腿部的配合,同時也涉及到大腦的準確決策,人形機器人在倉柯瑞做搬運工作,也會涉及到手眼腦的配合,二者其實有著很高的相似度。

實際上,在現階段研發人形機器人過程中,除了考慮動作完成度外,程昊和他的團隊考慮最多的問題是, 他們的機器人是否耐摔,如果真摔壞了需要怎樣的售後服務去支持

程昊告訴我們,「透過這一年來的技術叠代,加速前進演化第三代人形機器人在動作完成度上越來越高,已經可以作為一款產品提供給開發者。」

04 人形機器人進入啟蒙期

2024年,當人形機器人繼續火爆全球、越來越多團隊湧入這一賽道時,商業化也就成了必須考慮的問題。

這時,制造業場景是最多被提及的人形機器人落地場景,也一度被視為人形機器人的標桿場景來廣泛傳播。

程昊認為,「 人形機器人最先得到套用的市場不會是制造業,也不會是家庭 。」

這是因為前文提到的,現在人形機器人的技術成熟度還不足以支撐它做如此復雜的工作。

不過,他告訴我們,現在大家在制造業場景做DEMO、做推廣有點類似上個世紀70年代PC針對家庭場景做DEMO、拍廣告。

當時PC的主流受眾還是科研機構、學校機房,是學習編程、認為電腦是未來趨勢的人,但進入企業、進入家庭是PC更廣泛的套用市場,需要讓大家意識到PC的前景。

人形機器人的終極目標一定是進入工廠和家庭,不過,在這之前,足球機器人會是一個中間商業地帶 ,也是相信人形機器人未來的開發者最關註的一個領域,加速前進演化現階段瞄準的正是這一市場。

在這次創業之前,程昊研讀了自70年代以來的電腦發展歷史,他告訴我們,「人形機器人的前進演化過程將會和電腦的發展有很多相似之處,電腦最先進入科研領域時,沒有人會覺得個人乃至家庭需要PC,但互聯網時代的到來,成就了PC。」

「類比PC的發展歷程,現在的人形機器人依然處於70年代早期的電腦啟蒙階段,我們還沒有看到什麽會是人形機器人的互聯網,但人形機器人的互聯網時代終究會到來。」

至於人形機器人何時能夠進入家庭,程昊認為,「 當人形機器人能夠在不傷到人類的情況下,可以和一個普通的人類足球隊踢完一場足球賽,還能贏得比賽,那時的人形機器人就可以進入家庭了 。」

這個時間,或許是2030年。