國產(chǎn)人形機器人亮相CES：被微軟CEO參觀，下半年量產(chǎn)，獨家對話聯(lián)合創(chuàng)始人

作者 |??程茜，編輯?|??心緣

開普勒除機器人主板等少數(shù)零部件采用國外廠商外，其余均為自研且已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化。

2023年某一個秋日下午，佛山一個擺滿設(shè)備、零件、吊架的廢舊車庫中，一縷陽光從高高的窗戶照進屋內(nèi)，開普勒的第四代人形機器人通電后瞬間仿佛有了“生命”，這一時刻胡德波與整個團隊感受到空前的興奮與成就感。

這一人形機器人就是國內(nèi)人形機器人創(chuàng)企開普勒打造的。今天凌晨，開普勒人形機器人也在一年一度的全球科技盛會——國際消費類電子產(chǎn)品展覽會（CES 2024）上重磅亮相，開展當(dāng)天，微軟CEO薩提亞·納德拉還現(xiàn)身開普勒展位。

盡管成立僅4個月，這家創(chuàng)企的人形機器人研發(fā)已經(jīng)歷經(jīng)三年、迭代了四個版本。目前，開普勒人形機器人除機器人主板等少數(shù)零部件采用國外廠商外，其余均為自研且已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化。

其中，開普勒自研了行星滾柱絲杠執(zhí)行器和自研旋轉(zhuǎn)型執(zhí)行器，并使得人形機器人的理解、決策、執(zhí)行閉環(huán)流程達到1-5ms，能讓機器人的行動更加流暢且平衡性更好。

開普勒探索機器人聯(lián)合創(chuàng)始人、副總裁胡德波比較了被業(yè)界公認(rèn)性能最強的波士頓動力人形機器人，Atlas響應(yīng)速度在1ms及1ms以下。胡德波告訴智東西，開普勒要做全面對標(biāo)特斯拉的人形機器人，他們計劃2024年下半年實現(xiàn)人形機器人量產(chǎn)，預(yù)估對外售價為2-3萬美元。開

普勒的策略是先做B端場景，包括智能制造、倉儲物流、巡檢巡邏等，并面向海外、國內(nèi)兩個市場推動人形機器人落地。智東西與胡德波進行了深入交流，一探這群熱血年輕人對“機器人夢”的執(zhí)著與堅持，以及未來這家創(chuàng)企將如何拉近理想與現(xiàn)實的距離。

01.三年車庫創(chuàng)業(yè)第四代產(chǎn)品成熟遇市場熱潮

時間回到2020年，一群兒時就對機器人憧憬滿滿的年輕人相聚在一個車庫，憑借著滿腔熱血選擇利用業(yè)余時間投身機器人研發(fā)。當(dāng)時，70后的胡德波已經(jīng)在科技行業(yè)有20余年的工作經(jīng)驗，分別于華為、中興通訊、臻迪機器人等科技公司擔(dān)任過海外及全球業(yè)務(wù)高管。

回憶起四年前的這段經(jīng)歷，胡德波說道，坦白講，他們剛做機器人時全憑熱愛，對于產(chǎn)品、收入都沒有任何預(yù)期，單純想一起做機器人。

因此，整個團隊基本上就是埋頭苦干，一步一個腳印不斷攻克遇到的難題。從2020年至今，這個團隊已經(jīng)打造了四代產(chǎn)品，前三代產(chǎn)品主要為原型機，重點集中于人形機器人的腿、執(zhí)行器、技術(shù)路線的驗證方面，胡德波說，當(dāng)時有些地方可能還需要膠帶貼。四年間，開普勒自己的人形機器人產(chǎn)品成熟了，市場環(huán)境也逐漸熱絡(luò)起來。從產(chǎn)品來看，開普勒有幾個指標(biāo)來衡量，那就是“能力強、可量產(chǎn)、成本低”。

能力強指的就是人形機器人干活能力強，既要能搬能扛干粗活、也要手眼協(xié)同干細(xì)活，而且是高智商、善于自我學(xué)習(xí)的機器人；其次胡德波談道，開普勒的定位是為實際工作場景設(shè)計，因此可量產(chǎn)性很重要；第三就是降成本能力，涉及到大量自研和制造環(huán)節(jié)的成本控制。

從整個市場環(huán)境來看，2024年11月工信部印發(fā)《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》，近兩年來特斯拉人形機器人Optimus接連官宣新動向，國內(nèi)玩家積極涌入人形機器人賽道。因此，他們規(guī)劃2023年發(fā)布，2024年做量產(chǎn)和應(yīng)用落地是一個比較好的節(jié)奏。開普勒就于2023年8月注冊成立了，并在三個月后正式發(fā)布先行者系列通用人形機器人，這也是其迭代的第四代產(chǎn)品。

公司起名的由來也與這家公司的終極愿景相關(guān)。胡德波透露，開普勒的愿景就是解放生產(chǎn)力，希望將人從無聊的重復(fù)性工作中解放出來，去做如外太空探索這樣更有意義的事。太陽系外行星開普勒被看作“第二個地球”，科學(xué)界認(rèn)為其極有可能孕育出生命，但目前并無直接證據(jù)。

在這樣的愿景之下，開普勒選擇做人形機器人也就順其自然了。他補充道，機器人想要大量替代人力，最好的方式就是與人的形態(tài)和能力相仿，在對現(xiàn)有社會進行最小改造的基礎(chǔ)上讓機器人發(fā)揮更大的價值。理想很豐滿，現(xiàn)實卻很骨感。2020年國內(nèi)人形機器人的產(chǎn)業(yè)鏈很不成熟，“你要做的時候，就會發(fā)現(xiàn)好多東西都沒有供應(yīng)鏈?！焙虏ǜ锌?，即便有其定制時間很長、金錢成本很高。

以人形機器人最重要的零部件執(zhí)行器為例，他解釋說，這就類似于人的肌肉和關(guān)節(jié)。開普勒機器人模擬人體真實運動原理，采用旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器模擬關(guān)節(jié)，而用行星滾柱絲杠直線執(zhí)行器來模擬肌肉伸縮運動，兩者都沒有現(xiàn)成供應(yīng)鏈，尤其行星滾柱絲杠執(zhí)行器技術(shù)難度非常高。

一開始，他們向國內(nèi)外供應(yīng)商詢價后發(fā)現(xiàn)，想從國外定制的話，定制周期在兩個月以上，一個執(zhí)行器的價格就是數(shù)萬元，國內(nèi)的價格也在1萬元左右。他說，開普勒的人形機器人渾身上下直線執(zhí)行期有14個、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)有14個，這么高的成本很難最終讓機器人落地。

此外，早期人形機器人即便通過這種方式做出來，高昂的成本也會導(dǎo)致后續(xù)需要靠自研替換零部件的工作量變大。

這一背景下，自研成為開普勒實現(xiàn)最終愿景的一條有效路徑。胡德波談道，他們的團隊從0開始學(xué)習(xí)、研發(fā)，就像馬斯克造火箭一樣，他們買書學(xué)基礎(chǔ)理論、學(xué)習(xí)別人的設(shè)計圖，自己著手設(shè)計、做計算機仿真、買機床，測試。據(jù)他透露，開普勒的團隊包括機器人系統(tǒng)設(shè)計、電機、電控結(jié)構(gòu)、人工智能算法、結(jié)構(gòu)等各個領(lǐng)域?qū)＜遥芨采w機器人從設(shè)計到落地的各個流程。2024年接近量產(chǎn)時，開普勒預(yù)計會進一步擴充團隊。

02.三大型號主攻B端場景開發(fā)者平臺落地細(xì)分賽道

開普勒的業(yè)務(wù)體系逐漸清晰，包含具身智能機器人本體以及開發(fā)者平臺兩大部分。

機器人本體方面，2023年11月，開普勒推出先行者系列通用人形機器人，分為先行者K1、S1、D1三個型號。開普勒人形機器人身高178cm，體重85kg，智能靈巧手共有12個自由度，全身共40個關(guān)節(jié)自由度。

開普勒的人形機器人售價定在2-3萬美元，胡德波說這是一個門檻。他解釋道，美國一個汽車產(chǎn)業(yè)工人年薪在7.5萬美元，三個機器人代替一個人就夠了，不需要1:1代替。并且機器人很難達到人的靈活性和智能性，想要實現(xiàn)1:1代替也很難。

K1是標(biāo)準(zhǔn)款機器人，適用于教育科研、自動化生產(chǎn)線、智能搬運等，S1適用于復(fù)雜環(huán)境巡檢、應(yīng)急救援、戶外安全作業(yè)等，主要用于戶外巡檢；D1主要面向危險環(huán)境檢測、安全隱患排查等高危環(huán)境作業(yè)。

胡德波稱，開普勒先行者系列的三個型號，主要區(qū)別在于機器人本體的防護能力，如戶外巡檢的S1，能夠做到防水防塵防輻射。

從機器人的應(yīng)用場景來看，開普勒的人形機器人應(yīng)用較為豐富。開普勒的策略是先在B端場景落地，包括智能制造、倉儲物流、巡檢巡邏等。

雖然從需求的迫切性來講，家庭場景的需求更為急迫，單人形機器人進入家庭的門檻很高，對于機器人的智能性、安全形要求更高，這可能是一個遠(yuǎn)期的目標(biāo)。因此，開普勒會選擇將機器人在B端場景迭代到一定程度之后，再考慮在家庭場景落地。

第二大業(yè)務(wù)板塊為開發(fā)者平臺。胡德波認(rèn)為，特斯拉目前做機器人采取的是封閉平臺策略，早期只用于自己的汽車制造工廠，并不開放給第3方使用，也未看到任何開放接口方面的信息?；陂_普勒的開放機器人平臺，通過系統(tǒng)集成或二次開發(fā)相應(yīng)解決方案可以實現(xiàn)落地，也使得開普勒的人形機器人和場景離得更近。

除了汽車和3C制造、倉儲物流等規(guī)模更大的場景，人形機器人還有諸多垂直場景，機器人企業(yè)無法針對每個場景去定制，再加上機器人搭載了大量傳感器，不可避免會采集到企業(yè)的數(shù)據(jù)，而企業(yè)對于數(shù)據(jù)隱私、安全有所顧慮。

開普勒的策略是和企業(yè)一起打造垂直場景的解決方案，進一步加速人形機器人在不同場景的落地，同時，也會與國內(nèi)外廠家同步合作推動落地。

03.大量零部件實現(xiàn)自研+國產(chǎn)化單個線性執(zhí)行器能拉200kg

胡德波談道，開普勒的人形機器人自研程度很高，除了機器人主板等少數(shù)零部件采用國外廠商外其余均為自研且已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化，并且這一部分也會逐漸轉(zhuǎn)向采用國內(nèi)廠家。

自研難度較大的是執(zhí)行器，開普勒自研了行星滾柱絲杠執(zhí)行器和自研旋轉(zhuǎn)型執(zhí)行器，這是先行者人形機器人的肢體硬核動力的來源。

其中，行星滾柱絲杠的研發(fā)時間在一年左右，該零部件可以用來控制機器人四肢，推力達到8000N，比普通電機定位更精準(zhǔn)、爆發(fā)力更強、響應(yīng)更迅速，能應(yīng)對更多復(fù)雜任務(wù)。開普勒全身有14個線性執(zhí)行器，整體的負(fù)載能力很強，并且能持續(xù)工作。

胡德波說道，行星滾柱絲杠的工作原理為，行星滾柱相當(dāng)于公轉(zhuǎn)的行星，一邊圍繞著中心軸轉(zhuǎn)，一邊自轉(zhuǎn)，從而帶動中間主軸絲杠做直線運動。經(jīng)開普勒測試，其自研的一個線性執(zhí)行器能拉300公斤重物，他們測試中曾經(jīng)拉起了寶馬重達200公斤的摩托車。

目前，國內(nèi)人形機器人采用行星滾柱絲杠方案的執(zhí)行器很少，行業(yè)內(nèi)很多人士都還沒有見過真正做出來的執(zhí)行器，可能會誤認(rèn)為行星滾柱絲杠的速度慢、沒有反驅(qū)，但實際上開普勒行星滾柱絲杠執(zhí)行器不僅可以提供強勁反驅(qū)力，爆發(fā)力也很強，精度很高。

自研旋轉(zhuǎn)型執(zhí)行器主要用于腰部及關(guān)節(jié)處，轉(zhuǎn)動峰值扭矩達200N·m，重復(fù)定位精度達到0.01度。胡德波透露，一些企業(yè)標(biāo)注的轉(zhuǎn)動峰值扭矩可能為最高爆發(fā)力的瞬間值，開普勒的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)能持續(xù)以200N·m的扭矩工作，是額定工作值。

該旋轉(zhuǎn)型執(zhí)行器采用諧波減速器，內(nèi)置了開普勒團隊設(shè)計的離合器。機器人摔跤扭到關(guān)節(jié)時，離合器就會自動脫離，保證關(guān)節(jié)不會受到損壞。

人形機器人的靈巧手也為開普勒自研。胡德波算了一下其中的成本，一只靈巧手需要12個空心杯電機，空心杯電機目前售價在幾百塊左右，一只手的成本就需要上千塊。并且隨著人形機器人市場熱度變高，如今靈巧手的價格從1萬塊錢一只上漲到4萬一只。

但自研靈巧手的難度并不低，他們需要考慮手的負(fù)載、控制精度等。

胡德波簡單解釋了自研帶來的好處：“東西都是自己做的，不必受限于供應(yīng)鏈，產(chǎn)品迭代和成本控制就更容易實施?！?/p>

04.星云系統(tǒng)解決機器人感知控制閉環(huán)時間對標(biāo)波士頓動力

軟件層面開普勒也實現(xiàn)了多項自研。

在感知方面，開普勒自研了星云系統(tǒng)，讓機器人實時感知周圍環(huán)境，解決看、聽、感知的問題。

首先是視覺，開普勒人形機器人中有兩套3D視覺相機，一個用來往下看，保證機器人做到手眼協(xié)同，一個是用來往前看的攝像頭，可以完成環(huán)境建模和自動導(dǎo)航，兩套3D視覺相機都可以通過深度學(xué)習(xí)識別物體和認(rèn)知環(huán)境。

開普勒機器人頭部還集成了多魚眼360度環(huán)視相機。

其次是聽覺，機器人搭載了麥克風(fēng)陣列，并通過大模型的能力讓用戶與機器人實現(xiàn)語音交互，基于此人形機器人可以根據(jù)用戶的指令進行推理決策。最后是解決感知，胡德波談道，這一感知特別指本體感知，人形機器人本體里有大量壓力傳感器、姿勢傳感器等，可以讓機器人明確自己的狀態(tài)以便執(zhí)行下一步操作。

為了讓機器人更聰明、更智能，開普勒為人形機器人搭載了云端多模態(tài)大模型，幫助其理解、推理任務(wù)，機器人本體上則部署了響應(yīng)速度更快的行業(yè)小模型。據(jù)胡德波透露，開普勒人形機器人的具身智能系統(tǒng)包括大模型、小模型、深度學(xué)習(xí)、強化學(xué)習(xí)、大量傳感器、執(zhí)行器、神經(jīng)通訊系統(tǒng)等諸多要素，基于這一系統(tǒng)，其從感知、決策到執(zhí)行的閉環(huán)目前已經(jīng)穩(wěn)定實現(xiàn)5ms，也就是機器人在1s之內(nèi)可以執(zhí)行200次。他補充說，開普勒之后大概能達到1ms，達到全球領(lǐng)先水平。

相比之下，人的大腦識別物體、做出決策的閉環(huán)最快大概需要150ms，本能反應(yīng)的時間大概在10-20ms。此外，當(dāng)下最靈活的波士頓動力的控制閉環(huán)大概能做到1ms甚至1ms以下，這也是人形機器人此前行動卡頓的主要原因，因為“每一個閉環(huán)的調(diào)整時間過長”。開普勒將這一閉環(huán)控制在1-5ms內(nèi)，就能讓人形機器人保持很好的平衡能力以及動作連續(xù)性。

05.人形機器人產(chǎn)業(yè)尚處早期國內(nèi)需加速智能化能力提升

去年以來，人形機器人迎來了一波新的發(fā)展高潮。國家政策支持、巨頭創(chuàng)企入局等帶來諸多利好變量。

胡德波稱，現(xiàn)在人形機器人產(chǎn)業(yè)仍處于早期階段，非強競爭階段。很多新的公司參與進來會發(fā)現(xiàn)當(dāng)下市場空間很大，但面臨的挑戰(zhàn)也更多。與智能手機的供應(yīng)鏈不同，人形機器人的供應(yīng)鏈并不成熟。

這也有更多積極意義，參與者能一起推動產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，例如此前從事工業(yè)機器人或者相關(guān)產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈廠商，或許會轉(zhuǎn)向為人形機器人做零部件，使得人形機器人的發(fā)展周期更快。

因此，對于這一產(chǎn)業(yè)而言，入局玩家變多是國內(nèi)產(chǎn)業(yè)最大的變化，從全球市場來看，胡德波認(rèn)為，人形機器人迎來了商業(yè)化拐點，少數(shù)企業(yè)進入商業(yè)化。

開普勒對于人形機器人的落地會更加樂觀，一個原因在于，挪威人形機器人公司1X Technologies、亞馬遜參投公司Agility Robotics的人形機器人已經(jīng)開始小批量量產(chǎn)、落地應(yīng)用；另一原因為，特斯拉官宣的視頻也表明人形機器人可以真正執(zhí)行任務(wù)，也就是經(jīng)過了場景驗證的環(huán)節(jié)。

他還提到，當(dāng)時馬斯克宣布要將人形機器人的售價定到2-3萬美元之間，所有人都震驚于機器人能力能與這一價格相匹配，為這一產(chǎn)品落地提速。他也自豪的說道，開普勒今年就能做到。

從國內(nèi)人形機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來看，國內(nèi)企業(yè)有兩大優(yōu)勢，一方面人口老齡化加速、制造業(yè)的勞動力短缺，因此機器人的需求更大；第二是國內(nèi)廠商普遍在工程化和硬件成本方面有優(yōu)勢。

他也坦言，總體來說智能方面國內(nèi)要落后于國外，這也是人形機器人實現(xiàn)大規(guī)模普及的重要因素。

06.結(jié)語：人形機器人迎商業(yè)化拐點

2023年，人形機器人產(chǎn)業(yè)面臨著前所未有的市場機遇期，大模型強大的泛化能力，讓人形機器人的智能性有了跨越式提升，這一市場的參與熱情也空前高漲。使得原先大多停留在科研、展示用途的人形機器人，有了走出實驗室的可能性。

除了巨頭玩家外，2023年以來越來越多如開普勒一樣的人形機器人創(chuàng)企涌現(xiàn)，它們經(jīng)過數(shù)年的技術(shù)積淀，在這個時間節(jié)點亮出了首款產(chǎn)品。同時，人形機器人作為一項極其復(fù)雜系統(tǒng)化的工程，既需要企業(yè)具備綜合科技硬實力，也需要整個生態(tài)匯聚力量。

2023年還有一大利好因素是，國家相關(guān)政策的出臺，能幫助企業(yè)解決長期研發(fā)的投入成本、通用智能等方面關(guān)鍵問題。

在這些因素的綜合作用下，縱觀全球產(chǎn)業(yè)，人形機器人商業(yè)化時代已經(jīng)到來，這一產(chǎn)業(yè)將掀起一陣新熱潮。