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優(yōu)必選沖刺「人形機器人第一股」 背后:苦熬11年,布局全棧技術(shù)

發(fā)布人:機器之心 時間:2023-02-21 來源:工程師 發(fā)布文章

很難不佩服這家公司。 


它最初由周劍在 2012 年創(chuàng)立,完全不起眼。當時,討論商業(yè)化人形機器人和馬斯克談?wù)摶鹦且泼褚粯尤缤旆揭棺T。 


人形機器人是一件艱難而偉大的事,也是一個對硬科技要求最高的超長賽道,需要細水長流。僅靠情懷遠遠不夠,目的地只屬于幸存于每一段艱險航程的人。

 

從來,時勢造英雄,適合的思維秉性,套上合適的商業(yè)模式,遇上適合的產(chǎn)業(yè)演進階段,堅守 11 年,這家公司的航程來到里程碑時刻 —— 2023 年 1 月 31 日,優(yōu)必選科技向港交所提交招股說明書。 


優(yōu)必選沖刺「人形機器人第一股」像一個時間刻度,如果說過去十年是服務(wù)機器人的 10 年蟄伏期,未來 10 年就是黃金發(fā)展期。 


人形服務(wù)機器人,過去看歐美,現(xiàn)在看中國。 


一、「不合時宜」的孤勇者 


很多硬科技創(chuàng)業(yè)故事的開頭,都似乎讓人很難看懂。 


新能源汽車領(lǐng)頭羊比亞迪成立于 1995 年,從電池的制造生產(chǎn)及相關(guān)技術(shù)的研發(fā)起步,到 2003 年進入汽車領(lǐng)域,彼時比亞迪已經(jīng)積累了多年的電池核心技術(shù),這也為它后續(xù)成長為新能源汽車領(lǐng)軍企業(yè)打下深厚基礎(chǔ)。 


同樣,在 2012 年正式成立之前,優(yōu)必選創(chuàng)始人周劍已經(jīng)跟機器人的關(guān)節(jié)——伺服驅(qū)動器「死磕」近五年。 


2008 年,學自動化出身的周劍在日本的一個展會上看到人形機器人。一問價格,驚呆了—— 特別貴,還不賣。于是,他決定創(chuàng)業(yè)做中國自己的人形機器人。這個時間有多早?當時,蘋果推出第一部 iPhone 并將公司更名為蘋果公司才過去一年。ASIMO 機器人的機械傳動還在靠皮帶,每一次表演完了,都要退到后臺調(diào)松緊。 


當時,中國在人形機器人領(lǐng)域還是一片空白,但周劍下定決心要闖進這個無人區(qū)。和很多硬科技創(chuàng)業(yè)故事的開頭一樣,只有進入這個行業(yè),創(chuàng)業(yè)者才知道自己選擇的難度是地獄模式。 


人形機器人最重要的是關(guān)節(jié),沒有伺服驅(qū)動器,關(guān)節(jié)根本做不出來。這個硬件也占了整個機器人成本的 40%-50%。一開始,周劍想直接采購這種零部件,結(jié)果發(fā)現(xiàn)國內(nèi)沒有企業(yè)做,國外生產(chǎn)的零部件不僅體驗差,一個伺服驅(qū)動器動輒要上百美金。 


一臺人形機器人普遍需要十多個自由度,僅這一項成本就要上千美金,這么貴的產(chǎn)品怎么可能走進千家萬戶? 


周劍決定先讓伺服驅(qū)動器實現(xiàn)國產(chǎn)化,讓成本降到可以民用的水平,并選擇「All In」。幾年下來,他「燒」光了自己積攢下來的半億身家,才研發(fā)成功,并將價格降到了可以規(guī)模化商用的級別。 


據(jù)沙利文報告,優(yōu)必選是全球首家完成小扭矩到大扭矩(扭矩從 0.2Nm 到 200Nm )伺服驅(qū)動器批量生產(chǎn)的公司,也是全球首批在消費市場將配備多個伺服驅(qū)動器的多關(guān)節(jié)服務(wù)機器人商業(yè)化的公司之一。 


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優(yōu)必選科技系全球首家完成小扭矩到大扭矩(扭矩從0.2Nm到200Nm)伺服驅(qū)動器批量生產(chǎn)的公司。 


為研發(fā)人形機器人,優(yōu)必選又投入了人工智能技術(shù)的研發(fā),目前重點布局的技術(shù)包括機器人技術(shù)(機器人運動規(guī)劃和控制技術(shù)以及伺服驅(qū)動器)、人工智能技術(shù)(計算器視覺及語音交互技術(shù))、機器人與人工智能融合技術(shù)(SLAM及自主技術(shù)、視覺伺服操作及人機交互),并通過專有的機器人軟件框架——機器人操作系統(tǒng)應(yīng)用框架(ROSA)實現(xiàn)功能及控制。

 

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全棧式技術(shù)布局也帶來了高額的研發(fā)投入和豐富的回報。招股書顯示,優(yōu)必選 2020 年、2021 年以及 2022 年首九個月的研發(fā)支出占比為 57.9%、63.3% 及 61.4%,年均研發(fā)開支超過 60%,在全球擁有超過 1,500 項專利,其中逾 300 項為海外專利。 


創(chuàng)業(yè)初期,很多人并不理解周劍研發(fā)人形機器人的意義,沒有人愿意投資,直到 2013年,比亞迪聯(lián)合創(chuàng)始人夏佐全伸出援手,以天使投資人的身份投資優(yōu)必選。 


深度參與了比亞迪發(fā)展全過程的夏佐全,也許在優(yōu)必選看到了同樣的一種可能,并伴隨這家公司走到了今天。據(jù)招股書披露,夏佐全是除創(chuàng)始人周劍之外優(yōu)必選的第一大個人股東。 


二、什么都可以停, 唯獨大型人形機器人 Walker 不能停 


對前沿科技的追求與積累,從來就是地獄難度。 


很多情況下,前沿科技從 0 到 1 的研發(fā)都只會是一個小步慢跑的過程,這就考驗到了企業(yè)本身的定力:在種種困難甚至質(zhì)疑縈繞在身邊的時候,能否不忘初心,堅定前行?


早在 2015 年整個行業(yè)技術(shù)都還不成熟的條件下,優(yōu)必選就立項要啃下大型人形機器人這根最難啃的骨頭。周劍從動作、人工智能、產(chǎn)品外觀等方面給團隊設(shè)定了第一步的具體目標,完成期限是 2016 年內(nèi)。由于核心關(guān)鍵技術(shù)需要時間,大型人形機器人 Walker 第一步研發(fā)目標未能如期實現(xiàn)。 


當時,團隊內(nèi)部有人提出作為創(chuàng)業(yè)公司,不應(yīng)該在這個時候投入大型人形機器人的研發(fā)。但在周劍看來,現(xiàn)在不做,未來永遠沒有機會。在硬科技行業(yè),不布局前沿創(chuàng)新技術(shù)就是死路一條,到時候只能被人卡脖子。 


在周劍的堅持下,Walker 項目繼續(xù)推進,這才有了我們在 2018 年看到的第一代 Walker —— 嚴格地說,它只有一雙腿。優(yōu)必選在這款雙足機器人上驗證了步態(tài)行走算法,包括上下斜坡、不平整地面的自適應(yīng)算法。 


2019 年,Walker 第二代亮相,增加了靈活的雙臂和靈巧的雙手,結(jié)合機器視覺能力,可以實現(xiàn)手眼協(xié)調(diào)抓取。同時,也引入了語音交互,機器人可以與人溝通交流。除了進一步優(yōu)化運動控制算法還集成了更多的傳感器,讓機器人獲得了感知功能,可以識別周圍的環(huán)境和地形,實現(xiàn)自主導航行走。運動和平衡能力也得到了更多突破,即使受到外部沖擊,也能自己調(diào)整平衡。  


2021 年,優(yōu)必選在世界人工智能大會發(fā)布了最新一代的 Walker X,身高 130 厘米,體重 63 公斤,擁有 41 個高性能伺服關(guān)節(jié)構(gòu)成的靈巧四肢,并搭載了多維力覺、多目立體視覺、全向聽覺和慣性、測距等全方位的感知系統(tǒng)。 


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技術(shù)演進的同時,優(yōu)必選也在不斷降低 Walker 的成本,他們是全球首家將雙足真人尺寸人形機器人成本降低至 10 萬美元以下的公司。 


用在 Walker 身上,比如腳踝關(guān)節(jié)上的大扭矩伺服驅(qū)動器價格昂貴,而且效果不穩(wěn)定。優(yōu)必選就自主研發(fā),將大扭矩伺服驅(qū)動器(扭矩為 15Nm 到 200Nm )做得更加穩(wěn)定,而且能夠商業(yè)化 —— 一臺成本已經(jīng)降到幾千塊錢,也因此成為世界首個完成小扭矩到大扭矩(扭矩從 0.2Nm 到 200Nm)伺服驅(qū)動器批量生產(chǎn)的公司。 


在視覺技術(shù)上,通過不斷提升算法魯棒性,Walker X 采用 U-SLAM 視覺導航技術(shù)逐步取代激光導航,進一步降低機器人導航成本,效果也更好。

 

得益于高通用性、模塊化技術(shù)的布局和發(fā)展, Walker X 也實現(xiàn)了「模塊化」——機器人部分部位,頭部、手掌、電池都可以拆卸和組裝,為更多場景做匹配。曾經(jīng)在迪拜世博會中國館擔任「和平友好使者」的熊貓機器人優(yōu)悠,僅僅在 40 天就完成了從設(shè)計到誕生,正是得益于 Walker X 模塊化設(shè)計特點。 


通過加快操作系統(tǒng) ROSA 研發(fā),將自身擁有的通用技術(shù)封裝開放,Walker X 就能更快地走進更多的商用場景。 


在大型人形機器人的商業(yè)化方面,優(yōu)必選也大膽做出了嘗試。據(jù)沙利文報告顯示,優(yōu)必選是中國首家推出商業(yè)化雙足真人尺寸人形機器人的公司。優(yōu)必選的招股書也提及,近三年,它們已經(jīng)售出了價值近千萬的大型人形機器人。

 

2021 年 10 月迪拜世博會開幕,隨之優(yōu)必選人形機器人上崗,在中國館服務(wù)了 6 個月,提供了超過 1000 場次的接待導覽服務(wù),實現(xiàn)了人類歷史上首個大型人形機器人真正商業(yè)化落地應(yīng)用。


在 2022 年 10 月 特斯拉 AI Day 剛剛推出人形機器人的情況下,優(yōu)必選 Walker 已經(jīng)作為目前全球唯一能夠量產(chǎn)交付的人形機器人,成功出口到沙特新未來城。

 

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迪拜世博會期間,新加坡館政府總代表拉里與熊貓機器人優(yōu)悠握手。 


三、尋找技術(shù)與商業(yè)的平衡 


從 Alpha Go 戰(zhàn)勝李世石開始,人工智能成為了全球科技領(lǐng)域的最熱概念。但也有企業(yè)在這股技術(shù)浪潮中起了個大早、趕了個晚集。 具體到人形機器人細分領(lǐng)域,相關(guān)企業(yè)也面臨商業(yè)化的難題。

 

波士頓動力屬于創(chuàng)始人將愛好變成職業(yè)的典型。早些年在美國軍方的支持下,投入大量的研發(fā)費用做出的人形機器人 Atlas 能跑能跳,還能后空翻,背后是對液壓技術(shù)的倚重和不計成本地追求能量密度極限。


但這些運動技能的提升并沒有很大改善人形機器人進入日常家庭服務(wù)等商業(yè)化場景的能力,高昂的成本反而讓這些炫酷的機器人難以走進家庭。在商業(yè)化方面遲遲沒有突破,也讓波士頓動力數(shù)易其主。

 

在中國,資本對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的寬容度比不上美國,也沒有不計回報的巨額資本能長期無條件支持企業(yè)投入研發(fā)。在人形機器人還處于發(fā)展早期,需要持續(xù)投入大量研發(fā)資源的情況下,如何搭建起通向終極目標的階梯?優(yōu)必選找到的解決辦法是先將自身已有的技術(shù)在不同領(lǐng)域中落地。

 

人工智能教育是優(yōu)必選經(jīng)過多年深耕后結(jié)出的第一個碩果。2021年,按收入計算,優(yōu)必選在中國教育智能服務(wù)機器人解決方案供貨商中排名第一,市場份額約為 20.1%。 


智慧物流業(yè)務(wù)則成為另一大亮點,優(yōu)必選全棧式智慧物流解決方案在推出的第二年(即2021 財年),營收達到 1.9 億,增長率達 1403.4%。


2022 年下半年,優(yōu)必選進入智慧康養(yǎng)行業(yè),發(fā)布智能康養(yǎng)機器人及解決方案。 


報告期內(nèi),優(yōu)必選服務(wù)全球 40 多個國家和地區(qū),擁有近 1000 個企業(yè)級客戶,企業(yè)級機器人產(chǎn)品及解決方案貢獻了公司約九成的營業(yè)收入。 


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優(yōu)必選科技以人形機器人全棧技術(shù)為主干,生長出人工智能教育、智慧物流、智慧康養(yǎng)等行業(yè)的機器人產(chǎn)品及解決方案,以及消費級產(chǎn)品,在部分行業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化。

 

商業(yè)化不僅能給研發(fā)輸血,商業(yè)化后的用戶反饋也將「哺育」算法模型的發(fā)展。商用沉淀下來的更多核心技術(shù)還能復(fù)用至消費端產(chǎn)品,實現(xiàn)技術(shù)和商業(yè)化的相互促進。

 

四、硬科技的邏輯:風物長宜放眼量  


啟明創(chuàng)投創(chuàng)始主管合伙人鄺子平給出了他對于硬科技創(chuàng)業(yè)規(guī)律的一個判斷:硬科技企業(yè)在技術(shù)的投入上必須持之以恒,作為投資人,也必須能夠理解科技企業(yè)不斷投入的需求,做長線投資人。 這也點明了硬科技的底層規(guī)律——在前期需要有長期投入的耐心。 


國內(nèi)外硬科技賽道中,為建立技術(shù)壁壘而不斷投入的例子不在少數(shù)。為了駕馭極紫外光的力量并將 EUV 光刻技術(shù)推向市場,光刻機制造商 ASML 持續(xù)投入研發(fā)超過 20 年,應(yīng)對不斷出現(xiàn)的高難度技術(shù)挑戰(zhàn)。京東方躋身蘋果供應(yīng)鏈、帶動行業(yè)上下游之前,已經(jīng)持續(xù)投入 14 年、燒光數(shù)千億。然而,一旦技術(shù)成熟并有了大規(guī)模的商業(yè)化場景,這些企業(yè)都獲得了指數(shù)級增長。 


無論是 ASML、京東方,還是亞馬遜、特斯拉、英特爾等技術(shù)巨頭,都深知這個邏輯:和消費領(lǐng)域及移動互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域 一萬年太久,只爭朝夕不同,硬科技始終是一個風物長宜放眼量的生意。在優(yōu)必選的投資上,啟明創(chuàng)投將這一信條體現(xiàn)得淋漓盡致 —— 在 A 輪階段,啟明創(chuàng)投就投資了優(yōu)必選。直到現(xiàn)在,啟明創(chuàng)投依然是優(yōu)必選主要機構(gòu)股東之一。 


與此同時,硬科技創(chuàng)新還有另一項規(guī)律:一旦技術(shù)邁過發(fā)展拐點,迎來爆發(fā)時刻,那些提前做好布局的企業(yè)往往能獲得指數(shù)級別的回報增長。上面提到的這些技術(shù)巨頭,都等到了行業(yè)爆發(fā)的節(jié)點,最終在各自的行業(yè)中占據(jù)了領(lǐng)軍地位。 


走到今天這一步,苦熬 11 年的優(yōu)必選,深度參與了人形機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并筑起了全棧技術(shù)的競爭壁壘。一方面,機器人是個集成系統(tǒng),涉及很多不同的技術(shù),沒有規(guī)模,就無法有效地集成。另一方面,在產(chǎn)量的規(guī)模上去之后,成本優(yōu)勢就會凸顯出來。 


由于 AI 技術(shù)還無法應(yīng)對非結(jié)構(gòu)化的通用場景,機器人本體成本也過高,人形機器人行業(yè)目還處在相對早期階段,但它并不虛。與十一年前創(chuàng)業(yè)孤勇者姿態(tài)不同,受益于更好的傳感器、驅(qū)動器、建模方法等,機器人移動技術(shù)邁進了一大步,此次優(yōu)必選遞表港交所,正值機器人概念被市場熱捧,更多重量級公司也陸續(xù)入場,押注人形機器人的商業(yè)化。 


2022年,亞馬遜產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基金剛成立,就投資了美國人形機器人企業(yè) Agility Robotic。三星 2023 年第一筆投資沒有選擇半導體,而是投資了韓國人形機器人企業(yè) Rainbow Robotics。 



特斯拉 CEO 馬斯克發(fā)布了一款人形機器人原型,更是給這個行業(yè)注入一劑強心針,被業(yè)界寄予推動相關(guān)零部件的產(chǎn)業(yè)化、大幅降低機器人成本的厚望。 


高盛預(yù)測,如果克服諸如產(chǎn)品設(shè)計、用例、技術(shù)、價格以及廣泛公眾接受度等障礙,到 2035 年,人形機器人市場規(guī)模將達 1520 億美元,與電動汽車市場旗鼓相當,相當于 2021 年智能手機市場規(guī)模的三分之一,很大程度上解決制造業(yè)和老年護理等領(lǐng)域勞動力短缺的問題。

 

和此前的技術(shù)浪潮不同的是,中國在這一波機器人浪潮里已經(jīng)迎來了獨特的系統(tǒng)性機會。 


2023 年 1 月,工信部等 17 部門又印發(fā)「機器人+ 」應(yīng)用行動實施方案,提出到 2025 年,制造業(yè)機器人密度較 2020 年實現(xiàn)翻番,服務(wù)機器人、特種機器人行業(yè)應(yīng)用深度和廣度顯著提升。方案聚焦 10 大應(yīng)用重點領(lǐng)域,包括經(jīng)濟領(lǐng)域的制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、能源、商貿(mào)物流領(lǐng)域,以及社會民生領(lǐng)域的醫(yī)療健康、養(yǎng)老服務(wù)、教育、商業(yè)社區(qū)服務(wù)、安全應(yīng)急和極限環(huán)境應(yīng)用領(lǐng)域,打造一批機器人+應(yīng)用標桿企業(yè)。 


人們往往對技術(shù) 1-2 年迅速落地、要求回報的索求太高,但對 10 年持續(xù)進步的結(jié)果又期待過低。未來 10 年,也許會有一家萬億級的服務(wù)機器人公司出現(xiàn),而且,很大機會是在中國。 



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