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

發(fā)布人:機(jī)器之心 時(shí)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(dāng)時(shí),討論商業(yè)化人形機(jī)器人和馬斯克談?wù)摶鹦且泼褚粯尤缤旆揭棺T。 


人形機(jī)器人是一件艱難而偉大的事,也是一個(gè)對(duì)硬科技要求最高的超長(zhǎng)賽道,需要細(xì)水長(zhǎng)流。僅靠情懷遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,目的地只屬于幸存于每一段艱險(xiǎn)航程的人。

 

從來,時(shí)勢(shì)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(jìn)階段,堅(jiān)守 11 年,這家公司的航程來到里程碑時(shí)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(jī)器人第一股」像一個(gè)時(shí)間刻度,如果說過去十年是服務(wù)機(jī)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(jī)器人,過去看歐美,現(xiàn)在看中國(guó)。 


一、「不合時(shí)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(jìn)入汽車領(lǐng)域,彼時(shí)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(zhǎng)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(jī)器人的關(guān)節(jié)——伺服驅(qū)動(dòng)器「死磕」近五年。 


2008 年,學(xué)自動(dòng)化出身的周劍在日本的一個(gè)展會(huì)上看到人形機(jī)器人。一問價(jià)格,驚呆了—— 特別貴,還不賣。于是,他決定創(chuàng)業(yè)做中國(guó)自己的人形機(jī)器人。這個(gè)時(shí)間有多早?當(dāng)時(shí),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(jī)器人的機(jī)械傳動(dòng)還在靠皮帶,每一次表演完了,都要退到后臺(tái)調(diào)松緊。 


當(dāng)時(shí),中國(guó)在人形機(jī)器人領(lǐng)域還是一片空白,但周劍下定決心要闖進(jìn)這個(gè)無人區(qū)。和很多硬科技創(chuàng)業(yè)故事的開頭一樣,只有進(jìn)入這個(gè)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(jī)器人最重要的是關(guān)節(jié),沒有伺服驅(qū)動(dòng)器,關(guān)節(jié)根本做不出來。這個(gè)硬件也占了整個(gè)機(jī)器人成本的 40%-50%。一開始,周劍想直接采購(gòu)這種零部件,結(jié)果發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)沒有企業(yè)做,國(guó)外生產(chǎn)的零部件不僅體驗(yàn)差,一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器動(dòng)輒要上百美金。 


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


周劍決定先讓伺服驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)國(guó)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(jià)格降到了可以規(guī)?;逃玫募?jí)別。 


據(jù)沙利文報(bào)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(dòng)器批量生產(chǎn)的公司,也是全球首批在消費(fèi)市場(chǎng)將配備多個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器的多關(guān)節(jié)服務(wù)機(jī)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(dòng)器批量生產(chǎn)的公司。 


為研發(fā)人形機(jī)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(diǎn)布局的技術(shù)包括機(jī)器人技術(shù)(機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和控制技術(shù)以及伺服驅(qū)動(dòng)器)、人工智能技術(shù)(計(jì)算器視覺及語音交互技術(shù))、機(jī)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(jī)交互),并通過專有的機(jī)器人軟件框架——機(jī)器人操作系統(tǒng)應(yīng)用框架(ROSA)實(shí)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(bào)。招股書顯示,優(yōu)必選 2020 年、2021 年以及 2022 年首九個(gè)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(xiàng)專利,其中逾 300 項(xiàng)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(jī)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(gè)人股東。 


二、什么都可以停, 唯獨(dú)大型人形機(jī)器人 Walker 不能停 


對(duì)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(huì)是一個(gè)小步慢跑的過程,這就考驗(yàn)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(shí)候,能否不忘初心,堅(jiān)定前行?


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


當(dāng)時(shí),團(tuán)隊(duì)內(nèi)部有人提出作為創(chuàng)業(yè)公司,不應(yīng)該在這個(gè)時(shí)候投入大型人形機(jī)器人的研發(fā)。但在周劍看來,現(xiàn)在不做,未來永遠(yuǎn)沒有機(jī)會(huì)。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(shí)候只能被人卡脖子。 


在周劍的堅(jiān)持下,Walker 項(xiàng)目繼續(xù)推進(jìn),這才有了我們?cè)?2018 年看到的第一代 Walker —— 嚴(yán)格地說,它只有一雙腿。優(yōu)必選在這款雙足機(jī)器人上驗(yàn)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(jī)器視覺能力,可以實(shí)現(xiàn)手眼協(xié)調(diào)抓取。同時(shí),也引入了語音交互,機(jī)器人可以與人溝通交流。除了進(jìn)一步優(yōu)化運(yùn)動(dòng)控制算法,還集成了更多的傳感器,讓機(jī)器人獲得了感知功能,可以識(shí)別周圍的環(huán)境和地形,實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航行走。運(yùn)動(dòng)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(huì)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(gè)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(cè)距等全方位的感知系統(tǒng)。 


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技術(shù)演進(jìn)的同時(shí),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(jī)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(dòng)器價(jià)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(dòng)器(扭矩為 15Nm 到 200Nm )做得更加穩(wěn)定,而且能夠商業(yè)化 —— 一臺(tái)成本已經(jīng)降到幾千塊錢,也因此成為世界首個(gè)完成小扭矩到大扭矩(扭矩從 0.2Nm 到 200Nm)伺服驅(qū)動(dòng)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(dǎo)航技術(shù)逐步取代激光導(dǎo)航,進(jìn)一步降低機(jī)器人導(dǎo)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(shí)現(xiàn)了「模塊化」——機(jī)器人部分部位,頭部、手掌、電池都可以拆卸和組裝,為更多場(chǎng)景做匹配。曾經(jīng)在迪拜世博會(huì)中國(guó)館擔(dān)任「和平友好使者」的熊貓機(jī)器人優(yōu)悠,僅僅在 40 天就完成了從設(shè)計(jì)到誕生,正是得益于 Walker X 模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn)。 


通過加快操作系統(tǒng) ROSA 研發(fā),將自身?yè)碛械耐ㄓ眉夹g(shù)封裝開放,Walker X 就能更快地走進(jìn)更多的商用場(chǎng)景。 


在大型人形機(jī)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(bào)告顯示,優(yōu)必選是中國(guó)首家推出商業(yè)化雙足真人尺寸人形機(jī)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(jià)值近千萬的大型人形機(jī)器人。

 

2021 年 10 月迪拜世博會(huì)開幕,隨之優(yōu)必選人形機(jī)器人上崗,在中國(guó)館服務(wù)了 6 個(gè)月,提供了超過 1000 場(chǎng)次的接待導(dǎo)覽服務(wù),實(shí)現(xiàn)了人類歷史上首個(gè)大型人形機(jī)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(jī)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(jī)器人,成功出口到沙特新未來城。

 

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迪拜世博會(huì)期間,新加坡館政府總代表拉里與熊貓機(jī)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(gè)大早、趕了個(gè)晚集。 具體到人形機(jī)器人細(xì)分領(lǐng)域,相關(guān)企業(yè)也面臨商業(yè)化的難題。

 

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


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

 

在中國(guó),資本對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的寬容度比不上美國(guó),也沒有不計(jì)回報(bào)的巨額資本能長(zhǎng)期無條件支持企業(yè)投入研發(fā)。在人形機(jī)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(biāo)的階梯??jī)?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(gè)碩果。2021年,按收入計(jì)算,優(yōu)必選在中國(guó)教育智能服務(wù)機(jī)器人解決方案供貨商中排名第一,市場(chǎng)份額約為 20.1%。 


智慧物流業(yè)務(wù)則成為另一大亮點(diǎn),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(cái)年),營(yíng)收達(dá)到 1.9 億,增長(zhǎng)率達(dá) 1403.4%。


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


報(bào)告期內(nèi),優(yōu)必選服務(wù)全球 40 多個(gè)國(guó)家和地區(qū),擁有近 1000 個(gè)企業(yè)級(jí)客戶,企業(yè)級(jí)機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案貢獻(xiàn)了公司約九成的營(yíng)業(yè)收入。 


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優(yōu)必選科技以人形機(jī)器人全棧技術(shù)為主干,生長(zhǎng)出人工智能教育、智慧物流、智慧康養(yǎng)等行業(yè)的機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案,以及消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品,在部分行業(yè)實(shí)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(fèi)端產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)技術(shù)和商業(yè)化的相互促進(jìn)。

 

四、硬科技的邏輯:風(fēng)物長(zhǎng)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(duì)于硬科技創(chuàng)業(yè)規(guī)律的一個(gè)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(zhǎng)線投資人。 這也點(diǎn)明了硬科技的底層規(guī)律——在前期需要有長(zhǎng)期投入的耐心。 


國(guó)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(chǎng),光刻機(jī)制造商 ASML 持續(xù)投入研發(fā)超過 20 年,應(yīng)對(duì)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(dòng)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(chǎng)景,這些企業(yè)都獲得了指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。 


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(gè)邏輯:和消費(fèi)領(lǐng)域及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域 一萬年太久,只爭(zhēng)朝夕不同,硬科技始終是一個(gè)風(fēng)物長(zhǎng)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(jī)構(gòu)股東之一。 


與此同時(shí),硬科技創(chuàng)新還有另一項(xiàng)規(guī)律:一旦技術(shù)邁過發(fā)展拐點(diǎn),迎來爆發(fā)時(shí)刻,那些提前做好布局的企業(yè)往往能獲得指數(shù)級(jí)別的回報(bào)增長(zhǎng)。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(diǎn),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(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并筑起了全棧技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)壁壘。一方面,機(jī)器人是個(gè)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(shì)就會(huì)凸顯出來。 


由于 AI 技術(shù)還無法應(yīng)對(duì)非結(jié)構(gòu)化的通用場(chǎng)景,機(jī)器人本體成本也過高,人形機(jī)器人行業(yè)目還處在相對(duì)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(dòng)器、建模方法等,機(jī)器人移動(dòng)技術(shù)邁進(jìn)了一大步,此次優(yōu)必選遞表港交所,正值機(jī)器人概念被市場(chǎng)熱捧,更多重量級(jí)公司也陸續(xù)入場(chǎng),押注人形機(jī)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(guó)人形機(jī)器人企業(yè) Agility Robotic。三星 2023 年第一筆投資沒有選擇半導(dǎo)體,而是投資了韓國(guó)人形機(jī)器人企業(yè) Rainbow Robotics。 



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


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

 

和此前的技術(shù)浪潮不同的是,中國(guó)在這一波機(jī)器人浪潮里已經(jīng)迎來了獨(dú)特的系統(tǒng)性機(jī)會(huì)。 


2023 年 1 月,工信部等 17 部門又印發(fā)「機(jī)器人+ 」應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案,提出到 2025 年,制造業(yè)機(jī)器人密度較 2020 年實(shí)現(xiàn)翻番,服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)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(diǎn)領(lǐng)域,包括經(jīng)濟(jì)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(huì)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(jī)器人+應(yīng)用標(biāo)桿企業(yè)。 


人們往往對(duì)技術(shù) 1-2 年迅速落地、要求回報(bào)的索求太高,但對(duì) 10 年持續(xù)進(jìn)步的結(jié)果又期待過低。未來 10 年,也許會(huì)有一家萬億級(jí)的服務(wù)機(jī)器人公司出現(xiàn),而且,很大機(jī)會(huì)是在中國(guó)。 



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