斯坦福機器人團隊首次亮相，第三代自適應機器人來了？
三年前，由斯坦福科學家們研發的人形水下機器人Ocean One，通過極高的靈巧性，完成了由人類遠端控制、成功打撈17世紀法國沉船殘骸的任務。機器人擁有先進的複合感知系統，可以體會文物的大小、輪廓、材質，在深海尋找到文物後，將它們穩穩放入修復籃內。這聽來不可思議的故事，體現了人類與機器人結合後的超凡能力與可能性。
如今，曾深度參與Ocean One設計及開發的王世全及葉熙陽，和另外兩位來自斯坦福機器人及AI實驗室的博士後鍾書耘、盧策吾一起，希望將這靈巧性與智慧再推進一步——結合高精度力控、計算機視覺、AI技術，打造第三代自適應機器人：拂曉（Rizon）。
剛剛結束的2019漢諾威工業博覽會上，拂曉首次亮相。該博覽會是全球最重要的自動化工業展會之一，在工業重鎮德國漢諾威舉行。
展會上，拂曉不僅在人類推搡干預下穩定地保持高效工作，還在極不確定的工作環境中出色完成拋光、插拔等任務，通過強大的穩定性和靈巧智慧吸引了全世界的注意力。
本文轉載了鈦媒體對Flexiv Ltd. （非夕機器人）創始人及CEO王世全的專訪，解碼這個保密模式下為拂曉進行了三年研發的機器人公司。
力覺控制把機器人的能力帶到新的高度？
不管是對於Ocean One還是第二代協作式機器人，力覺控制都是一個重點概念，機器人可以通過力覺控制系統，更好地感知工作環境，檢測碰撞、人類可以通過拖拽示教來讓機器人學會新的任務。
過去幾年來，引入了力覺檢測的協作式機器人由於較為安全及通過拖拽示教就能進行基礎工作任務而備受關注。全球四大機器人公司發那科、ABB、庫卡、安川都相繼推出了自己的協作機器人。Marketsandmarkets預測，其將在2025年發展到百億美元市場。
但在來自世界最前沿力控機器人實驗室的王世全看來，力覺在過去機器人身上還遠未發揮出它的全部潛力。
“最大的瓶頸在於硬體，力控機器人在理論上有很多研究，但在硬體實現上仍存在許多未被妥善解決的問題。目前市面上缺少專門為高效能力控打造的硬體，這項技術也就很難在真實應用中有所突破。”
在斯坦福讀博時，擁有深厚硬體基礎的王世全意識到了這個獨特的機會，決定從零創造適用於高效能力覺控制的全新機器人本體，融合AI技術，打造第三代自適應機器人。
這也意味著機器人和人的相似度進一步增強，更加柔性、智慧——既擁有強大的抗干擾能力、可以相容不確定的環境，又擁有智慧可遷移能力，可以高效地轉換不同產線、產品，或是僅用一條產線就可以處理同品類的不同產品。
比如電動車接插頭組裝。在這類產線裡，一輛車存在上千個帶有線纜的接插頭需要組裝，每次的插頭狀態、種類、接插的動作力度都可能不同，相關廠商一直無法找到合適的自動化方案。
而拂曉則可以通過AI視覺來進行復雜環境下的有效定位，並且實時運用力覺來調整及插入，補償視覺的定位誤差。而機器人插拔的一致性，也減少了額外用來避免人為插拔出錯的檢測環節。
在另一個案例中，Flexiv幫助一家領先的手機OEM廠商改革裝配部件自動化產線，通過簡化一般產線上繁複的定位工裝和視覺二次定位環節，減少了許多額外的定製裝置和除錯工作。在三年內，其資本支出及總生產支出預計可降低超過50%。
斯坦福背景提供強大技術儲備
為了讓機械臂擁有這樣智慧、可靠、抗干擾性強的工作能力，在資本支援下，這個有近百個AI及機器人工程師的團隊完成了三個方面的技術儲備：機器人本體、AI視覺及層級式機器人智慧。
在機器人本體方面，Flexiv完成了新型關節設計、各關節和末端的新型高效能扭矩和力覺感測器、高效能關節扭矩控制硬體以及基於力覺控制的全新整機實時控制規劃演算法。“這是從硬體底層到系統頂層的全面革新，機器人能夠實現高效能的複雜力控，提供和人類相似的精巧操作以及手感。”王世全表示。
另一方面，機器人本體的技術突破結合AI視覺及深度學習技術，讓Flexiv機器人擁有實現各類複雜環境物體的識別定位、決策學習和模仿學習能力。而層級式的人工智慧系統，使Flexiv能夠深度融合力覺及視覺能力，讓機器人能夠完成大量過去機器人難以完成的任務，如不確定環境中的曲面拋光以及複雜插拔裝配等工作任務。
在機器人領域，傳統的機器人學者和新興的深度學習研究者其實往往有一點“互斥”，兩者互不信服對方的技術路線是解決這個領域核心難題的最優方式。而Flexiv的創始團隊，在AI和機器人領域完成了互補。
王世全博士畢業於斯坦福大學仿生與靈巧操作實驗室，發表頂級期刊會議論文二十餘篇，其主導的人形攀巖機器人研究曾獲得國際頂級機器人會議IROS最佳論文獎。創始團隊還包括盧策吾，上海交通大學計算機系教授及博導，國家青年千人計劃及MIT TR35 China獲得者，青年AI科學家聯盟執行理事，曾任斯坦福大學人工智慧實驗室博士後，在計算機視覺及深度學習領域深耕多年；再加上曾負責國際知名的複雜環境下的人形機器人SupraPed研究的斯坦福大學人工智慧實驗室博士後鍾書耘，以及前文提到的主導Ocean One專案的斯坦福大學人工智慧實驗室博士葉熙陽。
Flexiv創始團隊，從左至右：葉熙陽、鍾書耘、王世全、盧策吾
這幾位機器人、AI領域的佼佼者曾共同完成過多個科研及產業專案，也在各個機器人細分領域裡貢獻了大量突破性成果。他們為新一代自適應機器人梳理出三個關鍵點——誤差容忍度高、抗干擾性強、工作能力智慧可遷移；也為非夕旗下第三代自適應機器人的研發鋪平了道路，團隊成立後便吸引了大量來自斯坦福、伯克利、CMU等國際名校的優秀人才加入，同時也與斯坦福、清華、交大建立了緊密的合作關係。
超越工業場景的自適應式機器人
在創始之初，Flexiv就獲得金沙江創投、高榕等主流資本支援，短短兩年內，融資總額達1.5億人民幣，後續跟投方還包括真格基金、順為資本、MFund和清華研究院等機構。
資本的青睞與對這個市場的期待息息相關：2018年，全球機器人市場超過300億美元。根據Mordor Intelligence預測，2019年至2024年間，全球機器人市場將以25%的年增長率不斷擴大，很可能形成千億市場。
“很難得看到一家創業公司從0到1地開發出了新型機械臂，創新式地實現了精確的力覺控制系統並融合了領先的AI技術，能應用在汽車、3C製造、農業等多個領域。Flexiv擁有一流的團隊，未來的發展空間巨大。”Flexiv投資方、高榕資本創始合夥人嶽斌表示。
據王世全透露， 今年下半年，第三代自適應式機械臂的第一個產品“拂曉”就將投入量產。
未來，Flexiv拂曉及其後續的機器人產品可以被投入工業、醫療、航空甚至服務業，更加緊密地與人類相處，幫助人類完成枯燥、危險的工作任務。
“精細複雜的力覺控制融合前沿的人工智慧，可以讓機器人以更近似人類的方式工作，在通用性和可遷移上具有天然的優勢，這使其能夠在工業應用以外更開放更不確定的場景下更好的服務於人類。”王世全表示。除了一個優秀的創始團隊，Flexiv也吸引了大量具有產業經驗的資深人士加入，包括來自全球知名機器人公司KUKA、FANUC、ABB、Intuitive Surgical，以及蘋果等硬體公司的研發、供應鏈生產、商務市場人才，共同推進第三代自適應式機器人的量產和落地。
初接觸機器人時，王世全曾在浙大智控所主導完成過當年熱門的四足機器人專案。經過一年的設計打磨，機器狗與初始版本看似沒有太多“進化”，卻在上百次細節調整與迭代中有了質的改變，讓他深刻體會到簡潔設計和完美主義的強大力量。
而十數年後，他仍舊能體會創造帶來的樂趣與心潮澎湃：“看著幾千幾萬個零件，通過技術的力量重新組合，這種美感和衝擊感是無與倫比的”。