日本是世界上公认的机器人技术最强的国家之一。2014 年8 月，日本新能源及产业技术综合开发机构（NEDO）公布了《机器人白皮书》，提议充分利用机器人技术解决人口减少和人口老化问题等社会课题。 日本还计划至2020 年，实现产业机器人市场规模翻番，扩大至1.2 万亿日元（约合人民币732 亿元），主要增量将集中在服务机器人。
在上一篇文章《让你大开眼界的世界顶尖机器人（附精彩视频）》，我介绍了世界标杆机器人公司以及他们的产品。今天，我再介绍一款被认为世界上最先进的人形机器人：日本本田公司的ASIMO。同时，我以ASIMO为例子，介绍机器人底层核心的技术以及模块，绘制机器人行业投资地图。
ASIMO机器人
有请，ASIMO！
视频：ASIMO机器人
ASIMO的行走技术研发始于1986年，本田公司的工程师们经过三个阶段的技术研究，攻克行走技术：1986年-1991年研究和模拟人的行走；1991-1993年，成功使机器人能够稳定的行走；1993-1997年成功研发出能够独立稳定行走的人形机器人。基于人形机器人的本体的研发，本田公司于2,000年推出ASIMO机器人。
视频：AutoExpress对Asimo的介绍
最新一代的ASIMO，高1.3米，定位是一款未来能够在人类社会环境中工作的服务机器人。1.3米的高度，使得他能够很好的融入我们的生活以及工作环境，成为人类的实用的助手。不仅仅可以稳定的行走，还能上楼梯、单脚跳、踢足球、以时速9公里的速度奔跑。ASIMO的关节能像人一样运动，可以模拟人做出各种各样的动作。
图片来源：Asimo官网
运动控制系统
机器人的运动得益于其“运动控制系统”。这是机器人的底层技术模块之一。控制有两种控制：液压控制和电机控制。液压控制主要针对一些大型的机器人，力量比较大，例如我上一篇文章展示的波士顿动力公司的Atlas机器人就是液压控制；而像ASIMO则是电机控制。
运动控制系统中，核心的部件是“舵机”。舵机是构成人形机器人很大一部分的硬件成本。舵机也叫伺服电机，包含了电机、传感器和控制器，是一个简单而完整的伺服电机系统。最早用于船舶上实现其转向功能，由于可以通过程序连续控制其转角，可以得到比较精准的位置、速度或力矩输出，因而广泛用于机器人各类关节运动中。国外舵机价格昂贵，大名鼎鼎的深圳优必选公司突破技术壁垒降大大降低了舵机的成本，成本只为进口舵机的1/3，使得其Alpha机器人在国际上有明显的价格优势。优必选也借此优势占据了消费人形机器人普及化的先机，使得其公司成为十亿美元的独角兽。可见，舵机对机器人控制以及机器人成本的重要性。
舵机的组成，图片来源于互联网
多维度人机交互系统
作为服务机器人ASIMO，要帮助人类解决问题就必须听得懂人类的指令，能够与人类交互。机器人与人的交互要远比PC机与智能手机复杂。人与PC机发送指令是通过键盘和鼠标。人与智能手机交互是触觉、陀螺仪信号和GPS位置信号。Siri这样的语音交互方式，在智能手机上还不是主流。而机器人与人之间的交互，要远比智能手机交互复杂，是一个多模态的交互，也就是融合了视觉、听觉、触觉、嗅觉等交互方式。其中服务机器人最常用的是视觉（手势和动作交互）和听觉（语音交互）。目前最难的是语音交互，因为人类的语言实在太复杂了。人机对话中，尤其是多轮人机对话，涉及到语音理解、语义分析、情感分析、动作捕捉、等多个维度的分析判断，还涉及语音的合成和输出作出回应。我们人类都知道一句话放在不同的语境、用不同的语气、不同表情、配合不同的手势、在不同的场合、不同的时间段说出来，就有不一样的意思。对于计算机来说，这是极其复杂的算法，无法用传统的算法进行归纳或者穷举来完成。这种判断需要依赖人工智能完成。语音识别、语义分析、图像识别都有专业人工智能公司做。语音识别是相对容易的一块，目前识别率已经达到可以应用的水平，海外有Nuance公司、Google等，中国最著名莫过于科大讯飞，科大讯飞甚至还能识别方言。相对于语音识别，语义分析则难很多，成熟度要低很多，专注这一块的公司有小i机器人，图灵机器人等。
环境感知系统
ASIMO的运动不是遥控的，而是自主的运动。人类给机器人输入的只是一个目的，例如：ASIMO，请帮我端一杯水来。但如何去端，去哪里端，机器人得自己解决。这就要求机器人有强大的环境感知系统，机器人要有“眼睛”。要实现商场导购、自动送餐、智能仓储、安全巡逻、病人看护、除尘清扫等功能，就需要综合使用多项传感技术。激光雷达、毫米波雷达、3D摄像头、超声波传感器、红外线感应、GPS是主流的感知技术手段，各有千秋。根据机器人的应用场景选择其中一种或者是多种的感知方案，越是功能强大的机器人需要用到的传感技术就越多。以下几张图是ASIMO配备的雷达：前后3米、前方地面2米、正前方的摄像头都帮助ASIMO感知其周围的环境。
图片来源：Asimo官网
在机器人视觉技术中，视觉定位精确度为0.1-2米，最大感知的距离只有50米，而且不能获得地图，但可以识别物体。而激光雷达的定位精度最精准，可以精确到0.01-0.1米，最大可以感知距离200米的障碍物，可以获得精确的地图。激光雷达在服务机器人的产业链中有重要的地位。我上一篇文章中展示的Pepper，Atlas，以及NAO机器人都配备了先进的激光雷达。能否感知环境，绘制环境地图就决定了机器人能否规划路线，躲避障碍物，保证安全。传感、定位、实时绘制地图、规划路径技术，已经在无人驾驶技术中运用，已经开始成熟。而这项技术在服务机器人的应用刚刚开始。
机器人产业链投资地图
这三大底层核心技术和模块都属于“入口级”，“平台级”的技术。所谓平台级，意味着这些技术运用范围非常广泛，任何的机器人，人形也好非人形也好，各种各样的应用场景都需要用到。交互模块相当于人的大脑；感知模块相当于人的感觉器官；运动控制模块相当于人的骨骼和肌肉。这三大底层核心技术和模块，正是“机器人”区别于“移动智能终端”的关键所在。机器人能够多维度交互、能感知环境、更自主运动，而我们的智能手机不能。
除了三大底层技术，要做出有特定应用的机器人还不够，还得有一个机器人操作系统（类似计算机的操作系统一样），驱动底层的基础硬件以及各个底层模块，形成应用开发环境。在这个操作系统上，就可以进一步调用特定领域的数据，开发各样的应用。2016年2月，软银公司就为Pepper机器人开设了应用商店，面向商业用户开放，用户可以通过该应用商店下载适用于Pepper的软件，让Pepper走向各自的工作岗位。哪家公司能够打造出机器人的APP Store生态，将成为机器人领域的“苹果公司”，一定是千亿美元级别的公司。让机器人像今日的智能手机功一样成为我们生活必需品的也一定是千千万万应用开发者。
综合上述的讨论，我们就可以进而绘制出机器人产业链的投资地图：
图表编制：群蜂社 蔡聪
ASIMO很酷吧，是不是想买一台放在家里。ASIMO租赁价格高达100万人民币/月。ASIMO目前能做的事情还很有限，每月花100万的价格租一个只能斟茶倒水、握手、跳舞、巡逻的机器人放在家里或者公司，那绝对是有品位的“土豪”。但，本田公司认为ASIMO将随着机器人生态科技的发展，能帮到人类的事情会越来越多，成本也会越来越低，未来ASIMO一定可以像汽车一样普及，替代你家每年都要求你涨工资的阿姨。
当然，要ASIMO既能洗衣服，又能做饭，有搞清洁的“全能型”机器人还很遥远，而一个机器人只完成一样特定的任务，家里配备多款各司其职的机器人的时代却离我们不远。如果你家阿姨还在用扫把和吸尘器打扫地板，那你真的OUT了。赶紧给她说，“以后你不用洗尘拖地了，工资就少拿1000元吧。”这1000元，足够你买一台扫地机器人了。也许很快，你还可以跟你家阿姨说，“现在不用你做饭了，再少拿2000元吧。”最后，我们看看这一款叫Moley的烹调机器人，人家可是五星级酒店大厨水平，而且可以每天炒不一样的菜，以后再也不用吃家里阿姨做的农家乐了，Yeah！
视频：烹饪机器人Moley
本文作者：群蜂资本合伙人 蔡聪
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