郭梁
高少龍。軟體機器人科技有限公司CEO
9月24日,工業(yè)和信息化部、財政部共同印發(fā)《關于舉辦2020年“創(chuàng)客中國”中小企業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的通知》,緊接著,各省、自治區(qū)、直轄市及計劃單列市、新疆生產建設兵團中小企業(yè)主管部門和有關單位積極響應、精心組織,2020年共舉辦區(qū)域賽35場、專題賽17場。
而在全國200強選拔賽中,軟體機器人科技有限公司(SRT)在北京區(qū)域賽中獲得企業(yè)組特等獎,并成為北京市唯一入圍全國24強的項目。這家科技企業(yè)靠什么脫穎而出?靠的是他們一直潛心研發(fā)的那雙不可思議的“手”。
這雙“手”到底有什么特別之處?這雙“手”未來能給我們帶來什么?在創(chuàng)業(yè)過程中,又要突破哪些桎梏?記者采訪了它的創(chuàng)始人之一、軟體機器人科技有限公司CEO高少龍。
在高少龍的北京辦公室內,一個現(xiàn)代化的茶臺很吸引人眼球,為什么說是現(xiàn)代化?因為在茶臺上沏茶倒水的是一個機器茶藝師。面對大大小小不同的茶具,沏茶倒水,軟體機器人茶藝師做得游刃有余。
“茶道貼近人的生活,這個技術或者說這套方案在整個工業(yè)界有非常重大的意義,因為工業(yè)產品絕大多數(shù)都是標準的、一致的,很少有工業(yè)產品來實現(xiàn)這么大異形變量的工作。”高少龍介紹說。
眼前的軟體機器人茶藝師已經有些神奇了,但比起高少龍給記者播放的今年5月的一次測試,茶藝師的表現(xiàn)就有些普通了。
軟體機器人科技有限公司位于江蘇省張家港經濟技術開發(fā)區(qū)的實驗室里,工作臺上的機器人看上去并不特別,不過機器人的機械臂末端,卻有一雙神奇的藍色機器手。這次測試是要完成一個高難度試驗:軟體機器人要從一盤生雞蛋里隨意選出一只,打碎雞蛋后,把蛋黃完整地撈出來。
在軟體機器人測試之前,工程師們用工具或自己的手做過試驗,要把蛋黃完整地撈出來,可以做到,但需要耗費近2分鐘的時間。為什么難?因為在蛋黃外面,有一層極薄的蛋黃膜,它的厚度僅為16微米,是我們平時辦公使用A4紙平均厚度的大約六分之一。
軟體機器人能做到嗎?答案是肯定的。啟動程序后,這雙藍色的“手”舉重若輕,從蛋白液中,穩(wěn)穩(wěn)地將蛋黃撈出,蛋黃膜始終保持完整……
如試驗所展示的那樣,這雙神奇的“手”柔軟異常且動作精細,如同我們真實的手。高少龍介紹說:“全世界存在的機器人,都是在仿生,它叫仿生關節(jié)動物,但軟體機器人它是另外一個大類,這個類別的級別非常高,它在仿生軟體動物,比如說海星、章魚這樣的動物,整個的運動控制和結構設計的邏輯,是跟仿生關節(jié)動物完全不同的。”
回到眼前的茶藝師,高少龍解釋說,通過這些其實很直觀地展示了軟體機器人的特點:軟體機器人和傳統(tǒng)的剛體機器人,在抓取物品的方式上有著決定性的改變,不再是尋找平衡點以后的“夾”,而變成了更類似于人手抓取物品的“握”,無論是抓取的穩(wěn)定性還是動作的精密度,軟體機器人都具有不可比擬的優(yōu)勢。這也是他為什么研發(fā)軟體機器人的原因。
2016年,在實驗室里研發(fā)出軟體機器人原型機之后,高少龍和幾位志同道合的伙伴創(chuàng)辦了國內第一家專門從事軟體機器人開發(fā)與應用的公司。
高少龍(左二)和研發(fā)團隊探討技術修改方案。
創(chuàng)業(yè)伊始,高少龍和他的團隊就遇到了一個大難題—該為應用級的機器人選擇一雙什么材料的“手”?
傳統(tǒng)的硅膠并不能滿足高少龍團隊研發(fā)的軟體機器人,于是研發(fā)團隊開始通過各種試驗,結合自身需求,來找到合適的配方。高少龍說:“我們要解決的還是它的特殊性,必須要對硅膠做非常多的特種處理。比如說我們選材料的基礎是耐用,也就是耐磨損,我們研發(fā)出來的硅膠要像橡膠輪胎一樣割不破,但它同時是硅膠的,要保證其柔軟度。還有,導電的硅膠在市面上幾乎沒有,那么我們也是通過增加添加劑,然后來把這個實現(xiàn)?!?/p>
經過無數(shù)次測試之后,研發(fā)工程師們獲得了經過一定比例配制出的硅膠材料。這種硅膠材料制成的夾爪不僅能像前文提到的試驗那樣抓起蛋黃,放進100攝氏度的開水中之后,硅膠材料依然完好無損。軟體機器人柔韌性好、安全耐高溫、不易損壞的特點,是傳統(tǒng)剛性機器人無法做到的。
解決了材料難題以及實際應用中的驅動難題之后,2018年8月,軟體機器人正式進入到實際應用場景。此時,他們的柔性夾爪的重復定位精度,已經可以達到0.04mm,夾爪的最高抓取速度達到每分鐘150次。讓高少龍意外的是,第一家發(fā)出訂單的竟然是一家美國公司,訂單很有趣,要訂購能摘蘋果的軟體機器人抓手。
如今,在軟體機器人科技有限公司的諸多產品中,一個外觀奇特的“手套”,是高少龍團隊最新的研發(fā)成果—手部康復機器手軟甲。一臺主機,一只特殊的康復手套,采用了仿生硅橡膠材料,用氣壓驅動。這是為腦卒中患者手部康復而研發(fā)完成的。
在我國,老年人腦卒中患者就達到1200萬人,中風患者的手部康復仍依靠按摩、針灸等傳統(tǒng)康復方式?!艾F(xiàn)在這個階段,中風患者的康復都是靠人去把患者的手掰開,復原再掰開再復原……因為患者自己是沒有力量的,這個過程非常枯燥,而且很累,所以我們需要用設備來填補這塊空白?!备呱冽堈f。
傳統(tǒng)的輔助康復設備,大多采用馬達、軸承和剛體材料來實現(xiàn)運動,在模擬人手運動方式上具有一定的局限性,剛性材料也容易對患者造成二次傷害。不同的是,手部康復機器人利用柔性夾爪模擬抓握動作的研究成果,設計出符合人手運動的合理模式,并且由于采用了純軟質的材料,在患者運動受到阻礙時,自身發(fā)生形變,避免了對患者手部形成大載荷的沖擊,能夠安全、無傷地輔助心腦血管后遺癥患者的康復訓練。
手部康復機器手軟甲只是一個開始,高少龍透露,SRT在醫(yī)療上有長期的規(guī)劃,從康復設備開始,到假肢、手術器具,再到植入人體的軟體輔助設備。
在康復上,SRT在研究一種類似機械外骨骼的產品,針對身體運動機能失調的人群使用(中風患者、受傷的運動員等),與傳統(tǒng)金屬外骨骼不同,軟體機器人的引入,可以讓穿戴更舒適,提供更好的包裹性和保護性。此外,軟骨骼有更好的柔韌性,能適應不同人的體形,相比于需要單獨定制的機械硬骨骼來說,它能大大地降低成本,去覆蓋更多的人群。
在假肢的設想上,軟體的設計也有獨特的優(yōu)勢。目前世界主流人體五指機械手的售價在60萬元人民幣左右,簡化版的售價也可達30萬元人民幣,高少龍希望通過軟體技術,讓機器假肢的售價降低到5萬元人民幣上下,讓用戶可以自己吃飯、拿東西,實現(xiàn)正常的起居生活,又不用付出高昂的代價。
盡管在創(chuàng)業(yè)路途中經歷了不少苦、累甚至絕望,但堅持下來后,高少龍終于站在了軟體機器人行業(yè)國內乃至世界的領跑位置。
2014年,北京航空航天大學成立了“仿生軟體機器人實驗室”。此時,畢業(yè)于北航的高少龍正在母校國際交叉科學研究院工作。初次接觸到軟體機器人的高少龍頗為震撼:“機械行業(yè)已經有二三十年沒有過這種原理級的創(chuàng)新了,我當時認定這種創(chuàng)新將會刺激出新的藍海市場,會極大地拓展機器人技術的應用領域?!?/p>
高少龍是機械專業(yè)出身的,讓他印象深刻的是,經過20年左右的時代變遷,如今他們這些學機械的人,迎來了技術創(chuàng)業(yè)的黃金年代。
“上世紀90年代我們上大學的時候,我和我的師兄弟們都特別羨慕那些學計算機專業(yè)的同學,但是當時高考分不夠,我沒有考上,所以學的機械。我在讀書的時候整個機械行業(yè)哀鴻遍野,大家都說你畢業(yè)了,就是去航空廠擰螺絲,所以現(xiàn)在上學的時候要把力氣練得足一點,要多打籃球,多做俯臥撐。而且我確實看到很多博士師兄就是那樣,雙手沾滿機油,他們有很高學歷,但是做著比較苦的事情?!备呱冽埢貞浾f,“但是這個過程中,世界變了,自2013、2014年開始,機器人行業(yè)爆發(fā)了,到現(xiàn)在為止,我的實驗室已經出了4個上市公司,像我們是第5個或者第6個,師兄弟排著隊上市,大家都感到非常幸福,這個時代是我們之前完全沒有想到的。我們發(fā)現(xiàn)實際上是技術的發(fā)展,它像一個石頭投進一個湖里一樣,它的波動、它的漣漪慢慢擴散到機器人行業(yè),擴散到機械行業(yè)?!?/p>