普象-让好设计发光

2022年，我们 LEAPX 团队收到了 OPPO 的合作邀请，来定义设计一款全新的家庭机器人。

机器人可以分类为两种，通用型机器人（General Purpose Robots）和专用型机器人（Special Purpose Robots）。目前市面上常见的机器人大部分都是专用机器人，比如我们 LEAPX 设计过的拖地机器人，无人配送机器人，手术机器人，有自动跟拍功能的无人机等，都算是专用机器人，他们能很好的完成特定的一两项功能，但几乎无法做跨领域的功能。



机器人现况

人类理想中的通用机器人，常常呈现出人的形态，人们希望机器人能像人一样，学习和处理现实世界中的各种各样不同类型的任务。然而现实是，人形机器人目前虽然能在提前布置好的环境下 demo 出酷炫的跑酷动作；但离真正步入普通消费者的家里，帮忙做家务，做饭，照顾人，还有很长很长的距离。

有几个原因：

• 成本高：一个拥有这样身体机能的机器人成本就可以达到几十万到一百万美元；

• 安全风险高：拥有这样力量和速度，并且重达90公斤的金属机器人，在人类身边活动有很高的安全风险，稍不注意被机器人撞到，打到，或者压到，都可能造成重伤；

• 智能不足：目前大部分人形机器人 demo 还是在控制的环境内按提前规划好的指令行动，或者干脆是由人来遥控；离在现实世界中自主完成真实任务有很大差距，就如从冰箱里拿出一个苹果，洗好，递给用户，这类对人来说易如反掌的日常任务还没有机器人成功自主完成过。

人形通用机器人虽然理论上可以做很多事情，但目前还在襁褓之中，需要AI和ME，EE领域长时间的底层科研，我们认为十年内不会有消费市场商业化的机会。

那么新的家庭机器人该是什么样的呢？也许从另一个方向可以得到一些线索。



智能音箱的进化

如果我们稍微拓宽一下机器人的定义，将智能音箱也纳入机器人的范畴，它也许是目前最广泛流行的通用机器人。通过语音互动和无线连接，它能实现多种功能：播放音乐，调控智能家居，回答问题，备忘提醒，购买商品等。随着最近 ChatGPT 这类对话AI的技术的爆发，智能音箱的实用性和运用范围还会大大增加。
但智能音箱的局限是它只有纯语音交互，而 Amazon 作为智能音箱这个品类的开创者，近些年做了很多拓宽这个品类的努力，逐渐给智能音箱加上了屏幕，摄像头，旋转底座，直到2021年，加上了轮式移动平台和 SLAM 传感器，推出了 Astro，让智能音箱真正有了点机器人的样子：

这个叫 Astro 的小机器人，虽然已经是现在消费者有可能买到（邀请制购买）的最先进的通用机器人，但是还是没有满足实际需求，比较鸡肋。简单来说，不如直接买几个带屏幕的智能音箱，每个房间放一个，来得更经济实用。也因此，它的市场反响并不太好，到现在也没有真正进行公开销售。



​跨越鸿沟的第一步

虽然理想很丰满，流行文化中充满了各种各样的高智能人形机器人，但现实中大家（人们）家里实际在用的，还是个圆饼形的扫地机器人和智能音箱，这中间有一道巨大的鸿沟。

这道鸿沟跨度非常之大，LEAPX 也无法一跃跨过，需要多代产品搭桥来逐步实现。对于行业来说，如何用消费者能负担的成本去构建一款有实用功能的通用机器人，产生正面的市场反馈和足够的营收去支持之后一代代升级产品，才是合理的商业逻辑。

那么，该如何走出第一步呢？

分析之后，我们认为关键的一步，是突破目前智能助手的纯信息交互的局限，增加与物理世界直接互动的能力：无论智能音箱，手机，还是 Astro，他们只能接受，处理和传递信息，无法与环境产生物理互动。这是人形机器人和他们最本质的差别：人形机器人有手，能够与外界产生物理互动，能做“实事”；而目前的智能助手只能“务虚”。因此，他们下一步的进化应该就是增加务实的能力。

我们决定定义一款结构简化到极致的有手的机器人，在消费者负担得起的成本下，尽可能增加实用性，并且两年内能商业化量产和落地。下面就来展示一下我们半年来和 OPPO 合作的阶段性成果，通用型家庭机器人的一小步：OPPO 小布机器人。

小布机器人的手结构非常简单，分别只在肩部和腕部有一个电机转轴，手部带有电磁铁模块，平时拿着一个平板电脑，用于传递视觉信息和触屏交互。

由于可以用手举高平板，机器人本体不需要做得很高很大，就可以有足够的高度与人交互，这样不仅能降低成本，同时增加了机器人的安全性和灵活性。相机拍照录像的取景高度和角度也更加自然。

在平时行动状态，平板也可以降低至胸前或者背后，降低重心，让移动更加高速稳定。

由于手部的磁吸模块，小布机器人的手可以和平板以外的其他模块结合，比如投影仪，托盘等，有很大的功能拓展空间。

将这些模块和杂物托盘预先挂置在墙上，小布机器人能实现自主更换模块和取物。

比如说，如果遇上了厕纸用完的尴尬场景，小布机器人就可以在无需他人干预的情况下将备用纸巾送到你手边。杂物托盘上可以放置各种备用物品，比如老花镜，剪刀，日常用药等，在需要的时候小布机器人都可以替你送过来。

这类功能对一般人来说并不重要，但对于老人和其他行动不便的人群来说，却是很大的方便，他们也是我们想要服务的主要人群。新的科技往往首先是解决部分人的刚需，再逐渐扩张到普罗大众。

小布机器人侧边还内置了一个小抽屉，可以存放更加重要的物品，比如急救药等，让需要的时候可以第一时间送到老人身边，而无需先去取物。

这只手所提供的高度和角度也能让小布机器人更好的协助老人的生活，比如阅读桌子上的书籍、文件等。

换上一个激光或者其他玩具模块，还能给宠物带来陪伴。

在日常生活中，老年用户可以在看电视，做家务的时候，让小布进行跟随视频聊天，促进老人多和家人朋友建立链接。

小布机器人采用了脸部表情和触控屏幕分离的设计，避免屏幕显示信息时，机器人表情和形象消失产生的割裂感。让脸部表情时刻在线。由于表情是投影到布面上，更加自然，也避免了屏幕显示表情时经常是“黑脸”的生硬感。

在表情显示的方式上，我们尝试了不同的屏幕/投影和布料，选出了效果最好的组合。

除了脸部，我们也精心挑选了柔软的织物表面来覆盖小布机器人的身体，既无缝隐藏了麦克风和音响，也让小布机器人有别于传统机器人冰冷的金属或者塑料表面，给人更友好的交互体验，更易于融入温馨的家居氛围。

可以看到，这个机器人造型和结构都相当简洁，通过简单低成本的一只手，已经可以和环境进行初步互动，实现不少实际功能。这就让他和其他家庭机器人/语音助手有了质的区别，不仅可以提供信息交互和生活陪伴，还可以执行取物任务，和通过手持模块拓展多种其他功能。

我们还尝试过给小布机器人设计服装，来增加他造型的个性化和亲和感。



设计过程

比如通过简易搭建的实物模型，对机器人的体积，手臂长度，交互高度等进行快速感知和测试。

并用草图探索了不同的视觉造型方向。

在我们的前期设想中，手和身躯的运动能做到足够灵活敏捷，可以用来表现较为丰富的肢体语言。

在初步的建模后，我们也3D打印了小尺寸的模型来看看大致的实物效果。

结语

最终，在 LEAPX 和 OPPO 团队的努力下，不到一年的时间内，小布机器人的第一代工程机顺利完成，在2022 OPPO INNO DAY 发布。

小布机器人的造型和结构都十分简洁，用最低成本的一只手来突破纯信息交互的局限，和环境进行初步互动，让他和其他家庭机器人/语音助手有了质的区别：不仅可以提供信息交互和生活陪伴，还可以执行取物任务，和通过手持模块拓展多种其他功能，成为家庭的小“帮手”。

AI和机器人技术在未来十年会迅速发展，也必将诞生全新的硬件产品定义和形态。我们希望小布机器人能成为通用机器人真正走入家庭的第一步，在未来，一步步成长为真正全能的机器人。

设计团队：Barney Mason｜邓雨眠｜魏锋｜陈楷煌｜Siyoon Kim｜王禺森