星尘智能来杰谈绳驱机器人:iPhone 4时刻未到,但可能比想象中更近
当我们想喝可乐的时候,在极长的时间都只有两个选择:百事可乐和可口可乐。当我们选择手机的时候,有 90%的概率在苹果和华米 OV 等品牌里辗转。当我们买运动服饰的时候,第一时间想到的,大概率是 Nike、Adidas。 但世界之所以缤纷多彩,是因为在这些巨头之外,有一些不遵从传统,力求创造不同,注重设计和功能,着眼于明日
想喝可乐时,很长时间里人们只有两个选项:百事可乐和可口可乐。挑手机时,大约 90% 的人会在苹果和华米 OV 等品牌之间来回比较。买运动服饰,头一个想到的多半是 Nike、Adidas。
世界之所以多彩,正因为巨头之外还有另一类公司:不按传统出牌,力求做出不同,看重设计与功能,把目光放在明天。
它们采用非主流的商业模式,设计、技术和产品能带来独特的用户价值,也足够成为社交谈资。关键在于,它们没有大公司的包袱,敢不顾一切地往前冲。这些公司,就是「多样性公司」。
多样性是开放世界的关键。爱范儿相信,只有真正关注并理解多样性公司,才能比更多人更早看见未来。在同名栏目里,爱范儿会以专访形式,和你一起看这些多样性公司如何重塑未来、定义新常态。
▲ 星尘智能创始人兼 CEO 来杰
这是「多样性公司」栏目的第 15 篇。
具身智能创业公司如今多得像繁星,星尘智能仍是足够特别的一家。这家深圳企业在机器人本体技术路线上选了「绳驱」,整体技术上形成「以绳驱机器人本体、具身操作系统 AOS 和具身模型的三位一体」架构。
「绳驱」特别在哪?机器人靠高强度绳索传递动力,电机等较重的驱动部件从关节处挪走,放进机器人基座,末端执行器手臂因此变轻,还带来低摩擦与高力控透明度的优势。
感知、移动、操作和交互这些复杂能力,被星尘智能的 AOS 操作系统封装成技能模块包,与 GPT 6 等前沿大模型和 Agent 适配。开发者用自然语言编程,借大模型和 Agent 能力在 AOS 上为机器人开发应用,让机器人写书法、相机跟拍、铲猫屎、打麻将,这些实际应用都能实现。
创始人兼 CEO 来杰此前是腾讯 Robotics X 机器人实验室 1 号员工,也是苹果粉丝。他希望星尘智能的「机器人、模型和系统三位一体架构」能像苹果的「iPhone 硬件、iOS 系统和 Apple Store 应用生态」那样,形成完整的生态体系,进而实现自己和公司的愿景:让数十亿人拥有 AI 机器人助理。他们希望人类和机器人共存、共创、共赢,旗帜鲜明地反对机器人进厂打工。这大概是一种双重含义的「人文主义」:既不希望机器人取代人类,也不希望机器人困于封闭的车间。
我们和来杰聊了聊:机器人为什么需要一个操作系统,机器人应用开发的门槛为什么要降到无限低,以及为什么不想让机器人进厂打工。
给智能以身体,还是给身体以智能?
Q1:2022 年底您离开大厂、创办星尘智能,那会儿 ChatGPT 才发布几天,AI 浪潮还没被大多数人看见。您为什么会在那个节点认定,机器人这门生意已经值得下场创业?
A:其实我开始琢磨创业这个事,应该 22 年的上半年就开始了。
出来创业的前置技术预判还要更早,主要是看到了 Transformer 技术原理的潜力,不是说因为看到了 ChatGPT 才突然决定创业的。
那时的 Transformer 还有另一个变化:它正从语言往多模态走。我们注意到,只要 Token 设计得合理,各种模态都能在同一个空间里对齐——这跟我在腾讯 Robotics X 机器人实验室做机器人时,数据驱动那条线里的关键一步是一致的。
既然要数据驱动,那就把所有数据对齐到某一个空间去,所以更早是看到了这些技术趋势,才决定出来创业的。
Q2:人的身体和大脑是在漫长进化里一起长出来的,手、眼睛、肌肉、神经系统彼此都在适应。星尘智能提出 DFAI(Design for AI),主张按 AI 的需要重新设计机器人的身体。那在您看来,今天的机器人行业是不是卡在一个问题上:大家总想着往机器人里塞 AI 能力,却很少反问什么样的身体才真正适合 AI 去学?这算不算路线上的分歧?
A:这其实是根本上的差异,第一性原理上的差异。
有个问题我们一直在琢磨。比如手,人长成五指,老鹰却是前二后二的四指,为什么?说到底,是因为人和老鹰要抓的东西不一样。
那抓什么又由谁定?由脑子定。也就是说,智力决定了身体长成什么样,而不是身体构形反过来决定智力。当然,两者之间也有相辅相成的共同进化,可老鹰再怎么进化,也进化不出人的智力。
《智能简史》里讲过,人类智能进化最大的一个物理节点,是对生拇指的出现,也就是拇指自由度的变化。有了这一步,人类才能用上各种工具,把智能的潜力发挥得更好。
所以我们一直在找的那个角色,就是人和智能之间的关系。我们设计机器人,一定要帮它真正成长起来,而它的每一分成长又能被我们的机器人消化掉。我们要找的,就是这个循环。
星尘智能的 logo 上是两颗星在循环。我们认为,整个行业乃至人类的发展,其实都是两个东西在互相推动:计算机的发展,就是软件不断消化 CPU 和 GPU 的算力,算力再继续进化、再被消化,形成价值上的相互循环与传导,行业也就跟着快起来了。
从社会变化的角度看,机器人和 AI 带来的其实是智能的平权。智能怎么进化、怎么工作,会形成一个循环,而这个循环最大的突破口在物理世界。虚拟世界里,围绕智能的投入已经很密集;等机器人进入物理环境、能自主在里面学习,真正的智能才会浮现出来。
问:如果把今天的人形机器人比作一个正在长大的孩子,它已经会走、会跑,甚至能跳舞,某些方面比普通人还强,可要真正帮家里做家务,还差得远。星尘智能从成立起就盯着双臂协同、精细操作和与环境接触这几件事。为什么选这条路?在您看来,机器人从「会动」到真正「会干活」,中间最大的技术鸿沟是什么?来杰:这跟我们的理念有关。机器人身体每一处设计,我们都会先问 AI 能不能掌握它。如果身体设计得漂亮,AI 却驾驭不了,那就没意义——像我们当年的 Astribot S1,速度和负载都拉得很高,人去操控危险系数不小,当时的 AI 能力也接不住,现在就明显感觉身体和 AI 没有真正匹配上。
整个行业里,宇树这类企业已经把机器人的身体能力证明得足够强,接下来要解决的是智力怎么往上走。眼下这波 AI 更像智力革命,而不是机器人革命。智力革命的意思是,可以把机器人当成一个工具、一种实践方式,用去学习 AI 的智力,也把 AI 的智力用出来。
所以我们一直讲,我们设计的机器人既是大模型的数据采集者,也是大模型的应用终端,这就是星尘智能对自家机器人的定位。难点和卡点在哪里?
我认为有两块。第一块现在已经被解决了。以前大语言模型偏逻辑,因为语言语料更多;后来原生大模型不再把 LLM(大语言模型)和 ViT(Vision Transformer)拆开,直接一起训练,这是很大的突破。机器人有了原生多模态能力之后,对物理环境的抽象理解会大幅提升。
但具象的理解能力仍然缺着,根子在数据:机器人首先缺这块数据。现在互联网上的数据、数据采集来的数据,都没有尺寸概念,也缺少空间意识,只有画面的意识。这层认知缺了,机器人的智能就会被卡住。解法只能是让机器人提供完整的、偏向空间的具象信息——我们的机器人正好能把这些信息喂给大模型,大模型智力往上走,再反哺机器人干得更好。
这个飞轮今年已经开始转了,GPT 也开始训练 EGO(第一人称视角)数据、机器人数据。问:给机器人装 AI 能力,还是围绕 AI 去设计机器人?有没有案例能证明后者比前者有先天优势,或者只有后者做得到、前者做不到?
来杰:有几个客户的例子能说明问题,只是很多人未必 get 到。比如最近一家互联网企业参加行业会议时,放了我们的机器人做展示,我在小红书等平台上刷到用户评价,说这个机器人人味儿很足。
为什么人味儿足?因为我们的机器人从一开始,关节设计、速度设计完全参照人的比例来做。当时的想法是,比例合适了,未来就能直接用人类的数据,迁移的 gap 最小。我们在腾讯 Robotics X 机器人实验室的时候,用调酒师的数据训练过 KUKA、UR 等机器人,最后单独买了一台 ABB 的工业机械臂,看中的不是它的工业可靠性,而是它的结构和人有点像——自由度和人一样,关节也和人非常接近。结果在这台 ABB 工业机械臂上训练出来的模型效果更好。我们之所以要挑战仿人、用绳驱去实现,是因为预判到最后的结果是:等大规模人类数据到来,我们的机器人人感最强。
这种人感不是轨迹像人,而是行为真的像人。行为像人,既包括智力上对事情的规划,也包括最后动作的实现。
机器人有人感,本质上是它有类似于人的结构和想象力
问:星尘智能的绳驱技术让我想到人的肌肉和肌腱——肌肉产生力量,肌腱把力量传到骨骼结构,再带动关节运动。星尘的绳驱是不是也能这样理解:靠绳索传递驱动力,让机器人拥有更轻巧、更柔顺的关节?跟传统的电机、减速器传动比,这套结构最大的优势是什么?它会不会也有类似人类肌腱损伤、疲劳,或者需要持续调节张力的问题?
来杰:最早设计绳驱方案的时候,我们还没想到它和肌肉肌腱的对应关系,当时只是想找一个力透明度最好的方案。什么叫力透明度?比如人和人握手,你会觉得你和对方的动作是伴随的、和谐的;人跟机器人握手就不一样,不是你在掰它,而是它在掰你,中间没有随动感。
不只是握手。现在很多机器人夹着咖啡杯往下放,都是判断杯子快接近桌面了就松手,然后啪的一下,杯子落在桌上。人不会这样,人会感觉到桌子接触并支撑住杯子了才松手。问题就在于,很多机器人的电机结构感受不到末端力的变化,所以只能等杯子接近桌子时让它落下。
做绳驱,我们是想找一种传动机构,把力的传递过程做得更透明,好在其中学到更深层的智能关系,而不是靠绝对位置去判断杯子放到多高松手才不会倒——那不算智能。感觉到杯子已经被桌子撑住、手上不用再使那么多力、可以松手了,这才是智能。
绳驱的本质就在这里。
研发过程中我们还发现,绳驱除了力透明度高,整个构形也和人很像。因为不用把电机塞在关节、手腕这些位置,约束就没了,电机可以放到小臂当中,靠绳、靠「肌腱」传导到关节。
2024 年做绳驱国产化时,我们又碰到一个更大的惊喜:全球大概 70% 的绳驱源头供应商都在中国,成本非常低。拿谐波减速器来比,我们全身从上到下的绳,部分取代了谐波的减速作用,20 多个关节加起来才相当于刚性机器人 1 个谐波减速器的价格,成本可以快速往下打。
力透明度高、构形好、成本还非常低,这就是绳驱的优势。
最初我们也担心绳驱的强度和耐久。所以一开始质量体系建设就抓得比较强:供应商的样品到我们这里要经过 2500 万次弯折,相当于在负载下弯胳膊 2500 万次,一天 24 小时连续运动 6 年,再评估最后的偏差值。
Q6:基础大模型越来越强,是否终究会吞噬具身智能公司的价值?
A:不会。
星尘智能机器人的架构我们叫「三位一体」:机器人本体之外,一块是操作系统 AOS,另一块是具身模型。
这里有两个问题:具身模型和 GPT6 是什么关系,AOS 和 GPT 6 又是什么关系。
2023 年有人问我,为什么要训练模型、这个模型要做什么。我当时打了个比方:具身模型这块,我要做的是一个能听懂人话的猴子——能听懂人话,说明它有语言接口,但更多还是偏向自己在物理世界里的物理反应。
更贴近人的解释是这样:比如我不会做饭,但又想做,怎么办?给我妈打视频电话,她在视频里指导,说先在热锅里放点油。她不用说得特别细,不用说哪瓶是油;我有疑问再问她是哪一瓶。
也就是说,我和我妈的交互是在补充上下文知识,但放油这个动作本身得我会,因为她在电话那头没法替我放油。
那我们的具身模型要做什么?它一定要有自己的落下,把现实状态反馈成自然语言,去和基础大模型提问,去和 GPT 6 提问。它自己也要在物理环境里感知物理参数,比如重量、捏的力度、有没有抓稳这些。
所以我不太认可用 GPT 这样的基础大模型越来越强之后、把触觉信息也训到那边去的做法。不是说做不到,是成本不合适,通讯带宽也会有问题。更合适的模式是:我们的具身模型抓完瓶子,去问 GPT 6 说我捏不住、有点不稳该怎么办,GPT 再给方案。
我们不是要把整个智能世界分层,而更像智能体化。
智能体化有点像蚂蚁:每个智能体能力未必强,凑到一起就很强大。我们一直强调,不是把任务交给 GPT 去做、自己只做下面的接口、做被动的事。
Q7:世界模型如今在具身智能行业里被提得越来越多,它是不是有点接近人的「想象力」?就拿倒水来说,动手之前脑子里往往已经大致估到水会怎么流、倾斜角度会怎样左右水流快慢、杯子到什么时候会满,所以不必每一步都做精确计算。星尘智能的 Lumo-2 具身模型同样具备隐式世界动态预测能力,那 Lumo-2 究竟解决了什么样的问题?「隐式」指的又是什么?它跟人类的想象力相比,哪里一样、哪里不一样?
A:Lumo-2 的预测能力和人类的想象力非常接近,但中间有一个世界模型发挥的点。
人做一个动作时,一直想的是:我预期有一个目标,然后做的是跟我目标之间误差的修正。
VLA(视觉语言动作)大模型是什么?它其实没有目标,只是把动作重新复现一遍,所以对误差不敏感。有了世界模型之后,机器人只要预测该怎么做,执行过程中的差异都可以想办法纠正。
既然误差已经产生、目标就是纠正它,这不正是最适合强化学习做的事吗?
VLA 模型的模仿能力,现在加上世界模型和强化学习,试错和纠错的闭环就搭好了,具身智能的结构也就完整了。
隐式世界动态预测能力里的「隐式」是什么意思?世界模型是物理世界的一个重建,重建完了之后,为了表现出来,后面还有一大段是渲染——渲染成视频也好,渲染成图片也好,都是为了让人看懂。
我们发现,物理世界的重建是机器人需要的,最后的渲染不一定是机器人需要的。就像人做梦,梦境模模糊糊,但行为是透传的。所以回忆做梦时,环境往往模糊,做了什么却很清晰。
说到隐式世界模型,也是同一个道理:没必要把一切都渲染成给人看的样子,机器人真正要做的,是从里面找到跟自身动作相关的预测和偏差。
来杰的判断是,星尘智能眼下的机器人还够不上 iPhone 4 的水平,不过那个节点很快就会来。
Q8 问的是机器人为什么需要自己的操作系统,AOS 怎么定义、面向哪些人。来杰回忆,创业那会儿还没有具身智能这个说法,但他觉得这个行业要发展,必须出现 Macintosh 那样的产品。当时他认定,要在行业进程中找两样东西,头一样就是对应电脑的图形交互界面——对机器人而言,除了常规的命令操作图形,那些能调用 AI、调用智能能力的地方,会构成一种新的交互界面。
所以 AOS 里专门留了一层,负责跟基础大模型以及自家具身模型做接口层面的规划。
AOS 瞄的不只是开发者,来杰想把开发门槛压到普通人这一档。如今不少人已经用自然语言生成 PPT、视频甚至应用,那为什么不能让普通人用 AI 给自己的机器人生成能力和动作?这就是他们的目标:想要什么,说几句提示词,让机器人自己去编译生成,把使用和开发的门槛降到所有人都够得着。
按他的说法,AOS 不光要让程序员看得懂,也要让普通人看得懂,当然还得让 GPT 看得懂。
Q9 提到,星尘智能爱拿苹果的「硬件、系统、应用生态」来比自己的「三位一体」。如果照着苹果的产品史对号入座,现在的 S1 机器人、T1 机器人和 AOS 操作系统,大致相当于苹果的哪个阶段?提问者还补了一句:苹果的硬件尤其是操作系统,技术传承脉络很清楚,iOS 可以看作移动简易版的 macOS,两者都基于 UNIX 的图形交互系统,而 macOS 又源自乔布斯更早做的 NeXTSTEP。
来杰说这个观察很到位。他在公司层面一直把控的就是传承——里面哪些东西是要统一化的。关于和苹果软硬件系统的对应,他们仔细想过,他把苹果两次发展的背景环境做了些筛选,发现路径和做法有相似之处。
比如 iPhone 诞生时,互联网基础设施已经完整,iPhone 才有爆发的条件;Macintosh 诞生那会儿还没有互联网,它更像一台硬件终端。
至于星尘智能现在到了什么程度,来杰说恐怕要让人失望了。
按他的对照,S1 对应电脑阶段,最多到 Apple I,就是卖了 300 来台的那台机器;苹果从 Apple II 开始卖火,Apple II 对应的是 T1,但还没走到 Macintosh——T1 还没有属于自己的完整图形交互界面。
对应手机的话,S1 和 iPhone 初代也有点像。初代 iPhone 颠覆了键盘手机,系统有开创性但并不完善,续航也不行,自身的不足和外界的质疑都很多。
但要说 T1 对应 iPhone 4,来杰觉得有点勉强,毕竟 iPhone 4 是大家公认非常 OK 的一代。
不过有一点:这个行业的发展速度,连业内人都没料到会这么快。反倒是 Macintosh、iPhone 4 那种级别的爆款机器人产品,来杰说明年就会出现。
▲ 星尘智能的机器人正在商场卖货
Q10 的问题分两层:具身智能可能第一次让机器大规模参与普通人的体力劳动,来杰曾提到希望未来数十亿人都能有 AI 机器人助理;可家庭环境高度复杂、充满意外,把今天的机器人看成一个刚起步学世界的孩子,它要成长到什么程度才能真正独立进家门?如果这天真来了,他最希望机器人帮人类摆脱什么,又最不希望它改变生活里的什么?
第一个问题,来杰说按现在的技术进展,答案可能比想象中近得多,他判断明年机器人很有可能就会进入家庭。
进家庭的关键,从商业上看是成本和功能,两者之间有个对等关系:成本足够低,功能就不会强;可功能不够强,进家庭能干什么?他觉得不只是帮忙拿拿东西,肯定还得有情绪价值,而情绪价值是能卖钱的。
他想要的是一个什么都能做的硬件平台,配一个什么都能长的可发展操作系统。基本的东西他们先开发给客户,就像买 iPhone,上面一定有电话、短信、相机;后面要留足空间给开发者,在相机之上还能做美颜相机,靠的都是基础硬件能力和操作系统的开发接口。
用户把机器人买回家,就像刚开始用智能手机那样,每周下几个 App 试试新功能,直到通过这一堆 App 发现:诶,这机器人好像什么都能干。这是个摸索和演化的过程,而不是机器人一进门就是个什么都会的保姆。
第二个问题,来杰还是那句话:他不想让自家机器人进场打螺丝。在他看来,机器人最大的优势是专业性不会被封闭在某个领域。就像现在的大模型,可以是很好的工作助理,也是很好的搜索引擎,医学、管理、历史、科学都能问,问啥都知道,优势就在知识的广泛性。
机器人也类似。进了家庭,它的角色不一定是个有强迫症的保姆,可以是个有设计师思维的收纳师——做家务之前先问你,家居环境想收拾成什么风格,一丝不苟的,还是随性惬意的?
它掌握十国语言,能给孩子讲外语、说故事;人要是累了,它还能替人去遛狗;下厨之前,也能给出膳食营养方面的建议,诸如此类。
来杰打了个比方:没人会讲今天的电脑只配用 Word、Excel、PPT 这三件套,大家用的是同一种硬件,可上面跑着数不清的软件和游戏。所以他觉得,机器人只进厂打螺丝,这个方向太窄了。
还有一笔账:机器人进场打螺丝,token 费老板们未必肯掏。换成他,肯定不乐意——他希望打螺丝靠固定化程序,每天 24 小时一直转,别打一个螺丝就收一份 token 费。
说到底,进厂打螺丝不是他们期待的方向。