科技可逆轉(zhuǎn)一切。在“足球”這一非優(yōu)勢領(lǐng)域里，由于AI的介入，中國隊也能打入決賽。2019機器人世界杯上，優(yōu)必選科技和清華大學聯(lián)合組成的火神隊斬獲AdultSize的Technical Challenge 技術(shù)挑戰(zhàn)賽亞軍、Drop-in比賽亞軍，以及2VS2足球比賽季軍。成立近七年后，這家人工智能與人形機器人獨角獸也正籌備上市。

世界杯決賽場上，中國隊與德國隊一決高下。

這不是夢境，這是真實發(fā)生的事情，只不過上場的并非真人球員，而是人形機器人，但也足以讓觀眾尖叫了。

在7月于澳大利亞悉尼舉辦的2019 RoboCup（機器人世界杯）上，優(yōu)必選科技和清華大學聯(lián)合組成的火神隊（Hephaestus）派出人形機器人，與各國參賽隊伍同臺競技。

面對來自德國、法國和日本等既是足球強國也是AI強國的對手，火神隊依然取得佳績，其中包括AdultSize（成人組）的Technical Challenge 技術(shù)挑戰(zhàn)賽亞軍、Drop-in比賽亞軍，以及2V2足球比賽季軍。

AI為中國球迷們注入希望——有生之年能看到中國代表隊在足球比賽上傲視群雄，更何況還是在如今最熱門的人工智能賽場。

這些為球迷帶來的樂趣僅僅是AI技術(shù)的一場技能表演。讓人形機器人走入家庭為人們提供服務(wù)，才是優(yōu)必選科技的最終目標。

成立近七年后，這家人工智能與人形機器人企業(yè)正在籌備上市，AI機器人商業(yè)化的賽場上，優(yōu)必選科技也終迎新進程。

與清華聯(lián)手，這支中國團隊在機器人世界杯大放異彩

RoboCup于1997年在日本名古屋舉辦了第一場機器人世界杯足球賽。

其目標是在2050年前后能組建一支機器人足球隊戰(zhàn)勝當年的人類世界杯冠軍。

在RoboCup機器人足球項目的所有組別中，人形組是與人類同場競技的最終形式。

上世紀90年代，IBM的深藍在國際象棋上戰(zhàn)勝人類世界冠軍后，用機器人足球比賽代替國際象棋就成為人工智能領(lǐng)域下一個標準問題。

和象棋相比，機器人足球賽可以更全面地考驗AI技術(shù)。

在足球場地上發(fā)現(xiàn)足球，然后走近并發(fā)起進攻，以上動圖中短短幾秒內(nèi)發(fā)生的動作考驗的是人形機器人的視覺識別、自主定位和運動控制技術(shù)等多種技術(shù)的結(jié)合。

優(yōu)必選已經(jīng)連續(xù)三年和清華大學組隊參加RoboCup，2017年，火神隊獲得人形機器人Adult Size組技術(shù)挑戰(zhàn)賽亞軍。2018年，火神隊也獲得了人形機器人Adult Size組技術(shù)挑戰(zhàn)賽亞軍和一對一足球比賽季軍。

火神隊參加的Adult Size組中，機器人身高須達到1.3米以上。

相對于其他組，這組的身高更接近人類，所比賽的內(nèi)容更考驗機器人的類人身體運動及感知能力，要求更高人形機器人進行更強的自主規(guī)劃。

為完成2050年左右的終極愿景，RoboCup的規(guī)則每年都有更新與調(diào)整，例如比賽場地不斷擴大，定位難度增大。

火神隊選擇了在優(yōu)必選科技第一代Walker上進行改良。

為準備今年的比賽，火神隊也將其中的AI技術(shù)進行了一系列升級：

使用基于深度學習的物體檢測方法，實現(xiàn)球、球門、足球場線特殊點等物體的精確識別；

由于比賽現(xiàn)場不允許使用遠程控制的方法對機器人進行行為干預(yù)，因此團隊在嵌入式計算資源有限的情況下進行深度資源優(yōu)化，將物體檢測速度提升到30FPS；

增加了物體跟蹤的功能，可以對識別到的球和球門進行跟蹤；

結(jié)合機器人里程計信息，火神隊通過對足球場線特殊點的識別實現(xiàn)了機器人在場內(nèi)的自我定位；

另外，火神隊采用了優(yōu)必選科技大型仿人服務(wù)機器人Walker最新的步態(tài)規(guī)劃算法，實現(xiàn)了機器人在復(fù)雜路面上的穩(wěn)定快速行走，以及足底柔順控制和上身姿態(tài)控制，大幅提高機器人在比賽中的行走能力。

另外，新智元了解到，該人形機器人分為上下兩部分，上部分處理AI需求的采用的是英偉達Jetson TX2，而帶動下層強大的控制需求則采用了英特爾i7芯片。

RoboCup比賽考驗的正是人工智能與機器人學的有機結(jié)合，優(yōu)必選與清華大學合作的火神隊面對的最大對手是來自德國的參賽團隊。

在Technical Challenge 技術(shù)挑戰(zhàn)賽上，火神隊奪得亞軍，來自德國的參賽隊伍獲得第一名。在Adult Size組2VS2足球比賽中，火神隊獲得季軍，僅次于德國伯恩大學NimbRo隊和德國奧芬堡大學Sweaty隊。

當談到是否有機會打敗德國參賽隊伍、2050年成為那支去和當年的人類世界杯冠軍一絕高下的團隊，優(yōu)必選科技人形機器人首席科學家趙明國表示：

“在機器人運動控制方面，我們已經(jīng)是最強的參賽團隊了，德國隊在人工智能方面還是比我們更具有優(yōu)勢，他們在機器人足球領(lǐng)域已經(jīng)擁有近20年的經(jīng)驗，我們的隊伍距離超越他們目前還存在一些挑戰(zhàn)，但在2050年之前，我們還有很長的時間可以去追趕?！?/p>

雖然德國無論是在真人足球還是AI機器人上都有讓人“羨慕嫉妒”的能力，但我們現(xiàn)階段真的沒有奪冠的機會了嗎？

趙明國透露，人形組KidSize組冠軍法國隊就非?？春没鹕耜爮姶蟮挠布脚_，希望明年比賽能有機會合作，強強聯(lián)手組建一支更強大的機器人足球戰(zhàn)隊。

眼觀六路、感知八方，人形機器人技術(shù)到底難在哪里？

當談到做人形機器人最難的地方在哪里，趙明國從場景與技術(shù)兩個層面談到了目前優(yōu)必選的突破與瓶頸。

首先來看下場景，人形機器人的感知及對世界的建模僅依賴于單目、雙目視覺傳感器及慣性測量裝置。同時，RoboCup比賽中不允許使用遠程控制的方法對機器人進行行為干預(yù)。

這是很實際的問題。除了比賽場景外，如果人形機器人真正走入家庭或者在其他場景下服務(wù)人類，時刻保證遠程控制并不現(xiàn)實。

面對嵌入式計算資源有限的情況，機器人需要依賴自身傳感器對周遭環(huán)境進行感知，通過其搭載的計算單元進行自主思考與規(guī)劃，自主地執(zhí)行相應(yīng)的行為決策。

再來看技術(shù)層面，趙明國表示如果想研發(fā)出理想的人形機器人，需要考慮的基礎(chǔ)問題主要包括：

一是基本的硬件能力，這是最基本的保證，比如機電系統(tǒng)的硬件能力必須不斷提升，因為人形機器人需要做實體，不能只是存在于電腦中的程序；

二是基本的環(huán)境感知能力，這其中包括計算機視覺、自我定位等前沿AI技術(shù)，然而獲取信息的過程是復(fù)雜的，充滿不確定性；

三是決策能力，機器人將決定如何進行下一步的行為。

這是研發(fā)人形機器人的過程中無法繞開的三個主要問題。

2019 RoboCup人形組部分參賽機器人

而拋開比賽，目前，全球人形機器人領(lǐng)域面臨的主要挑戰(zhàn)是硬件的發(fā)展滯后于軟件的發(fā)展。

趙明國表示：硬件無論在哪個領(lǐng)域都是基石，例如在計算機領(lǐng)域中，AI芯片熱潮為何興起？因為AI需要大量計算，需要有載體去處理，底層硬件技術(shù)必須能夠承載。

人工智能技術(shù)的革新與發(fā)展促使硬件的發(fā)展需要提升到相應(yīng)水平，擁有穩(wěn)定且強大的硬件是需要突破的下一個瓶頸。

AI方面，優(yōu)必選科技視覺及SLAM算法高級工程師羅茜表示，在視覺目標檢測部分應(yīng)用領(lǐng)域，機器早已超越人類。

例如，機器人檢測到某一物體，并向這一物體走去，這其中距離已經(jīng)精確到毫米級別，人類目前很難做到這一點。

優(yōu)必選科技人工智能首席科學家、優(yōu)必選科技悉尼大學人工智能中心主任陶大程表示，目標檢測技術(shù)是最重要的計算機視覺技術(shù)之一。

優(yōu)必選科技人工智能首席科學家、優(yōu)必選科技悉尼大學人工智能中心主任陶大程

當下先進的目標檢測技術(shù)一般先利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提取特征并預(yù)測可能包含物體的區(qū)域候選框，再判別物體是否在候選框內(nèi)，同時調(diào)整候選框，從而得到較為精確的檢測框。

然而，因為判別過程和調(diào)整過程普遍相互獨立，所以調(diào)整后較差的檢測框有可能會得到較好的判別結(jié)果，進而影響最終檢測精度。

針對這一問題，優(yōu)必選科技悉尼大學人工智能中心致力于研究并提出有效的檢測框細調(diào)（精煉）機制來改善目標檢測的表現(xiàn)。

比如，優(yōu)必選科技悉尼大學人工智能中心提出利用周圍的檢測結(jié)果作為上下文信息來輔助改進當前檢測框的判別與調(diào)整結(jié)果（Context refinement for object detection: ECCV-2018）。

具體來說，優(yōu)必選科技悉尼大學人工智能中心先提取周圍檢測框的語義和幾何信息作為上下文，然后通過一個加權(quán)策略來矯正較差的檢測框，進而提高檢測算法的精度。

優(yōu)必選科技悉尼大學人工智能中心提出的方法有效地提高了算法的魯棒性，同時模型還保有較高的運算效率。

另外，優(yōu)必選科技悉尼大學人工智能中心的其他相關(guān)工作還包括：提出使用子模分析來改進檢測框的判別精度、提出一種局部度量分析方法來處理檢測問題等等。

七年磨一劍：大力布局科研，這家國內(nèi)AI獨角獸正在籌備走向資本市場

優(yōu)必選科技不僅在悉尼大學成立了人工智能中心，還在清華大學、華中科技大學都設(shè)立了智能服務(wù)機器人聯(lián)合實驗室。

優(yōu)必選科技人形機器人首席科學家趙明國

優(yōu)必選科技人形機器人首席科學家趙明國談到如何與人工智能首席科學家陶大程配合時，表示雙方分別在各自專注的領(lǐng)域發(fā)力，一起探索新路，互相配合，以實現(xiàn)共同的愿景。

而這一愿景正是要研發(fā)出真正能為人類提供服務(wù)的人形機器人。

趙明國表示：高校更多的是關(guān)注探索前沿的工作，而企業(yè)則有更大的責任去實現(xiàn)技術(shù)的落地應(yīng)用，優(yōu)必選科技把人形機器人作為人工智能的一個載體，希望實現(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)品的落地，并應(yīng)用于家庭。

企業(yè)的一大優(yōu)勢正是可以在資金方面給予研發(fā)更大的助力。據(jù)了解，優(yōu)必選科技近三年研發(fā)費用投入占營業(yè)收入的平均比例超過18%，這一比例在AI公司中是非常高的。

重視研發(fā)也為優(yōu)必選科技實現(xiàn)商業(yè)落地奠定了良好的基礎(chǔ)，公司相繼推出了多款家喻戶曉的產(chǎn)品。2016 年，優(yōu)必選科技的 540臺 Alpha 機器人亮相央視春晚，其大型仿人服務(wù)機器人Walker又亮相2019年央視春晚深圳分會場。

2019年央視春晚深圳分會場，優(yōu)必選大型仿人服務(wù)機器人Walker新一代隨音樂起舞

在新智元3月推出《2019AI獨角獸白皮書》中，于2012年3月成立的優(yōu)必選科技就以50億美元（約合358億元人民幣）的估值位列AI機器人硬件獨角獸第一名。

目前，優(yōu)必選科技正在籌備上市。

趙明國表示走向資本市場后，有利于吸引更多人才加入并投入人工智能與人形機器人行業(yè)。從全球來看，人形機器人的發(fā)展目前還處于初級階段，未來還有很長的路要走，需要更多助力。

比起波士頓動力，安全可靠才是人形機器人走進家庭的優(yōu)勢所在

無論是科幻電影還是現(xiàn)實科技的發(fā)展方向，人形機器人都是詮釋AI的最好載體，也代表了科學技術(shù)達到完美的釋放。

《超能陸戰(zhàn)隊》主人公Hiro與家庭機器人大白(Baymax)相擁

而走入家庭是優(yōu)必選科技的終極目標，選擇人形機器人這一AI載體有利于更好地進行人機交互。

事實上，國際上有不少已經(jīng)推出人形機器人的科技公司，例如波士頓動力和日本本田。

但波士頓動力與本田仍在為商業(yè)化苦惱，優(yōu)必選科技卻已做好準備，研發(fā)出走入家庭的人形機器人。

和其他公司相比，優(yōu)必選科技的優(yōu)勢在于其努力提高人形機器人的安全可靠性。

當談到與波士頓動力明星人形機器人Atlas的區(qū)別時，優(yōu)必選科技運動控制算法高級工程師董浩博士表示優(yōu)必選科技一直立足于讓智能機器人走進千家萬戶，以家庭服務(wù)為導(dǎo)向來推進產(chǎn)品的研發(fā)方向。

優(yōu)必選科技希望公司研發(fā)的人形機器人能讓人產(chǎn)生親和感、更安全、穩(wěn)定、可靠，在家庭中為人類提供服務(wù)，而波士頓動力主要面向軍事應(yīng)用。

保證安全可靠才有機會實現(xiàn)人形機器人大規(guī)模的商業(yè)化。

前不久，一則“波士頓動力機器人”備受人類虐待后奮起反擊的視頻刷爆了社交網(wǎng)絡(luò)，盡管后來被證實是合成的假視頻，但依然引起了網(wǎng)友對機器人革命即將到來的恐懼。從這點看，安全可靠是未來機器人走進千家萬戶的首要前提。

人與機器人的關(guān)系是永恒的話題，他們之間需要相互協(xié)作、共同進步。

從手機里的語音助手到現(xiàn)在普及率越來越高的智能家居音箱，人機交互方式一直在不斷革新。由于擁有信任基礎(chǔ)的天然優(yōu)勢和技術(shù)革新所支持的主動交互技能，人形機器人有望成為下一代消費級的人機交互中心。

人形機器人未來會成為人類日常生活的一個伴侶或助手，人機共存的時代已悄然來臨。