CIIS演讲实录丨 王峻:3D打印与高仿人形机器人

2017 年 11 月 6 日 中国人工智能学会

10月12-13日,第七届中国智能产业高峰论坛在佛山开幕,在第二天的智能机器人专题论坛上,安徽南斗星仿真机器人科技有限公司创始人兼CEO王峻发表了主题为《3D打印与高仿人形机器人》的精彩演讲。


以下是王峻老师的演讲实录:   


王峻:感谢大家,今天我给大家简单描述一下大概这一年半左右所做的工作,同时也是为对中国高仿机器人产业发展做一些预测。


我一直在做一件这么事,我考虑现在的技术已经能够把人从外观上面做到完全一样,为了实现这个目的,去做了一些尝试。首先我考虑是不是能把我自己做到至少第一眼看上去不像一个机器人,而像一个人。我简单介绍一下这个是怎么做的,因为只有20分钟时间。


首先我利用3D打印工艺去做我。目前建模最合适的方法就是扫描。大家可以看一下上面的图,最早我是用低精度手持式扫描仪,后来逐渐(也是国产的)精度比较高的人脸扫描仪,再后来用了阵列相机,产生高精度的高模,0.1毫米精度,并且瞬时产生人脸数据技术。目前在国内只有这么一家,是我的合作伙伴。经过研究以后,最下角是做了高模数据,只是说能够利用3D数据还原一比一头。如果有打印机,有数据,都可以做出来。特点在什么?3D打印机打印机精度相对比较高,上面没有太多台纹,一比一头像,能不能做到至少比雕刻还要好的状态。开始尝试用模具,用打印的模具做小头,蜡模做的头像,这个是年轻版的我。今天头没有带过来,因为每次带头,都可能会被安检扣留。


问题来了,为什么把自己做那么像?国内现在有几家团队做类似蜡像的东西,后面会有描述。仅仅是做一个蜡像,不是这样。我的目的是想把蜡像动起来,牵涉到表情机器,这个石黑浩教授做的,他做的头仿真度或许不如我,他们还在用传统石膏模具或者硅藻泥在头上进行翻模。硅胶泥有一定的重量,有下垂重力的感觉,导致不仿真,这个也是很多蜡像公司遇到的问题。


香港有一个叫Hanson  Robotics公司,在香港科技园,离这很近的香港团队,目前这家公司其实是国际上做人脸表情机器人最优秀的一个公司,这家公司一般来讲,你跟他不是非常好的合作伙伴或者是合伙人基本上进不到他核心的研发基地,也就是说你想把那个头给掀下来看看里面表情机器是怎么样,基本上是没有可能。


我也尝试了,当然我也没有条件去买他的设备把它翻开来看,所以我们就尝试自己研发,这套头的价格,大概市场价在100万人民币以上,而且一般是买不到的,Hanson  Robotics,大家也可以看一下除了稍微年轻一点,其实已经感觉非常OK,同时他也在研发所谓叫高仿人机人,有个问题就来了,大家都很关心怎么样把人做像,其实我认为就有两个核心技术,一个就是所谓头套技术,大家有没有看过有关马上到的万圣节,美国每年的万圣节会有成千上万的硅胶头套的销售,这个头套实际上是戴在头上玩的,这也是现在的仿人形机器人的表情机器的一个核心技术,我这里面大概罗列了一些上个世纪一直到现在一些普遍的表情机器人的团队所做的一些机械结构,机械结构极其复杂,一般来讲,就是国内搞机械结构的模式,也不一定能把它复制出来,因为它实在是比较复杂,而且每一个零部件都是非标的,也就是说你在市场上只能买螺丝螺帽,但是一些异形的结构,一些非标准化的结构,就得要人工手工来打造,所以这个就很困难,也导致在国内目前做得最好的表情机器,也都很部满意。大家可以看这是动态的,这是世界上做得最好的一个表情机器,这是一个公司做的,目前这个公司持续在给迪士尼供货,迪士尼之所以有近千亿美元在帐上,并且他估值非常高,为什么呢?其实原因部分就在这个地方,也就是说迪士尼拥有世界上最强大的仿人机器人或者是仿声机器人的技术,他可以在每秒钟有1000帧的动画频率,在现实环境的时候,你根本就分不清它到底是人还是机器人,首先第一个这里面机器结构怎么制作?表情头套怎么制作?这个都是问题。


照片建模最大一个难题。因为今天也是一个人工智能的大会,如何能够把一些不存在的人把它做出来,比如说我举个例子,就是马云,当然他存在,但是谁能保证他能够让我去给他扫描,如果我们能叫动马云来扫描,那我也不用要有什么天使轮了,我直接让他给我投资就行了,所以我们后来就在尝试能不能用照片来做一些低模,然后用手工的方式来产生高模。这一块有一个刘晓明教授在美国,他做了照片建模的方案,他用的是神经网络,来做的一个映射,现在还有更多的一些技术,是用关键点的这种方式来做迭代,产生数据模型,但是实际上大家失望,目前单张照片的建模最多能做成这样,这是我们自己做的一个方案。也就是说人脸如果你想用一张照片来建模,本来就是一个病态问题,因为大家在看照片的时候,往往只有一个大概的概念,至于我鼻子多高,还有眼睛长什么样子,往往只能是通过一些阴影去判断,但是如果光线不是从头上照射下来,而是从前面照射下来,基本上就很难说用一个算法推算出来,所以有很多人就说这个很简单,一张照片建模,我说不要跟我扯,因为我对这个概念是很明确的,你如果想用计算机来做,最多就是看到最右边的状态,不加贴图的状态就是这样。这个完全不能做蜡像与仿真机器人。还是要用人工的方法,不是仅仅用人工智能的办法。目前手工是脱离不了的,但是我们可以利用人工智能的办法进行大量的迭代,采集大量的数据,然后用一些算法能够近似相似,这是可以的,然后再加上一些手工的方法就可以做成蜡像级别的模型。


这样有什么好处呢?比如说我如果有办法扫描一些名人或者是一些历史人物,那是最好的,比如说像李小龙、张国荣或者是这些不存在的人物,怎么办呢?比如说我想象出来的人物,我只是用素描,用复杂的方法画出来某一个人物,我怎么把它变成三维造型了,这套技术也是我们非常钻研的,也就是这个蜡像的基础吧。

    这个是我们想追赶的一些目标,国外的一些知名的蜡像公司,这些蜡像都在150万以上,雕塑迁移这也是我的一个好朋友,也是在广州,他们是做雕塑,我们现在也在设想是不是能够把雕塑家的雕塑风格迁移出来,今后你拿一个照片我们就能够雕塑成类似这样的一个造型,这个我们今天就不去多做分析了。


当然最后我就讲一下未来的展望,就是我们一直做的高仿人形机器人,大家看一下这是一个恐怖谷,做人形机器人的一个非常重要的理论,虚线代表一个动态,实线是一个静态,我们现在是想做动态的人,所以就会发生这个恐怖谷很深,但是同时你超越恐怖谷以后,好感度就直线上升。这里面最主要是两个问题,我们是不是能把人做得很像,我们能不能把人的动态也给做出来,为了解决这个问题,我们花了很多功夫,包括仿真皮肤,产生一些器官、骨头、内脏、牙齿、我们都在研发,还有包括一些人形的模型、数据,为什么要做这个事呢?因为我发现如果你想把人做像,最好的方法不是先把人做出实体,是在电脑里呈现一个虚拟的模型。这位是顾险峰教授,我为什么想跟他合作呢?是因为他说他能够做到单张照片产生模型,很可惜到目前为止也没做出来。


这是丘成桐院士给我写的,叫我“多用功,多思考”。我一直都在思考这样的问题。包括现在的苹果也有3D摄像头,也可以做人脸重构,我们现在还在跟龙芯芯片合作做机器人底层开发,这是一些用3D打印做的一些机器人的基础,我们为了把表情机器人做出来,可能我们年底出来的人头要比它好,时间也很紧。


最后总结一下,我们现在要做机器人,做成最像人的机器人,大家可以看一下,这个是我们的核心的一个概念,也就是说我们需要用人工肌肉来做仿真机器人,因为人的面部是肌肉的造型。同时我们还要有仿真皮肤、骨骼,我设想未来的机器人有两种可能。一种可能是叫做纯机器人,大家一看这就是机器人,跟人没关系,还有一种可能就是半人半机器人,也就是说只有人脑,但是其他部分都是机器人,这其实也是能做到的,这些都是我们的预期,这个确实非常烧钱,国外一般来讲能够做人形机器人这种事情,最后能产生的价值可能是几十万亿,所以我可以说这是一个非常难的难题,但是能够产生的价值是非常大的。


这些都是我的一些合作伙伴,其他的是我们的深度合作伙伴,我们现在计划就是在今年年底之前成立一个高仿人形机器人的研究机构,我想专门有人大家一起合作致力于这件事情,我们定位一个目标,至少说我们现在能把这个给做出来的。


最后一张合影,中间是新松机器人曲总,旁边是英特尔陈总,还有康力优蓝的刘总,我们设想我们有机会把国内的优秀的团队都去了解一遍,每一个人都做最拿手的事情,而我是只研究一个纵深的问题,怎么把人做像,但是其他的问题包括像科大讯飞,还有一些专业的做那个纵向的人,我们想把他连接到,然后整个的做人很复杂的,比登月工程还难的一件事情,我们就找了一个核心团队,这个核心团队就有可能去在某些方面寻求一些突破,至少超越日本的石黑浩我觉得是有可能的。当然未来很难预测,是不是能够在有生之年,昨天我在会上也跟谭院士沟通过,他也跟我说了,80年未必你就能看到一个跟你自由沟通的仿真人,但是我认为80年有点太长,可能在我有生之年是能看到这样的人。所以这也就是今天我大概总结的这么一个概念,也感谢中国人工智能学会和各位,这是我的微信,大家有兴趣可以加,谢谢!



CAAI原创 丨 作者王峻

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