2007年,张正涛博士在读期间,导师交给他一个任务:研发能打乒乓球的机器人。
今年国庆期间,张正涛前往美国麻省理工学院考察,在一间实验室偶遇一位即将毕业的博士生。对方也在从事乒乓球机器人研究,张正涛不禁走进实验室交流了一番。
这位博士生研究的是球的轨迹预测,这正是张正涛当年钻研的课题。时隔20年,预测精度已大幅提升。接着,对方又介绍了回球机构的建模方法、定点回球技巧以及旋转球判断方式。这个课题已有多年历史,仍在稳步推进。
张正涛听得全神贯注。20年来,研究持续进行,成果与精度显著改善。在他看来,让机器人在动态环境中自主决策,正是当前具身智能需要解决的核心问题。
当年博士期间埋下的种子,如今找到了生根发芽的地方。2023年,他带领团队创立了中科慧灵。
近日,中科慧灵宣布完成数亿元A++轮融资,由知来投资、涌铧投资、茂天投资、元禾辰坤、国科科智、鲁宁投资等机构联合投资。回溯去年6月,公司已获得蓝思科技领投的近亿元A轮融资。
张正涛透露了新资金的使用规划:六成投入具身大脑研发,三成用于产品量产交付,剩余一成投入市场拓展与售后服务。
“目前公司多款产品供不应求。前两年主要攻克关键技术、寻找应用场景,如今大脑方案以及乐队、矿山、鞋服等几条业务线,都已进入商业化谈判阶段。”
从实验室走向产业
2020年前后,中国科学院自动化研究所已开始布局人形机器人方向,但科研有其自身节奏。如何将相关技术研究转化为产业应用,成为新课题。张正涛长期从事机器人研究,专业为控制理论与控制工程,熟悉制造业且具备管理经验,推动技术走向产业应用成为他接下来的重要方向。
制造业正是他熟悉的领域。2015年前后,他开始深入东莞工厂,当地浓厚的市井气息和数万人上下班的场景令他印象深刻。十年后再访松山湖,人流已明显减少。传统工业机械臂已能胜任可编程、可示教的工序,剩余的多是小批量、多品种的长尾任务:宝马汽车钥匙有数十上百种型号,高端机床钻头有上千种。
专用设备无法应对,固定程序也难以适应。他看到的局面是二选一:要么采用新方法,将制造留在国内;要么让这些工序流向人力成本更低的东南亚。
产业变革背后,还有更真实的需求。
张正涛首先想到的是自己的家乡。他出生于山东烟台招远,这里素有“黄金之都”之称,周边全是黄金相关产业。他曾看到一张照片,祖孙三代都在矿上工作,但井下作业不可避免存在风险。这让他萌生了一个想法:“既然我做机器人,就应该为矿山智能化做点什么。”
在他看来,千米以下的地质条件无法预测,不知道是否会遇水,不知道哪块石头会掉落,事故概率即使只有万分之一也无法降为零,最佳方案是实现彻底无人化。
另一个需求,源于中科慧灵业务总监对家乡莆田鞋服产业的关注。张正涛实地考察时看到,作坊里桌子周围挤满了人,人挨着人,全手工制鞋,这场景让他想起小时候看老奶奶绣花做鞋。
工厂老板告诉他,从那里到东南亚一带,这样的制鞋产线有2.5万条,是千亿级的生意。张正涛仔细观看了制作流程:画图案、裁剪、贴合、刷胶,全部手工完成,胶水气味刺鼻,现在很少有年轻人愿意干。
矿山关乎安全,鞋厂关乎辛苦,都是离不开人、又很少有人愿意干的活。团队瞄准这两个领域,本体、具身大脑、灵巧手全部自主研发。
这也让中科慧灵从一开始就明确了方向:真正应用于实际生活。用张正涛的话说,就是“科技向善,又有广阔的商业化空间”。如今,这一点已成为中科慧灵最强的护城河。
从千米矿井到制鞋产线
“过去投资人问得最多的是机器人能跑多远、能跳多高。但现在他们更关心的是落地和应用。”中科慧灵董秘张磊直言。
在落地应用方面,中科慧灵已进行多项尝试。第一个场景是井下,离张正涛老家不远。烟台有座从宋代就开始开采的矿,如今已采空,成为现成的训练场:装上炸药就能出矿石,环境和工艺都是真实的,而非模拟环境。
今年上半年,团队在这里完成了钻孔、装药、爆破、铲装运整套流程。装药环节最耗时,需要装配上百个炸药管,炸药后面拖着柔性线,必须一根一根系好。
地面训练完成后,真正下井是另一回事。团队请来退休的老矿长,听他讲解装药方法、水电布局。靠海的矿井湿度大,机器如何防护,井下电池如何满足本安要求,每个问题都需要解答。
下半年,团队在一座深约一千米、有人正常作业的标杆矿山签下业务订单。张正涛表示,这是金属矿山历史上首次进行井下无人开采示范,稳定运行半年左右,就有可能成为向全行业推广的范式。2025年6月,公司已与山东招金集团、山东中矿集团成立中科深矿,专门从事这类井下作业。
走出矿井,来到鞋厂,比拼的是速度。
中科慧灵的合作方是一家鞋服龙头企业。流水线有节拍,机器人慢一拍,后续工序就会停滞。张正涛介绍,在相关工序测试中,大底盖章作业节拍达到7秒/个,鞋底压合达到18秒/双。根据现有项目测算,相关解决方案的年投资回报率约为50%至70%,预计投资回收周期在两年以内。
速度之外,数据更加棘手。同一个车间,各条产线的光照不同,模型就需要重新调整。数据采集有两条路径:一条是机器人在生产线上由人远程操作,另一条是工人佩戴设备干活。团队回忆,早期采集的数据有时七成无法使用,只能反复调整佩戴方式和采集方式,直到数据可用、硬件匹配、模型能在有限范围内泛化。
通过不断的磨练和调试,如今中科慧灵在鞋服制造的多个环节已出现客户复购。
矿山和鞋厂的机器人都是去客户那里干活,而乐队则直接站到了观众面前。
今年2月,四台CASBOT 02组成的机器人乐队亮相,随后登上北京春晚、中关村论坛、世界人工智能大会,8月起在青岛一家体验店常态化驻场。演奏乐器需要手指灵巧、节拍同步,还要多机配合,难度不亚于工位。乐队积累的数据回流到灵巧手模型,换到其他场景再做针对性训练。在灵巧操作方面,中科慧灵还在推进37自由度灵巧手的研发,以支持更复杂的精细操作和真实乐器演奏任务。
矿井、鞋厂、乐队,看似毫不相关,张正涛表示,连接它们的是灵巧操作。这条路线能否走通,最终要看机器人能否长期稳定工作。
热闹退去,比谁不出错
2026年被业内称为量产元年,出货量增长迅速。张正涛将这波增长分为两段来看。在他看来,现阶段机器人出货需求仍主要集中在数据采集、教育、商演等领域,真正进入工业现场的应用占比还比较低。由真实产业需求推动的下一阶段增长,可能要到2027年、2028年才会进一步显现。
风向正在转变。
从工信部文件到上市审核标准,都在要求干真活。这样的导向下,鼓励的是扎根产业、做难而正确的事。
今年张正涛前往硅谷拜访了当地的机器人公司。叠毛巾、叠衣服的演示并不少见,但要将操作成功率提升至99.5%,实现连续三天稳定运行,并真正达到商业化应用要求,仍然存在不小的挑战。投资人也意识到这个问题,今年,他们跑到场景里看机器如何作业、数据如何采集、数据价值多少。
在张正涛看来,行业竞争正从造出机器人,转向让机器人稳定工作。
“现在行业还有很多挑战,比如机器人要是动作晃晃悠悠、慢慢吞吞,那是真的;要是又快又利索,可能是假的。带决策的机器人边走边想,不像传统机器人走固定轨迹那样快。”张正涛想了想说,“另外,手部是耗材,两三周到一两个月就可能坏,模型用久了也会因为误差失灵。这些稳定性问题,只能到现场一点点打磨。”
至于人形是不是终局,他回答得很干脆:不是。形态由任务决定。门、楼梯、工具、流水线都按人的身体尺寸制造,双足人形进入开放场景有先天优势;矿山、仓储要的是负载、续航和效率,轮式、移动操作更合适。在他看来,未来大概率是几种形态各司其职。
“未来,想要留在牌桌上的具身智能机器人需要具备四个能力:有核心技术,有工程化能力,能深入真实场景,能持续迭代。”
回到那张乒乓球桌。球飞过来,要预测轨迹,判断旋转,决定怎么回。十几年过去,球换成了一只只鞋底、一根根炸药管、一排排琴键。张正涛感叹,他的报告主题从第一天起就没变过,讲的全是场景和落地。只是这一回,球飞来的地方,在鞋厂的流水线上,在一千米深的井下。