Unitree, можливо, найважливіша робототехнічна компанія у світі.
Сонячного червневого ранку я йшов на роботу з чотирилапим роботом поруч. Я ніколи не привертав стільки уваги від незнайомців.
Чимало людей фотографували мого робота-собаку. Кілька людей ставили запитання. Чи він мій? (Так.) Чи я його зробив? (Ні.) Чи використовується він для спостереження? (Ні.)
Біологічні собаки трималися на безпечній відстані від мого механічного супутника. Деякі гарчали чи гавкали на нього.
Діти були в захваті. Я зупинився, і він виконував для них трюки: «дай п’ять», робив стійку на руках або підстрибував у повітрі.
Я живу в зеленій околиці Вашингтона, округ Колумбія, під назвою Маунт-Плезант. Район відповідає своїй назві, тому мій ранковий маршрут до роботи переважно спускався вниз. Мій робот-супутник, виготовлений китайською компанією Unitree, подолав два милі до мого офісу біля Білого дому, залишивши запас потужності акумулятора.
Я підзарядив акумулятор протягом робочого дня, але він все одно ледь впорався з дорогою додому вдень. Ми переважно йшли вгору, а температура піднялася до 30°C. Кроки робота здавалися все важчими, коли шлях ставав крутішим.
Коли я входив до свого району, я глянув на два індикатори в кутку екрана свого телефону. Один показував, що батарея робота на 5% — небезпечно близько до порожнього. Інший показував, що внутрішня температура становила 84°C.
Ми були в межах видимості моїх вхідних дверей, коли робот раптово впав. Я не впевнений, чи в нього розрядився акумулятор, чи він перегрівся, але в будь-якому разі він не вимкнувся плавно — він перекинувся на спину, піднявши ноги в повітря.
Кілька людей запитували мене, для чого корисні мої роботи, і чесна відповідь — не для багато чого.
Чотирилапі роботи Unitree широко використовуються для академічних досліджень, а іноді й для розваг. Але практичних застосувань, здається, небагато.
Колісні роботи швидші та енергоефективніші, що робить їх кращими для доставки. Дрони — кращий вибір для багатьох завдань з обстеження та інспекції. Мій робот не має рук, що робить його переважно марним по дому.
Але мій робот мав одну велику перевагу: він був надзвичайно дешевим.
Я заплатив 4 017 доларів. Це більше грошей, ніж я коли-небудь витрачав на тестування продукту. Але це також значно менше, ніж я мав би заплатити за такого типу робота кілька років тому. І це достатньо дешево, щоб люди могли знайти йому застосування, яке не мало б сенсу за вищими цінами.
Іноді світ змінює не винахід нової технології, а розуміння того, як зробити її доступною для масового ринку. Xerox створила перший персональний комп’ютер з графічним інтерфейсом користувача, але такі компанії, як Apple, IBM та Microsoft, зробили цю технологію мейнстрімом. Можливо, Unitree зіграє подібну роль для чотирилапих роботів, хоча, як я обговорюватиму пізніше, роботи Unitree зараз стикаються з юридичними обмеженнями в Сполучених Штатах.
Unitree також використовувала чотирилапих роботів як крок до іншого, потенційно набагато важливішого ринку — гуманоїдних роботів. Unitree випустила свого першого гуманоїдного робота у 2023 році. Використовуючи свій досвід у створенні дешевих чотирилапих роботів, Unitree може продавати гуманоїдів за ціною від 13 500 доларів.
Це все ще виходить за межі мого бюджету, тому я купив робота-собаку. Але це драматично дешевше, ніж будь-який гуманоїд, який можна було купити кілька років тому. І низька вартість зробила Unitree світовим лідером у галузі гуманоїдних роботів.
Фінансові ринки оптимістичні. Unitree вийшла на Шанхайську фондову біржу 19 серпня. У перший день торгів акції зросли більш ніж у п’ять разів. Відтоді вони втратили частину висоти, але за ціною закриття в понеділок компанія все ще оцінювалася в 34 мільярди доларів — більш ніж утричі перевищуючи її оцінку до IPO.
Як Unitree демократизувала роботів на ногах
На початку червня я відвідав професора Сюесу Сяо, робототехніка з Університету Джорджа Мейсона.
«Десять років тому лише дуже невелика кількість дослідницьких груп працювала над чотирилапою ходою, тому що вони були єдиними людьми на планеті, хто міг створити такого робота, — сказав мені Сяо. — Потім Unitree вийшла на ринок. І це, по суті, демократизувало весь світ досліджень чотирилапої ходи».
Сяо провів мене по своїй лабораторії, де було чотири чотирилапих робота Unitree. Кожен коштував близько 15 000 доларів. У лабораторії також був чотирилапий робот Spot. Його виготовила Boston Dynamics — компанія, яку вважали лідером галузі до появи Unitree. Але Spot дорогий, починаючи приблизно від 75 000 доларів.
Засновник Unitree Ван Сінсін розробив грубого чотирилапого робота XDog для своєї магістерської дисертації в Шанхайському університеті.
«Марк Райберт з Boston Dynamics — мій ідол, — сказав Ван IEEE Spectrum у березні 2016 року. — Їхні статті допомогли мені розробити XDog».
Ранні прототипи Boston Dynamics — такі як BigDog і WildCat — мали бензинові двигуни та гідравлічні приводи. Це робило їх занадто великими, гучними та забруднюючими для практичного використання.
В інтерв’ю 2016 року Ван заявив, що його мета — «зробити чотирилапих роботів простішими та меншими, щоб вони могли допомагати звичайним людям, наприклад, переносити предмети, або бути компаньйонами».
Boston Dynamics офіційно представила електричного чотирилапого робота Spot у червні 2016 року. Але Spot став комерційно доступним лише у 2020 році.
Це створило можливість для Unitree, яку Ван заснував у травні 2016 року. Перші чотирилапі продукти компанії — Laikago у 2017 році та AlienGo у 2019 році — працювали на електродвигунах. Призначені для дослідницьких лабораторій, вони коштували десятки тисяч доларів.
У 2021 році Unitree випустила лінійку Go1, яка починалася з 2 700 доларів за модель «Air». У 2023 році Unitree представила Go2, який був ще дешевшим — 1 600 доларів за Air та 2 800 доларів за більш потужну Pro.
Сьогодні найдешевший робот Unitree — Go2 Air — на 97% дешевший за Spot. Але це не порівняння яблук з яблуками; Spot більший за лінійку Unitree Go2 і може переносити важчі вантажі.
Тим не менш, Unitree зробила чотирилапих роботів доступними для багатьох людей, які ніколи не могли б дозволити собі Spot — включаючи мене! Моя дружина ніколи б не дозволила мені витратити 75 000 доларів або навіть 15 000 доларів на робота-собаку. Але я переконав її дозволити мені витратити 4 017 доларів (після мит та витрат на доставку) на Go2 Pro.
Чому роботи Unitree такі дешеві?
Минулого року компанія Simplexity розібрала робота Go2, щоб зрозуміти його компоненти, і зробила відео, де це демонструє.
Кожна з чотирьох ніг робота приводиться в рух трьома двигунами. Є двигун у плечовому суглобі, що контролює кут ніг, і двигун, що приводить у рух кожен з двох сегментів ноги. «З трьома двигунами ви отримуєте справді динамічний діапазон руху», — сказав Луїс Еленес, інженер-механік Simplexity.
«Вони використовують усі однакові двигуни, — додав Еленес. — Усі чотири плечові з’єднання ідентичні за компонуванням. Це має величезні переваги. Знижуються витрати, зменшується кількість деталей. Чим більше ви можете повторно використовувати двигуни та деталі, тим простішим стає ваш дизайн і тим надійнішим він буде в цілому».
Якуб Бартошек, експерт з двигунів та роботів на ногах у стартапі MAB Robotics, стверджує, що Unitree також заощадила, використовуючи компоненти низької якості. Двигуни в роботах Unitree — багато з яких виробляються власноруч — мають тенденцію зношуватися швидше, ніж у деяких інших брендів роботів, сказав він мені. Але економія коштів робить роботів доступними для більшої кількості людей.
Unitree, здається, розробила своїх роботів для легкого ремонту, коли вони зношуються.
«Вони хочуть, щоб ці ноги можна було обслуговувати в польових умовах, — сказав Еленес. — Завдяки простій системі кріплення ніг робота до його тіла, «ви можете досить легко замінити ногу. Я б припустив, що це займе менше хвилини».
Unitree також отримує значну підтримку від китайського уряду, включаючи податкові пільги та великомасштабні закупівлі державними установами. Важко кількісно оцінити масштаби цієї підтримки, оскільки китайська система розмиває межі між державним і приватним, військовим і цивільним. Але сприятливе політичне середовище явно допомогло Unitree масштабувати свої виробничі потужності та, відповідно, знизити вартість кожного робота.
Потужні двигуни забезпечують дешеві актуатори
Unitree має ще одну контрінтуїтивну стратегію економії: використання великих та потужних двигунів. Потужніші двигуни не є дешевшими за своєю суттю, звісно. Але вони дозволяють Unitree економити на іншому компоненті, що називається редуктором, який може бути ще дорожчим.
Припустімо, у вас є важіль, де одна сторона вп’ятеро довша за іншу. Якщо ви натиснете на довгу сторону на п’ять дюймів, коротка сторона підніметься лише на один дюйм. Але сила зростає: 10 фунтів на довгій стороні стають 50 фунтами на короткій.
Багато роботів використовують системи зубчастих коліс, які називаються редукторами, що виконують ту саму функцію; вони перетворюють швидкий, відносно слабкий рух електродвигуна в повільніший, але сильніший рух частин тіла робота.
Традиційні промислові роботи вимагають надзвичайної точності, тому вони зазвичай мають великі коефіцієнти редукції.
Сторінка на вебсайті Boston Dynamics, наприклад, вказує, що два двигуни в ногах Spot спарені з редукторами, що мають коефіцієнти редукції 51:1. Іншими словами, двигун повинен зробити 51 повний оберт, щоб забезпечити один повний оберт суглоба ноги.
Це дозволяє Spot здійснювати дуже точні рухи, одночасно збільшуючи потужність двигунів Spot. Але це також має деякі недоліки. Один з них — вартість. Редуктори зі співвідношенням 51:1 складні і, як наслідок, зазвичай значно дорожчі, ніж редуктори з нижчими співвідношеннями.
Інший — жорсткість. Коли рука робота зустрічає фізичний опір, вона повинна поступатися граціозно — властивість, що називається зворотною привідністю. Також корисно, якщо робот може електрично відчувати такий фізичний опір. Роботи з вищими коефіцієнтами редукції погано справляються з обома цими аспектами; їхні кінцівки відчуваються жорсткішими, і вони менш чутливі до фізичного опору.
Натомість Unitree використовує великі двигуни в поєднанні з простим редуктором 6,33:1. Це робить її роботів більш спритними та динамічними, одночасно знижуючи витрати. Простіша конструкція також легше симулюється, що полегшує навчання роботів Unitree.
Рішення Unitree використовувати нижчий коефіцієнт редукції є частиною загальногалузевої тенденції. Високі коефіцієнти редукції мали сенс для промислових роботів, які програмувалися для виконання простих, повторюваних рухів. Натомість, багато сучасних роботів виконують складні дії в непередбачуваних середовищах. Це вимагає складного програмного забезпечення керування, яке може гнучко реагувати на мінливі умови. Програмне забезпечення постійно вносить невеликі корективи, тому воно може компенсувати менш точне обладнання.
Гуманоїдний поворот
Одна з найвражаючих і найпривабливіших можливостей мого робота-собаки Go2 Pro — це стійка на руках. Робот може нескінченно балансувати на передніх або задніх ногах і навіть рухатися вперед, назад або вбік під час цього.
Тому для Unitree було природно розширюватися в галузі гуманоїдів. Unitree вперше представила гуманоїда H1 у 2023 році. Наступного року Unitree представила дешевший і більш потужний робот G1.
Мені вдалося побачити один, коли я відвідав лабораторію Сяо в червні. Він заплатив близько 50 000 доларів за дослідницьку версію EDU. Споживча версія починається з 13 500 доларів. Це шокуюче дешево, враховуючи можливості робота.
Гуманоїдний робот — це більше, ніж чотирилапий, що стоїть на задніх ногах. Мій чотирилапий робот Go2 має три двигуни на ногу, загалом 12. Найдешевший гуманоїд G1 має п’ять двигунів у кожній руці, шість у кожній нозі та один у тулубі, загалом 23. Двигуни ніг у гуманоїдному роботі також повинні бути потужнішими, оскільки балансувати на двох ногах складніше, ніж стояти на чотирьох.
Проте, я підозрюю, що досвід Unitree з чотирилапими роботами дав їм перевагу в гуманоїдах. До початку 2020-х років Unitree вже кілька років постачала чотирилапих роботів. Компанія мала глибокі знання в дизайні актуаторів та розгалужену мережу постачальників.
Згідно з документами, пов’язаними з серпневим розміщенням акцій Unitree, доходи компанії від чотирилапих роботів потроїлися між 2024 і 2025 роками — з 230 мільйонів юанів (34 мільйони доларів) до 697 мільйонів юанів (104 мільйони доларів). Відповідні цифри для гуманоїдів Unitree становили 107 мільйонів юанів (16 мільйонів доларів) і 867 мільйонів юанів (129 мільйонів доларів) — восьмикратне зростання.
У 2025 році гуманоїди становили 51% доходу Unitree. Я очікую, що цей показник буде ще вищим у 2026 році.
Unitree може мати стійку перевагу
«Ми спостерігаємо народження ще одного китайського апаратного гіганта», — написала команда SemiAnalysis у червні. «Три роки тому Unitree була компанією, що виробляє чотирилапих роботів. Минулого року вони, використовуючи домінування в сегменті чотирилапих, створили і очолили ринок гуманоїдів».
Автори SemiAnalysis проводять паралель з DJI, китайською компанією, яка домінує на світовому ринку дронів.
«DJI Phantom 1 надійшов у січні 2013 року за ціною 679 доларів і на той час не був повноцінним продуктом, — пишуть автори SemiAnalysis. — Він не мав вбудованої камери, стабілізатора, літав десять хвилин, не мав прямої відеопередачі, але коштував приблизно вдвічі дешевше, ніж дрони, зібрані самостійно».
Як і DJI у 2013 році, роботи Unitree сьогодні мають багато недоліків. Безумовно, мій теж.
Додаток для керування роботом має помилки. Функції, які Unitree демонструвала у своєму рекламному відео — як-от підйом сходами та слідування за господарем — не працюють належним чином у реальному житті. Якщо я вмикаю робота, коли його ноги трохи не на місці, вони часто дико смикаються, і робот перекидається на спину.
Потім був випадок, коли мій робот впав за кілька метрів від мого будинку. Більш досконалий продукт міг би виявити низький заряд батареї (або високу температуру) і плавно вимкнутися.
Але для передових технологій така досконалість може бути не дуже важливою. Набагато важливіше знизити витрати.
«DJI вирішила інхаус найдорожчий і технічно найскладніший компонент насамперед: контролер польоту, — пише SemiAnalysis. — Пізніше DJI інхаус взяла стабілізатори, двигуни та ESC».
DJI зрозуміла, як виготовляти ці компоненти дешевше, ніж купувати їх у зовнішніх постачальників, що, у свою чергу, дозволило їй продавати свою продукцію дешевше за інших виробників дронів. І це розширило ринок для дронів DJI.
До появи DJI «професійна аерофотозйомка була сферою вертольотів та команд другого складу Голлівуду, але тепер малий бізнес міг виконувати це самостійно. Таким чином, для DJI відкрилися абсолютно нові ринки, такі як списки нерухомості, відео зі весіль, місцеві новини, сільськогосподарське обстеження».
Тут діє ефект маховика: чим більше одиниць продає компанія, тим кращі умови вона може отримати від постачальників і тим більше грошей може витратити на оптимізацію свого виробничого процесу. Більші обсяги продажів також дозволяють компанії привести більше компонентів до власного виробництва. Це дозволяє компанії ще більше знизити витрати, що означатиме більше продажів і ще більше грошей для інвестицій у вдосконалення виробничого процесу.
За кілька років цей ефект маховика допоміг DJI домінувати на світовому ринку дронів. SemiAnalysis стверджує, що Unitree прямує до того ж для роботів на ногах.
За даними SemiAnalysis, Unitree розробила власні двигуни, редуктори, лідарні датчики та камери. «Власні двигуни Unitree можуть коштувати на 30-40% дешевше, ніж еквівалентні західні двигуни, — повідомляє SemiAnalysis. — Зараз вони виробляють одні з найдешевших гуманоїдних редукторів у світі».
Це може дозволити Unitree захопити світовий ринок чотирилапих і гуманоїдних роботів так само, як DJI захопила світовий ринок дронів.
Звичайно, це не гарантовано. Unitree має низку китайських конкурентів. Unitree є світовим лідером у сегменті чотирилапих роботів, але китайський конкурент AgiBot нещодавно продав більше гуманоїдних роботів, ніж Unitree. Існує також багато менших роботизованих компаній у Китаї, які можуть кинути виклик Unitree та AgiBot у найближчі роки.
Але Unitree не має значної конкуренції в Сполучених Штатах чи на Заході загалом. Boston Dynamics продає чудових роботів, але вони, як правило, значно дорожчі. Існує низка американських стартапів, які прагнуть створити гуманоїдних роботів, включаючи Tesla, Figure та 1X, але споживачі не можуть купити робота у жодної з цих компаній сьогодні.
Це стривожило деяких американських політиків. У червні двопартійна група в Палаті представників представила законопроект про обмеження імпорту китайських роботів. У офіційному прес-релізі щодо законодавства згадувалося Unitree. Потім у липні FCC запровадила нові загальні правила щодо роботів іноземного виробництва, які, ймовірно, вплинуть на Unitree та інші китайські компанії.
Однак ринок роботів є глобальним. Навіть якщо китайські компанії будуть заблоковані на ринку США, Unitree або один з її китайських конкурентів все одно може стати домінуючим на світовому ринку гуманоїдних роботів.
Тут є очевидна паралель з електромобілями, де китайські компанії, як BYD, фактично заборонені в США, але досягають швидких успіхів у решті світу. Існує ризик, що заборона китайських роботів може мати подібний ефект: замість того, щоб перешкоджати зростанню таких компаній, як Unitree, вона може перетворити США на робототехнічну пустку.
Оригінал статті: arstechnica.com