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RFC频道|灵性聪慧的小当家——悟空家庭智能机器人深度评测报告
随着自然语言处理、视觉识别和步态控制等技术日趋成熟,人形机器人的落地频率加快。门罗机器人评测实验室最近就收到一款送测的家庭智能机器人——悟空。它由深圳市优必选科技有限公司和腾讯叮当共同研发,据说是一款有温度、有生命感的人形机器人,能够激发大家的沟通欲望和促进情感联结。下面就由门罗评测工程师为大家解构这款产品。
一、评测准备
在评测场景的选择上,门罗评测工程师根据悟空的应用特色和在前期对它的试用情况,拟定门罗自有的智能家居评测室、国评中心的机器人测试场地、真实的家庭环境和真实的户外环境共四种场景来开展本次的评测工作。
在评测流程的制定上,首先我们会对悟空的外观及表情进行解析,然后分别从操控性、产品功能、运动能力、语音能力、视觉能力和续航能力这几方面入手进行场景评测。最后,根据用户体验的调查结果与门罗评测工程师们的打分,得出最终的综合评定。(文末配有“小悟空的冰雪之旅”图赏。)
二、外观设计:精致可爱,表情传神
悟空给我们的印象是可爱俏皮,做工精致,它和之前日本的Robi一样采用了仿人形的设计,个子不大但亲和力十足,携带方便。在配色上,它采用了白与灰的极简搭配,干净清爽。作为一款家用智能机器人,悟空的全身采用了ABS+PC环保材料,各处均为圆角设计,儿童玩耍时安全可靠。
在悟空的头部区域,最明显的是那对大眼睛,由2块1.22英寸的IPS 显示屏构成。开机时,其眼睛会像真人一样缓缓睁开,非常传神——你会觉得它并不是一台冰冷的机器,而是一个有温度的机器人。其后,在人机交互的过程中悟空还有许多拟人化的眼神,效果超过同类产品,凸显其生命感。
悟空支持触摸反馈,轻拍其头部可中断当前任务,有时它会模拟生气的表情以示抗议。它的头顶有4麦克风环形阵列,可以进行360°全向拾音。眉心内置的1300万像素摄像头不仅可拍照,还可用来进行人脸识别和物体识别。嘴部的LED呼吸灯用来显示悟空的工作状态与电池续航情况,如白色表示开机,红色表示电量<50%,绿色表示电量>50%等。
目前大部分服务机器人需要Wi-Fi才能联网,而我们发现悟空可以通过SIM卡实现2G/3G/4G移动数据网络的连接及通话等。下图是其SIM卡槽的位置,这里还有它的立体声扬声器。
悟空的背部有一个大大的电池包,上面还有音量键、电源键和目前在机器人身上比较少见的Type-C接口。Type-C接口虽然成本相对较高,但有着较好的扩展性,供电能力也不错。优必选放弃传统的Micro USB接口,使悟空在未来的使用场景中有着更大的拓展空间。
优必选是做伺服舵机起家的,而悟空全身配备了14个自研的高精度舵机,头部3个,左右手各2个,腰部加左右腿共7个。如其腿上的舵机,不仅保证它能灵活自主地移动,还能模仿人类的步态。此外,悟空的足底采用了仿皮材料,增强摩擦力以提高行走的稳定性。与同系列早期的Alpha机器人相比,悟空的各关节密闭良好,不再出现线路裸露等问题。
三、操控性:操作流畅,反应及时
悟空的操控性我们先看手机APP。iPhone用户可在AppStore上搜索“悟空机器人-你的个智能小伙伴”并安装。运行该手机APP,按提示完成与悟空的蓝牙连接和Wi-Fi连接后即可使用。
浏览APP界面,最直观的感受就是优必选团队在UI设计上大胆地采用了可爱、快乐、有趣的印象配色,而不是常见的科技冷色系——跟Type-C接口同样的思路,做出差异化才能赢得市场。其界面中运动、监控、电话等功能模块的布局清晰合理,我们通过它们对悟空进行各种行为操控时响应快捷,无卡顿现象,流畅度较好。值得注意的是,功能图标在点击时会以色彩变化作为反馈,这类细节也体现出优必选团队对UX设计的重视。
回到悟空身上,其头顶具有触摸反馈的功能,轻轻触摸即可唤醒它或者中断它当前的任务,非常灵敏。
当然除了APP操控,悟空还能通过语音进行控制。用户只需说出唤醒词“悟空悟空”,再加上如“向前走”“拍个照”“我想看洗澡歌”等指令,它就会立即执行其任务。我们评测过很多同类产品,其中大多数还停留在各种功能堆砌的阶段,功能之间相互割裂无衔接,用户操控时需要通过APP和语音在不同技能之间频繁切换。而悟空不同,仅需语音控制,你就会发现它将大部分功能与技能整合衔接在一起了,大大提升了人机交互的效率和便利性,这无疑也是未来智能人形机器人的趋势。
四、产品功能:应用丰富,重点突出
悟空不仅具有较好的操控性,其产品功能也比较丰富。作为人形机器人,它最基本的功能就是表演,如跳舞、做瑜伽和打太极等。表演时的稳定性与平衡性都不错。
目前机器人编程教育比较火,而悟空的编程功能是由优必选和编程猫合作开发的。它简单易学,采用了可视化积木编程的方式,孩子可以通过拖动积木模块进行组合,能够锻炼孩子们的创新思维和解决实际问题的能力。
悟空还支持智能的绘本识别和绘本伴读,这对儿童的早期教育有着非常大的帮助。而在英语学习方面,它支持“中英互译”等功能,如将我们不懂的单词、短语和句子进行翻译。这些教育类功能,使得悟空在陪伴孩子的同时,也能够充当家庭教师的角色。
除了上述的重点功能,悟空还具备点播音乐、儿歌,咨询天气、股票、新闻等常规功能。另外其拍照功能比较讨喜,如孩子对它说给我拍照,它就会立即拍照并上传至APP相册中,让父母没在家时也能够手机远程观看。
一件产品能否持续吸引消费者,在于其产品功能的可延伸性。悟空还支持人脸识别、物体识别,以及4G通话和视频监控,这些功能给它的场景应用增添了更大的想象空间。如视频监控功能加上其行动能力,就让我们在外面时可以通过手机APP远程遥控它在家中来回巡查,执行防火防盗等任务比固定的摄像头更全面。
客观来讲,悟空的绝大部分功能甚至包括电量查询等都需要连接网络才能使用,较为不便。建议研发团队让它能够离线调用动作点播、编程等应用模块,一是减轻云服务器的压力,二是提升用户体验。
五、运动能力:灵巧敏捷,升级更佳
双足类的人形机器人运动起来,很考验关节灵敏度和舵机协调性等。而悟空共有14个舵机,除去头部3个,双臂双腿与腰部的11个舵机都参与运动时各种肢体动作的协调。这部分测试我们选用国家机器人检测与评定中心(简称国评中心)的运动测试场地,分为运动速度、避障能力和动作表演能力这3个细项进行测试。
(悟空正在进行运动速度测试)
在运动速度方面,我们选用了家庭环境中比较常见的地砖、木地板和地毯三种材质进行测试。测试结果表明,悟空直线运动的平均速度为2cm/s。作为小型双足机器人这一速度安全、够用,如果调快可能会带来平衡性问题。
在测试过程中门罗评测工程师发现,悟空在较为光滑的地砖和木地板上行走时,因舵机有一定虚位所以有时导致直线路径发生偏转,而在地毯上碰到摩擦力较大时会摔倒。
(悟空正在地砖上行走)
在避障能力方面,我们发现评测样机胸部的测距传感器没有启用,暂时测试不到数据。经与优必选团队联系,得知避障功能在今年3月左右能够启用,因此该细项的测试我们将放在之后的迭代评测中开展。
(悟空正在进行避障能力测试)
在试用过程中,我们发现悟空在遇到桌面边缘或台阶时不能停止运动或自主转向。考虑到用户可能会在桌面或床上使用悟空,建议厂商在版本更新后给它加入防跌落传感器。
在动作表演能力方面,我们对悟空进行了舞蹈、瑜伽和功夫等成套综合动作的测试,以及对俯卧撑等单个动作的测试,发现它均能有效完成,且成功率100%。这些表现能给用户带来很棒的使用体验。
(悟空的炫技十分给力)
综合来看,悟空涉及传感器的运动能力有待强化,这受限于它的体型问题,比较难在大范围大幅度的运动上兼顾长项。所以悟空在设计初期就走的是小巧运动的路线,跟大中型机器人是有区别的。因此涉及炫技的运动能力实现得很好。它那灵活的身姿与跌倒后自主爬起等动作令人印象深刻,这些都得益于其的步态算法和众多精密舵机的协调性。
六、语音能力:拾音灵敏,准确率高
悟空是由优必选和腾讯叮当共同研发的,而腾讯叮当AI助手为它提供了语音交互、视觉交互等多模态交互方案。那么在语音评测之前,先为大家简介一下腾讯叮当AI助手。
腾讯叮当AI助手
腾讯叮当AI助手是腾讯公司发布的新一代人工智能助手。它能提供整套技术方案及具体的技术组件,调用灵活。依托腾讯公司海量的知识数据、语料数据和行为数据等,它可进行精准分析,并能通过语义训练平台进行自我深度学习和进化,不断提升AI技术指标。目前它不仅内置于浏览器和出行类APP中,也搭载于智能音箱、智能电视、智能穿戴与车载设备、各种形态的机器人中。
同时,我们同优必选的技术负责人进行了交流,他们在腾讯叮当AI助手的基础上还开发了自己的技能平台,为悟空赋予了专属技能。如通过语音来调用悟空自身的各种软硬件功能与服务等。
语音能力的测试我们选在门罗机器人自有的智能家居评测室里开展,对其语音识别、语义理解和语音合成下面的细项进行测试。首先,采用通用语料库来测试它的远近场拾音能力。根据现场测试(环境噪声为52dB),它的最大拾音距离可达6m,这一距离内的远近场拾音都较为灵敏。
经过200次不同远近场距离的拾音测试后统计分析,悟空在5米以内的拾音比较稳定和准确,超过5米特别是在5.4米处下降明显。所以下图中拾音衰减临界点(衰减比率)我们定在5.4米。这得益于其头顶内置的4MIC环形阵列,使得悟空保持了远场拾音的敏锐性和准确性。客观地说,这一成绩超过了部分专业的大型商用服务机器人。同时,悟空也支持360°全向拾音和声源定位,这意味着它不仅适合家庭使用,到了户外也有应用空间。
既然优必选团队为悟空做了自己的语音技能平台,因此我们整合了特定的语料库(其中包含可调用悟空本体技能的语料)来测试它的反馈时间和识别准确率,测试距离固定为30cm。具体按指令、开放域聊天、多轮对话、冲突和容错等细项进行测试,以下是测试记录的节选。
经我们的反复测试,悟空平均的反馈时间为1.9秒,识别准确率为90%。除了冲突和容错,其他细项保持了近98%的识别准确率,这是很不错的成绩。在语音合成方面,它的合成语音吐词清晰,亲和力。当你和悟空对话互动时,你并不会觉得是在和一台机器对话,而像一个真人,这也是它具有“生命感”的一种表现。但目前,在语音能力的应用上它仍有较大的延伸空间,如接入第三方服务像叫外卖、叫车等,还有就是智能家电的控制。
七、视觉能力:响应稍慢,识别
悟空的视觉能力也是基于前面提到的腾讯叮当AI助手。门罗评测工程师从人脸识别和物体识别两方面进行了测试,并将拍摄能力作为附属测试也放在这部分。
首先,我们对悟空的人脸识别能力进行测试。此次选取了20位参测用户进行人脸录入,然后测试它的响应时间和识别成功率。经反复测试,悟空人脸识别的平均响应时间为6.1s,识别成功率为95%。它的识别成功率很高,但响应时间不算快,而较目前大多数智能手机1秒内的识别速度来说还有些偏慢。
然后,我们对悟空的物体识别能力进行了测试。我们选用生活中常见的20件物品进行测试,同样也记录它的响应时间和识别成功率。经反复测试,悟空物体识别的平均响应时间为7.2s,识别成功率为90%。有趣的是,我们故意拿手机背面进行了测试,悟空准确地识别为“这是花哨手机壳”。然后我们分别用单独的手机和手机壳进行测试,它也能准确地分辨出哪是手机哪是手机壳,可见其视觉具有一定的深度感知能力。
最后,我们对悟空的拍摄能力进行了测试。正所谓画质才是王道,为了展现悟空的拍照效果,我们选用iPhone X智能手机、5D Mark Ⅲ单反相机与它进行横向对比。拍照结果显示,与另两款更专业的设备相比,悟空因光学元件感光度不足而导致画面较暗,在色彩和亮度变化较大的区域也有明显噪点。当然这种对比本身不公平,所以只能作为附属测试,主要为了体现悟空的拍摄能力是偏重于人机互动娱乐,而不是摄影作品的创作。
八、续航能力:超出预期,场景广泛
在续航能力上,悟空标配了4060mAh锂电池。多轮测试下来,其平均充电时间为4h,而在各种应用强度下测得它的平均续航时间约为4h。在门罗机器人评测实验室以往的测试中,小型的两足机器人通常配置2000mAh左右的锂电池,续航时间大约1-2小时,所以悟空的电池续航时间能满足大部分使用场景。
虽然悟空主要是在家庭场景中使用,但其相对较高的续航能力加上小巧便携,使得它在户外场景中也有应用的空间。如我们后期就把它带到森林公园里去做了一部分测试,我们发现在接近0°的低温环境中放电量会加剧,电池消耗会更快,但这是所有锂离子电池在极冷环境下共有的问题。由于在极端环境中使用频次较低,因此不影响悟空正常使用。
九、用户体验
悟空是一款便携式智能机器人,其用户主要是儿童,其次是家长。所以门罗评测工程师以家庭为单位邀请了10组(1位小孩及其1位家长编为1组)参与用户体验,开展试玩与试用。其后分组调查并汇总的结果如下。
从调查结果来看,小孩与家长们普遍对悟空的外观设计、易用性和可玩性表示认可,但希望能够离线使用部分功能。在教育功能上,有些家长表示如添加学科指导和中英文表达训练等系统性的教育内容会更好。在性价比上,大部分家长表示悟空机器人功能很多很有趣,但价格稍微偏高。
十、评测总结
我们根据用户体验的结果和它在各项测试中的表现进行了评估评议,最终得出综合评定结果(满分5分)。
在外观设计上,悟空做工精致,可爱俏皮的外形深受大家喜欢,传神的眼睛更是带给用户们惊喜,且全身采用了环保材料并做圆角处理,所以得到5分。
在操控性上,悟空的APP操作流畅,页面布局清晰合理,而语音操控各种功能和技能时衔接流畅,且任务中断高效,触控反馈灵敏,因此得到5分。
在产品功能上,悟空拥有众多的应用功能,并且主次分明,还具有一定延伸性。但部分功能如动作点播、拍照和编程等模块不能离线使用,而我们还希望它能加入养成系统和游戏功能以增加用户粘度,所以得到4分。
在运动能力上,在运动能力上,悟空全身有14个自由度,这使得它非常灵活,涉及炫技的运动能力十分出色。跟大中型机器人不同,悟空受限于它的体积,因此其缺少一些传感器及配套算法,导致其避障越障和防跌落能力有待改进,所以得到3分。
在语音能力上,悟空的拾音距离远,反馈速度快,识别准确率高,语音合成效果好。但其语音应用缺少一定的扩展空间,所以得到4分。
在视觉能力上,悟空具有很高的人脸识别和物体识别成功率。但响应速度稍慢,外加附属的拍摄能力有待提升,所以得到4分。
在续航能力上,悟空大大超过同类产品的平均水平,不仅适合室内使用也适合户外使用,所以得到5分。
从上面的综合评分不难看出,悟空大多数项目的得分较高,且整体得分比较均衡。对于部分运动能力,其迭代升级对研发团队来说也执行力,相信升级后的悟空能给C端用户带来更多的惊喜。
总体而言,悟空在整个消费级人形机器人市场中是相当符合人们预期的产品。它不仅具有的运动炫技能力与丰富的应用功能,富有生命感的眼神和具有灵性的对话等人机交互特长也让用户自觉地把它与同类产品区分开来。现阶段,人工智能技术百家争鸣,尚未成熟,而通过悟空我们切实地看到了未来人形机器人的雏形。
照片赏析:小悟空的冰雪之旅
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深圳市优必选科技有限公司
优必选起步于2008年,是一家集人工智能和人形机器人研发、平台软件开发运用及产品销售为一体的全球性高科技企业。它从人形机器人的核心源动力伺服舵机研发起步,先后推出了消费级人形机器人Alpha系列、STEAM教育智能编程机器人Jimu系列、智能云平台商用服务机器人Cruzr系列与大型仿人服务机器人Walker等众多的产品。
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