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研發機器人的目的都是為了表演，關鍵價值之一是降低特效成本。

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作者：苗正

編輯：tuya

出品：財經塗鴉

1956年，迪士尼幻想工程（Walt Disney Imagineering，下稱WDI）於加州迪士尼樂園成立。起初，WDI的業務是負責負責設計建造世界各地的迪士尼主題樂園。隨著科技不斷進步，WDI為了讓迪士尼主題樂園能夠更好地迎合來客，他們不斷為主題樂園增設新的業務，以提高娛樂性。

久而久之，WDI目前的崗位超過了140種，其中包括插畫師、建築師、工程師、燈光設計師、表演節目編劇、平面設計師等等。但事實上，WDI早已不滿足只讓科幻角色只停留在熒幕上，他們想要把這些本該屬於電影、動畫中的人物出現在現實裡。

2018年，WDI的Project Kiwi計劃啟動。這是一個動態的的類人機器人，同時具有互動性。這款機器人身高約為0。75米，可以進行水平50度的旋轉，且依然能夠保持平衡。機器人後方連結的電纜用於控制，而非電力傳輸。在充滿電的情況下，Project Kiwi可以執行45分鐘。

Project Kiwi（來源：WDI）

為了能夠讓機器人更符合迪士尼版權下的角色特徵，Project Kiwi能夠進行從快速，富有表現力到極其緩慢和細微差別的動作。這需要開發定製的高速執行器，該執行器具有扭矩，安置在機械的結構中。每個執行器還配有機械離合器和線上扭矩感測器，以支援低剛度控制，進而實現順應性的相互作用並減少振動。

相較於其他類人機器人，WDI裝入Project Kiwi體內的定製化硬體並不常見。例如，鎖骨和肩部僅具有五個自由度以支援聳肩功能，並具有用於展現自然手勢的擴充套件配置空間。Project Kiwi還搭載了移動處理器以支援互動行為。

Porject Kiwi的尺寸只有0。75米，但是這款機器人內部的構造遠超於其他相同規模的類人機器人。因此在包裝和元件選擇方面，WDI面臨著嚴峻的挑戰。當然，並不存在十全十美的辦法，WDI為此在設計方面做出了妥協。例如，為了壓縮尺寸，WDI幾乎沒采用電線和聯結器，機器人整體全部依靠一種同時包含剛性和柔性材料屬性的電路板。但是這種電路板非常複雜，成本和製造時間也因此大幅度增加。同時Project Kiwi還要根據角色的包裝，而增加髖部和膝部促動器的尺寸。

從軟體的角度來看，WDI花費了大量的時間來開發運動規劃和動畫工具，這樣才能讓動畫製作者為Project Kiwi編寫風格化的步態，手勢和表情。但是與螢幕上的角色不同，物理規律是不可以改變的。因此，Project Kiwi目前僅限於在平坦的地面上進行程式化的步行和跳舞，但是未來將會增加上樓梯等動作。

Project Kiwi專案負責人Scott LaValley表示，根據經驗，藝術家和動畫師在賦予生活新的願景方面同樣發揮著重要作用。“我們經常從角色動畫和遊戲開發世界中汲取靈感，儘管機器人角色比虛擬角色更受限制，但我們正在解決許多相同的問題。另一個技巧是在設計過程的早期就利用運動研究（透過動畫，運動捕捉和/或模擬工具）來為任何新機器人生成效能驅動的要求。”

不止一款

當所有觀眾都在沉浸迪士尼的CG技術時，該公司真正的內涵其實遠不止如此。2013年，迪士尼開發了一種快速骨架設計工具，這是一種機電一體化的機器人，利用蒙布隱藏軸承、聯結器等元件，再透過動力帶動該工具移動，最終讓這個機器人可以直接將運動軌跡顯示在畫布上，從而大大減少了動畫製作過程。

快速骨架設計工具（來源：迪士尼研究院）

當時，迪士尼用這套工具設計了十個動畫角色，最終制作完成的有七個，在每種情況下，使角色按照自己的意願完成工作都只用了不到半小時的時間，相較於以往一幀一幀地手繪，效率提升了數百倍。而且所有涉及的部件都是3D列印的，製作成本也遠遠低於傳統手繪。

2016年時，迪士尼又推出了液壓驅動機器人Jimmy。Jimmy沒有類人機器人中常用的電機和齒輪。取而代之的是，它依靠迪士尼自主研發的液壓執行器來驅動。不僅如此，相較於用耦合來傳動動力，由於用液壓閥直接作為驅動裝置，使得Jimmy的靈活性遠高於同時期電驅機器人。

Jimmy（來源：迪士尼研究院）

2020年，迪士尼不滿足於只將骨架製作成機器人，於是又開發了表情機器人Gaze。強調能真實地模擬人類臉部表情，尤其能以眼睛自然眨動形式活靈活現地表達眼神和情緒。

透過胸前的攝影機與計算機視覺技術，Gaze能感知站在它面前的人，以及人的面部表情，並與其進行互動。Gaze的設計著重於面部的細微表情，包括眼球注視方向、眨眼頻率或轉頭動作都能模擬人類自然行為，同時當人類靠近時，Gaze也會自動給予迴應。

Gaze（來源：迪士尼研究院）

商業啟示

迪士尼所研發的機器人都有共同特點，這些機器人研發的目的都是為了表演

，並且這些機器人都是以人或者動物為基礎。另一方面，這些機器人都是定製化的，卻也是通用型機器人。定製化在於，

每款機器人都不會量產，他們的生產和製造都是有著明確且單一的目的

。通用則在於，這些機器人都有著極強的拓展能力，一旦套上角色的包裝，配合相應的運動規劃，立刻就會變成那個角色。

迪士尼是世界範圍內娛樂領域的龍頭企業，旗下8大IP總價值將近4000億美元。

而它真正的技術內涵，甚至超過了絕大多數機器人公司

。

以《復仇者聯盟4》為例，該電影拍攝成本為3。65億美元。其中，特效支出還不到1。5億美元，佔比低於40%。另一部以特效知名的電影《阿凡達》，總投資2。37億美元，特效超過1。5億美元，佔比63%。

《阿凡達》上映於2009年，《復仇者聯盟4》上映於2019年。即便前者的特效令人驚歎，但是兩部相距10年的電影，其特效技術在熒幕上的表現力仍存在著巨大的差距。

正是由於機器人技術帶來的便利，讓迪士尼擁有了更多施展的手段以及更低廉的拍攝成本

。

這種專門為影視特效而生的機器人目前並未大規模啟用，甚至全球僅有迪士尼一家在普遍採用機器人技術拍電影。傳統的影視公司，如派拉蒙、20世紀福克斯，大多數仍採用純特效技術。

誠然，類人機器人的開發工作非常複雜，其中涉及的交叉學科非常多。根據國際機器人聯合會（IFR）的報告，2019年工業機器人出貨量較2018年下滑16。9%，其中亞太地區兩大機器人採購國家：中國和日本，分別下滑9%和10%。

機器人市場中，另一大高出貨量、高安裝量的機器人是服務機器人。2020年該型別機器人全球出貨量為24萬臺，較2019年增長31%。其主要增長點為物流機器人，2019年物流機器人總量為7。5萬臺，2020年11。4萬臺。除此之外，公共環境機器人、軍用機器人等領域均增長緩慢。

從技術角度出發，誠然，5G技術和人工智慧技術的革新讓機器人擁有了更高的智慧以及更多的功能。但目前為止，市面現有的機器人較傳統機器人仍未有較大的差異化技術，因此，工業機器人已顯露飽和態，伺服器機器人也很難成為剛需。

迪士尼的機器人開發對於整個機器人產業來說，無異於開拓了一條全新的市場。2020年，全球動漫，

視覺特效和影片遊戲行業的市場規模為2610億美元

，而特效成本大約佔作品生產總成本的20%到25%。

Project Kiwi每臺的成本不到10萬美元，相關的角色服裝的價格約為100美元。與之相對的，Project Kiwi為特效製作中的骨架設計減少超過1000萬美元（多角色）。事實上

機器人為影視作品帶來的成本降低是難以衡量的

，特定場景中，甚至可以利用機器人完全取代特效技術。

有句網路流傳的話是“全世界都在催你長大，只有迪士尼守護著你內心的童話”。不過，迪士尼守護的方法也在與時俱進。