能自动变形的“擎天柱”，背后或是消费级机器人产业的未来

无论你是动漫迷、还是科幻作品爱好者，提到“变形金刚”想必不会感到陌生。特殊是作为变形金刚代表的“擎天柱”这个角色，更是无数少年、青年，甚至中年人心目中，最知名的英雄、机甲形象之一。

在这个前提下，假如我们跟你说，现在有那么一个机会可以让你“驾驶”擎天柱，让它服从你的命令，依据你的话语行走、运动、变形，而且所有的这一切并非游戏里的“虚拟现实”，而是一台活生生的、一台现实存在于你面前，最重要的是可以自动完成各种变形的“柱子哥”，你会觉得兴奋吗？

至少，如今从国内外大量视频博主、模玩爱好者、变形金刚粉丝和科技爱好者的开箱视频、展示的内容来看，他们普及都已经开心得像个孩子一样了。

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当然，我们三易生活并非关注模玩领域。虽然对于这款能操纵、能声控、能自动变形的擎天柱固然也是兴致盎然，但我们的关注点并不在于它有多“炫酷”，而是在于其玩法、设计背后的复杂原理，以及其背后所折射出的”科技力量”。

外看鉴赏：够大、够还原，还有不少特殊之处

为了更彻底的阐明这一点，让我们用更近的距离来看察这款可以自动变形的擎天柱，来看看它外看上有何玄机。

讲真，假如你有买过那些由孩之宝或TAKARA出品的“手掰变形”擎天柱玩具，可能一眼就能看出，我们手头这台可以自动变形的擎天柱，在很多设计上其实是非常还原1984 G1动画版造型的。

擎天柱胸口的大窗和肩部的汽车人标志

手动取下脑后盖板后对G1造型的进一步还原

脚跟部位的灯组

但是除了这些一眼就能看出的经典结构（或者说动画设定）部格外，在这台擎天柱身上，我们还能看到一些在其他同类形象产品中从未见过的细节设计。

比如说在“脚踝”部分，会看到缝隙里露出的浩大的、三角形的金属脚掌“内构”。

又比如说在大腿根部，这台擎天柱并未摘用模玩中常见的球关或插销平转关节设计，而是使用了两个硕大的U型电动关节来实现大腿根部的前后摆动。

类似的地方，还有肩部引出关节和手臂的连接方式。同样并非直插，而是裸露在外的、金属材质的U型关节。

为什么这台擎天柱要在已经非常成熟的玩具结构基础上往做重新设计？因为从本质来看，其实是因为这台擎天柱并非玩具，而是一台真正的，具备双足步行、运动、和甚至能够自动变形的机器人，也是《变形金刚》动画自问世后第一款能够实现全自动变形的擎天柱产品。

从不变形到自动变形，背后的难度远超你想象

依据官方公布的技术资料展示，大家所看到的这台“擎天柱”全身上下塞进了足足27个伺服电机，用了60颗微芯片进行算法驱动与运动掌握，全身零件数量高达5000多片，才最终让他能够稳定、灵巧的进行运动。那么问题就来了，如此多的零部件、如此复杂的动力设计，又是如何与“擎天柱”的外看以及变形结构，还有变形后的自主步行能力结合的呢？

为了弄清楚这一点，我们就需要请出另外一台机器人，并将其与“擎天柱”放在一起进行比较了。

擎天柱旁边这款星际侦察兵K1Pro，似乎更接近大家印象中的“机器人”产品。假如从产品设计的角度再进一步做看察，则会发现擎天柱的部分关节和结构设计似乎跟K1 Pro有些接近。

当然，虽然我们只用了“接近”这个词，但这并不意味着可以自动变形的擎天柱，就是直接基于这款人形机器人产品进行的二次开发。依据我们从乐森方面了解到的信息展示，虽然擎天柱的人形形态看起来确实与不可变形的K1 Pro类似，但实际上这两款产品从工业设计以及机械设计层面都有着本质上的不同。

不同在哪呢？首先对于机器人来说，其最核心的部件就是驱动每个关节的舵机，机器人的运动能力或者说机器人的动作能否又快又稳又准，全看舵机的性能如何。究竟舵机（或者更通俗地来说，也就是马达）对于机器人来说，实际上同时发扬着“肌肉”和“关节”的双重作用，它既要能够带动每一段躯体进行运动（动平衡），又要有足够的机械强度、能够支撑机器人各种不同角度上的姿态（静稳定）。同时舵机越多也就意味着可动关节的数量越多，机器人就有可能做出更复杂的动作，实现更精美的变形，但舵机越多对于机器人结构美看度以及舵机本身机械强度的要求，自然也会水涨船高。

与此同时，由于擎天柱是IP协作类产品，这就意味着乐森的工程师和设计师们必须要在确保外看还原的同时，还能够将支持各关节运动的舵机“躲”进柱子哥的身体里。因此，大量的舵机都必须重新设计外看、尺寸，以适配擎天柱本身的体型比例。同时舵机经重新设计后会带来性能的改变，能否为机器人提供足够的动能与支撑又成了附带的技术“矛盾”。

自动变形ing

其次，擎天柱与普通的人形机器人相比，“自动变形”是其最大的特征。这也就意味着，它全部的舵机都必需要同时考虑“车形态”和“人形态”这两种模式下的运动能力。有些舵机在人形态下可能用于驱动机器人“走路”，但在车形态下则必须要转而用于驱动车辆的运动。这不仅使得擎天柱的内部机械结构变得复杂了许多，而且还需要专门为其开发特殊的高性能舵机，不仅要足够小、还要有极高的扭矩，从而能够“带动”其浩大的身躯。除了性能，还要兼顾考虑舵机的外部包裹素材的结构设计，合理地规划变形过程的路径与顺序，外加摩擦阻力、重心偏移等物理因素的骚乱等。显而易见的是，这并不是一件轻易的事情。

最后，在机器人的变形运动算法以及步态算法层面，由于擎天柱人形态的结构、造型，以及重量分布与K1Pro完全不同、且存在人、车两种不同的运动形态，所以需要两套不同的掌握算法以及一套单独的变形算法，因此其算法设计的复杂程度极高。特殊是考虑到擎天柱本身要更大、更重、关节数量也多得多，这也就意味着当它“动起来”，特殊是双足步行的时候，几乎全身上下所有的舵机都需要连续不断的进行调整，从而让机器人在“迈步”的过程中，能够保护住重心的平衡。很显然，这需要几十个舵机和它们的驱动算法亲昵配合，更需要机器人内部足够多的传感器不断侦测重心、摩擦力、角度等数据。正因如此，“双足步行机器人”不仅仅是许多大男孩从儿时起就抱有的浪漫妄想，本身更是机器人行业中的一颗技术明珠。

事实上，依据乐森方面向我们透露的信息展示，尽管自动变形的擎天柱2021年才正式面世，但产品本身的研发实际上早在12年前、也就是2009年就开始了。在这12年里，包括创始人在内的一大批深爱变形金刚IP的工程师和设计师，探索了各种不同的机器人研发构思，解决了海量的技术和设计难题，并实现了诸多从0到1的技术突破，最终才让这款全球首个能自动变形的擎天柱成功与大家见面。

它不是玩具，而是能“圆梦”的正经机器人

除了结构、技术原理上的复杂和特殊之处，虽然表面上是一台“可远控的大型玩具”，但实际上乐森推出的这款擎天柱，内涵却早已超出了“玩具”的范畴。因为它不只是能变形、能发声、能通过手机或声控做出各种各样的动作，更为重要的是，这些行动本身还可以经由用户进一步的进行编程，开发出更多的“花样”。

依据乐森方面透露，“擎天柱”目前支持四种编程模式，其中一种是在APP直接通过“手掰”让机器人记住相应的动作，还有一种则是完全通过APP图形化编程来完成指令、动作、声音的联动。显然，前者比较适合父母与孩子共同操作，通过引导来培植逻辑思维能力，而后者则相对更“高端”，需要有一定的编程基础。

当然，假如有关注过目前的教诲机器人市场可能会发现，市面上大多数针对儿童的教诲机器人要么是摘用了模块化拼装式的设计，强调的是既要孩子们自行组装机械结构，又需要通过编程“赋予”这些机械体动作的能力，要么就是完全舍弃机械动作组件，纯粹靠摄像头、屏幕、麦克风与孩子们互动，此时“机器人”只不过是一个好看的外壳而已。

很显然，无论是擎天柱、还是类似星际侦察兵K1 Pro这种体型稍小的产品，乐森的机器人在基本的设计构思和使用方式上，与市面上的绝大多数产品都有着很大的不同。那么，为什么他们会抉择这条看起来格外特殊的产品路线呢？

针对这个问题，乐森表达，他们从未将自己定义为玩具公司，而是一家专注于消费级机器人的“机器人公司”。

这是什么概念呢？简单来说，就是比起拼装体验也好、编程教诲功能也罢，乐森更看重的反而是机器人本身的“功能”和“形象”。正因如此，他们抉择了用最强大、最复杂的技术，往挑战“双足人形机器人”这个目前行业公认的高难领域，同时通过IP协作在一次次的定制设计过程中，展现自身远超行业平均水准的机器人结构设计、算法开发等能力。

同时，自1927年机器人首次登上大荧幕至今，人们对机器人的认知和想象还基本停留在影视、游戏、动漫等文艺作品中，而绝大多数脍炙人口的机器人形象基本都是双足人形机器人。所以这也是乐森抉择了复杂的双足机器人、而非简单拼装编程类产品的一大原因，因为他们信赖，通过这种复杂的、高度还原IP形象的机器人产品，能够让许多人儿时的梦想“从荧幕走进现实”，享受特殊的沉浸式IP娱乐体验。

说白了，“消费级机器人”究竟还是一个新的产业方向，而如何让消费者更好的接受它，这才是目前各大品牌所真正需要解决的第一大难题。而当绝大多数品牌抉择用“简单结构+教诲功能”往试图打开市场时，乐森则成为了极少数勇于挑战“复杂设计+IP还原”产品方向的厂商。

从这一点来说，一方面这当然体现出了乐森在机器人结构和素材、变形机构设计、运动步态算法及配套软件开发等方面的“技术底气”。而从另外一方面来说，这实际上也意味着他们将“消费级机器人”的目的用户，实际上定为了消费能力更强的“大朋友”群体。而这样的做法是否能够成为家用机器人、特殊是高端家用机器人技术和产业进一步发展的驱动力呢？大家不妨拭目以待。