在结构化环境中,机器人技术的应用已相当成熟,但将其置于开放的城市街道等非结构化场景,挑战便截然不同。尤其是在户外,机器人需要全天候不间断运行,这意味着它们必须能够应对各种天气条件和复杂的交通人流。
中国信息通信研究院发布的《具身智能发展报告》指出,当前具身智能面临数据、模型、本体、场景难以形成闭环的困境。尽管如此,到2026年,具身智能将从技术验证阶段过渡到实际应用阶段,而城市服务领域正成为检验其落地能力的关键场所。
面对这一趋势,库萨科技专注于“让具身智能服务城市开放场景”,其核心策略是整合数据采集、模型训练和机器人部署的全栈工程流程,确保机器人在真实环境中能够稳定运行。库萨认为,要跨越规模化落地的鸿沟,研发和工程化能力必须齐头并进。
库萨科技成立于2023年,团队汇聚了来自清华、上海交大等高校的优秀人才,核心成员在整车、机器人及自动驾驶领域拥有长达15年的研发和管理经验。其主要产品是面向城市开放场景的服务机器人,目前已在超过40个城市投入运营。
今年7月中旬,库萨科技推出了Kusa Robo Platform,一个专为城市级具身智能部署而设计的工程化平台,涵盖了从数据采集、模型训练到多端部署和远程运维的全栈闭环。作为少数深入这一领域的企业,库萨致力于解答一个行业普遍存在的疑问:为何做好专用平台是实现具身智能规模化落地的关键?
城市级具身智能的挑战所在
许多自动驾驶团队在转型机器人领域时,最初认为这只是将二维问题提升到三维。库萨团队也曾有此想法,但深入实际场景后发现,基础评价标准已发生根本性改变。
最本质的区别在于评价体系的演变。乘用车在特定场景下只需从A点安全抵达B点,而城市环卫机器人则需要主动与周围环境互动并做出判断。例如,路面上一个鼓胀的塑料袋,其内部填充物(砖头、水瓶或空瓶)会决定处理方式的不同。自动驾驶车辆可能直接碾过或绕行,但环卫机器人必须尝试清扫,若无法完成才考虑其他方案,因为其核心任务是清除垃圾。
评价体系的改变揭示了一个被低估的难点:物理交互。库萨科技联合创始人兼CTO陶圣指出,自动驾驶对接触力学的关注度较低,是因为汽车行业有成熟的底盘技术。而城市服务机器人则需要将末端执行器的力矩反馈、旋转控制与整车控制深度耦合。从“车”到“机器人”的转变,关键在于物理交互的处理。这不仅需要传感器,还需要模型对物理世界的深刻理解。
为何聚焦城市服务场景
陶圣解释,选择城市服务场景的核心在于其真实且迫切的需求。城市环境复杂性高、技术壁垒强,同时能直接产生商业价值,是验证具身智能工程化能力的理想土壤。更重要的是,城市服务机器人行业的市场渗透率尚不足1%,是一个巨大的蓝海市场。
尽管挑战重重,但潜在回报丰厚,这使得城市级具身智能成为一项值得长期投入的“难而正确的事”。这种高门槛也决定了城市级具身智能需要一套专门的工程平台,而库萨的Kusa Robo Platform正是为此而生,其背后是三项核心技术的支撑。
支撑具身智能的“底座、燃料和大脑”
此次发布的三项核心技术各司其职。Kusa OS是面向城市级具身智能的专用操作系统,负责机器人的稳定运行和实时调度;Corner Factory是数据工厂,专注于从数据中自动挖掘、清洗和标注长尾场景;Kusa Omni-CTS是全模态具身模型,负责从场景感知、认知理解到动作输出的完整流程。这三项技术共同解决了机器人如何在城市中“跑得稳、学得快、懂场景”的问题。
Kusa OS的首要任务是确保“跑得稳”。该操作系统的研发可以追溯到2018年库萨团队在码头无人驾驶项目上的经验。ROS2虽然是机器人领域主流的开源框架,但其在硬实时性方面存在不足,可能导致不可预期的延迟和抖动,这对于高稳定性和实时性要求的城市服务场景存在风险。
因此,库萨从底层自研了Kusa OS。借鉴码头场景7×24小时不间断运行的需求,库萨基于数据分发技术,从头构建了一套精简且模块化控制的系统,以实现更高的稳定性和可靠性。经过长期迭代,Kusa OS在长期稳定性、确定性调度和时延抖动压缩方面取得了显著成效。
然而,自研OS也付出了巨大的代价,尤其是在工具链方面。ROS2社区拥有丰富的开源资源,而自研则意味着需要从零构建一套完整的工具链。库萨的解决方案是自主开发一套编程工具链,通过描述性语言自动生成初始化代码,以降低迁移成本。自研的付出换来了底层自由度和实时稳定性的提升。
如果说OS是“底座”,那么Corner Factory就是“燃料”,它解决了“持续学习”的问题。库萨的数据飞轮已形成闭环,从早期自动标注占比80%提升至90%以上。陶圣介绍,其数据链路的运转流程是:机器人遇到异常自动停车,保存多传感器数据;数据回传至数据工厂,完成脱敏、自动标注(从2D分割分类升级到3D占用网格和三维重建);人工复核后,专用模型筛选值得学习的长尾场景,用于模型训练。
在Corner Factory中,Kusa Omni-CTS基于单帧真实场景生成时序视频流,并同步派生3D点云及OCC语义占用。Kusa Omni-CTS将OCC/3D点云作为核心中间表征,在二维观测与三维结构间构建物理级空间约束,确保空间理解的准确性,支撑高效的数据闭环和模型周级迭代。陶圣强调,数据本身才是真正的壁垒,因为数据与场景高度相关,先发优势来源于时间和量的积累。
作为“大脑”的Omni-CTS,则致力于解决机器人“懂场景”的工程化难题。陶圣指出,库萨模型的“第一性原理”在于思维方式的转变,通过融合视频生成、时空编码、3D Gaussian等前沿技术,形成了一套原创的解决方案,突破了模型异步输入的难题。
在实际机器人应用中,多传感器数据同步是一个普遍存在的问题,如激光雷达10Hz、相机30Hz、IMU可能高达1000Hz,数据节奏差异巨大。强制同步会导致卡顿或矛盾,严重影响模型性能。Kusa Omni-CTS通过两层机制解决此问题:第一层是跨模态异步特征对齐,在高维隐空间构建连续时空曲线,使各传感器数据在高维空间自动对齐,实现自然流动,无需昂贵的硬件同步。第二层是物理一致性预测,在高维空间构建符合物理动力学的连续轨迹,使模型不仅能理解当前情况,还能基于物理规律预测未来可能发生的状况,并选择最优执行方式。
从硬件角度看,该设计对硬件改动不大,但解决了因时间抖动导致的模型性能大幅下降的问题。在具身智能领域,多模态融合是最终的解决方案。对库萨而言,研发和工程化并非割裂,而是紧密结合。Kusa Omni-CTS的结构创新和OS的底层重构体现了其研发实力,而OS、数据飞轮和全模态融合的协同则将研发成果转化为稳定、高效的工程系统。研发是库萨的基础,工程化是其核心竞争力。三项技术整合形成了认知进化的闭环,OS、数据飞轮和全模态融合的深度耦合,叠加城市场景的时间积累,构筑了全栈协同的系统性优势,为库萨建立了独特的护城河。
落地成效与未来展望
库萨的具身智能产品已部署至40多个城市,三年内从零起步实现了数倍甚至数十倍的交付规模增长,在这一细分赛道中表现突出。在中大型开放道路场景,库萨已进入常态化运营阶段,商业模式跑通并产生实际作业价值。然而,陶圣也指出,规模化问题尚未完全解决,场景泛化能力仍需提升,硬件需经受极端天气考验,产能也正从单线500台向5000台迈进。
他坦言:“没有验证之前,都还是打嘴炮。”量产爬坡的不同阶段都面临着各自的挑战,但可以确定的是,技术迭代始终由真实需求驱动,尤其是真实世界中层出不穷的长尾场景。
一个有说服力的例子是识别“不起眼”的鱼竿。当库萨的产品从市政道路扩展到公园、园区等更接近人的场景时,会遇到钓鱼者放置的细长鱼竿,这超出了以往地面线缆检测的经验,需要重新采集数据进行训练。陶圣从中领悟到,在规模化落地前,大部分技术迭代是为了应对突发场景,团队不可能预设所有问题,这是一个逐步发现的过程。
另一个案例是“书包旁的纸与铅笔”。傍晚时分,机器人识别到书包、纸笔和奔跑的学生,通过语义理解,判断学生可能是文具的主人,书包和文具为临时存放,故不予清扫。次日,当书包和人都不在场时,同样的纸张则被判定为垃圾。这种场景判断的实现,依赖于大模型对整张图片的语义理解能力,能够关联人、物、时间、空间。
这些快速迭代和部署得益于Corner Factory的数据飞轮和Kusa Robo Platform的通用性。此外,平台还能适应不同形态的机器人,同一套系统能在短时间内从轮式机器人切换到双轮足机器人,机械臂控制也从2-3个自由度平滑扩展至多自由度,避免了被单一机器人形态锁定。跨形态适配的关键在于硬件抽象层,将力矩、角度等统一抽象,再由底层运动学模型转换为执行指令。陶圣将此比作人的肌肉记忆,大模型负责顶层思维,底层小模型负责具体执行。
未来,平台进化的最大空间在于大模型。OS的迭代相对缓慢且已趋于成熟,而大模型正回归数学本质,融入物理和数学硬约束,例如利用流体力学描述物理概念,使3D空间理解成为共识。
具身智能的操作系统不会像手机那样出现一家独大的局面,机器人场景的碎片化程度远超手机和PC,最终很可能呈现“多家分天下”的格局。在此之前,库萨的目标是让城市服务机器人在更多纵深场景中实现“开箱即用”,成为可靠、持续、可规模化的生产力伙伴,提升城市运行的效率和韧性。
| 主队 | 比分 | 客队 | 联赛 | 时间(北京) |
|---|---|---|---|---|
| 科恩堡 | 0:0 | 纽伦堡 | 俱乐部友谊赛 | 01:00 |
| 赫拉克勒斯 | 0:0 | 格罗宁根 | 俱乐部友谊赛 | 01:00 |
| 马克斯莱恩维捷布斯克 | 0:1 | 克拉约瓦大学 | 欧洲冠军联赛 | 01:00 |
| 佩特罗库布 | 1:0 | 埃格纳提亚 | 欧洲冠军联赛 | 01:00 |
| 布雷达NAC | 0:1 | 埃因霍温FC | 俱乐部友谊赛 | 01:00 |
| 利希滕贝格47 | 0:2 | 柏林赫塔 | 俱乐部友谊赛 | 00:30 |
| 莫斯科斯巴达 | 0:0 | 喀山鲁宾 | 俱乐部友谊赛 | 00:30 |
| 奥贝尔 | 0:2 | 标准列日 | 俱乐部友谊赛 | 00:30 |
| 瓦萨什 | 0:0 | 基什瓦尔达 | 俱乐部友谊赛 | 23:00 |
| 哈特贝格 | 2:0 | 布尔诺兹布罗约夫卡 | 俱乐部友谊赛 | 23:00 |