将机械手臂推向你

31岁的Lance Pierson不是一名典型的创客，他的全职工作是木雕艺术创作，高中毕业后在社区大学修了一些计算机课程。他称自己是一名普通的已婚男，在旧金山湾区生活，有一个一岁大的儿子，偶尔也喜欢在车库或是简陋邋遢的地方捣鼓一些硬件小玩意，比如“Armatecgroup”，这是他2014年4月在网上发起的一个硬件项目代号。

　　“Armategroup”可以理解为是一个基于uArm机械手臂开源系统的自愿者团体，Pierson希望通过网络找到一批兴趣爱好者。他的想法是在uArm机械手臂的开源系统上进行编程，组建一套类似Kuka和Fanuc标准的工业机械手臂，验证一些可以运用到工厂生产中的想法，但是成本只有工业化机械手臂的1/10，“在这个市场上，只有uArm的结构设计和软件是全面开源。”Pierson解释道。

　　人口红利的消失和工业4.0的快速推进，正在倒逼越来越多的产业加入到智能化大军，一个趋势是，越来越多可以被编程和联网的机器将会出现在工厂岗位 上。

　　不过，对于uArm创始人邓世韬来说，虽然uArm的灵感来自ABB PalletPack工业机器人，但他认为uArm定位仍然是消费级的工业机器人。不同于特斯拉车间里举着汽车外架的工业机械臂，消费级机械手臂尺寸大约仅有书本大小，“uArm就是一款可以出现在办公桌上的迷你工业机器人，如果你有足够的编程能力，你的机械手臂可以执行各种动作，比如打击乐器、整理桌面、移动杂物，当硬件精确度缩写到毫米级别后，可以应用的场景包括写字和绘画。”邓世韬说。

　　2014年1月，uArm出现在众筹平台Kickstarter上。邓世韬原本计划在半个月内筹集5000美元，这需要卖出20套单价250美元的产品。当时上线的uArm只是一个相对粗糙的产品原型，只有亚克力材质的手臂和底部转盘，和一套基于开源硬件开发平台Arduino的开发板―它用于控制整个操作。

　　没想到筹到5000美元的目标在上线第一天就完成了。之后的87小时内，uArm总共得到了超过25万美元的筹资，得到了1200多个Backer的支持，其中不乏物流巨头PCH的CTO、Google X工程师、Makerbot联合创始人等资深硬件玩家的支持。 >> uArm创始人邓世韬（右）和乐恒想把小众的创客类产品变得更商业化。

　　从结构上来看，uArm有着更好的工业化设计和操控感，它的伺服器动力装置在底部转盘中，减少了机械臂部分的重量，从而减少惯性动作对稳定性的影响，也能增加机械臂的负载能力以提高效率。

　　长期以来，消费级机械手臂的使用局限在极客小圈子中，因为需要一定程度的编程能力，机械手臂这类硬件贴上的标签往往是“冷门”和“Cool Stuff”。

　　邓世韬认为uArm更为灵活的一个要素，正是团队对uArm自带软件库的优化，用户可以使用更为智能的工具控制机械手臂，比如手机和键盘，“不需要太懂编程的人现在都可以使用uArm，在库里输入坐标之后，机械手臂便可移动到对应的位置。”邓世韬介绍说。

　　当门槛降低到更多普通用户参与之后，像Pierson这样拥有奇异想法的爱好者开始大量出现，这种微型开源机器人正成为一批硬件探索者的天堂。在Ufactory的社区分享活动上，分布于全球各地的爱好者展示了他们丰富的想象力，在视频中一位美国大学生正在操控机械手臂取水杯，另一位来自越南的咖啡店老板让uArm自动挑选出不同颜色的咖啡胶囊，然后放到不同的篮子里，就连斯坦福大学的机械实验室也开始采购uArm的机械手臂应用于实验操作。

　　到了2014年9月，uArm团队获得了创新工厂的天使投资，但没有透露具体的融资金额。

　　创业之前，毕业于中山大学电子信息专业的邓世韬和uArm现在的CTO乐恒，一同进了一家名叫Makeblock的初创公司做实习生。这家公司生产外形酷似乐高玩具的金属机器人套件，用户将这些套件拼装成一个机器人，然后自己编程，让它动起来。这种定位在教育类的创客玩具，让Makeblock每月在众筹网站Kickstarter上有数千美元销售额。

　　在这一段实习期结束之后，两名稚气未脱的青涩少年开始了第一次创业，他们最初的计划跟机械手臂毫无关系，只是利用深圳的供应链优势，为国外的智能硬件产品提供电子和机械零配件，比如3D打印机，这个平台提供优化过结构的滑轨、螺丝、电机、皮带轮。“它最后变成了一个超乎想象的大平台，仅仅是3D打印机的零配件拆分开后，就需要沟通几十家供应商，”邓世韬回忆说，“但问题在于，我们当时只有4个人。”

　　这次创业不到半年便结束。不过在Makeblock的工作经历，让邓世韬对硬件有了一些想法，他看到国外的创客网站Six Studio和Sparkfun一年的销售额差不多可以达到1亿美元，但是大多销售以Arduino电子模块为主的产品，缺乏机械输出的硬件产品。

　　uArm的两位创始人很快意识到，他们要开发一款结合电子模块和机械组件的硬件产品，最好能够切入家庭应用场景，在考虑了一系列热门的智能硬件产品后，机械手臂成为最终选择。

　　做出这个决定的一部分原因是，邓世韬认为机械手臂是最为接近“机器人”形象的产品。从2012年开始的硬件复兴潮流中，机器人概念产品是一支强大的支流，最初uArm团队看准的是教育类机器人市场，当人们提到机器人，毫无疑问脑海中浮现的大多数都是这样的工业化机器人，对于uArm来说，商业故事就是将这些工业机械手臂缩小，变成个人用户的桌面玩具。

　　第二次创业之前，邓世韬说并不太清楚机械手臂的市场有多大，他们对于产品构想的第一步，思考的却是怎样将极为小众的创客类产品变得更商业化。“没有人不想切入消费品市场，在深圳，大家都想成为下一个大疆。”uArm CTO乐恒说。 　　就像最初大疆开发了一体机将用户门槛拉低到小白用户，从而进入到更大的大众消费商业市场。uArm一开始就决定将设计图和软件开源化，开源电子原型平台Arduino已经拥有百万级的用户数量。邓世韬认为即便开发的是小众产品机械手臂，如果建立在Arduino平台上，这会让产品快速吸引一些极客用户。

　　另一个问题是，对于创业团队来说，硬件产品在生产端需要大量的资金。邓世韬决定效仿前东家Makeblock的道路，在国外硬件众筹平台Kickstarter上预售。启动项目之前，他们对比了在Kickstarter出现过的机械手臂项目，在2014年期间，Kickstarter上的机械手臂项目很少来自深圳本地团队，这些项目几乎都没有完成预定的筹资金额便宣告失败。

　　国外硬件产品在供应链上的反应速度慢，是这类产品无法工业化的一个阻力，比如PCB原型模具往往需要一周多的时间，跨越美国几个州调货，甚至得从中国采购。在过去两年，1.8万多个创客项目在众筹网站Kickstarter上成功募资2.74亿美元，而80%的项目最后要在深圳的工厂里实现。

　　和u A r m同类结构的机械手臂产品，当时在Kickstarter上处于真空状态。这给了邓世韬一个信心，uArm团队所在的深圳有着在硬件产业中无可比拟的供应链优势，这个城市拥有较为完整的产业配套能力，集中了大量高度分工、相互交融的零配件。

　　最早的时候，uArm将用户定位在拥有编程基础的创客们，uArm在软件库上并没有过多优化，只添加了几个简单的坐标指令，当用户需要机械手臂往前伸多少、往左拐多少，按某些键盘就可以前进或是后退。

　　随后的故事开始发展出一个预想之外的结果，这套最低定价185美元的uArm上线后仅仅两个小时就完成了预定金额5000美元。让邓世韬感到意外的是，按照uArm团队最初的设想用户大都应该是创客，但是事实上项目背后的1200多名支持者分布在各行各业。

　　国外用户接受编程的教育程度远远超过uArm团队最初对用户的判断，他们发现在幼儿园阶段，六七岁的小孩已经会使用图形化编程。“硬件开发者主要是国外用户，他们要做一些机械成品不容易，很难找到加工的地方，但是一旦有一个平台提供给他们，他自己就可以有很大发挥空间。”

　　uArm在Kickstarter上的畅销，或许代表了一种新出现的微型开源机器人平台。完成了20倍的募资额，这本身是一件好事，但同时又让团队陷入新的焦虑，深圳工厂的供应链实际上只能处理大约300套的产量，不过这个数字在未来两个月增长到1200套，这让团队几乎处于半封闭的开发状态。

　　结束了Kickstarter的募资项目后，整个团队从深圳龙华搬到了沙井电子城，这是深圳关外最大的专业电子市场。2014年的整个夏天，乐恒基本上都待在沙井电子城，他每天随身带着一个小拖车，经过一家店铺，便会停在门口先收集一张名片，回家之后他再一个个打电话去询问估价，一颗螺丝的供应商一般都在5至10家，而一套uArm机械手臂通常需要160个左右的零部件。

　　对于这支年轻的团队来说，邓世韬和乐恒一直以来只负责软硬件的开发设计，他们缺乏生产相关的经验，第一批1200套的uArm机械手臂在生产过程中，一下子让他们跳进了不少的“创业坑”，比如主结构的亚克力材质在量产超过1000套之后，因为材质切割的误差，会出现一块板两边厚薄不均的情况，除了带来较高的不良率，激光切割每一块亚克力板需要耗时半小时，这意味着生产线上的机器不休息切两个月才能完成1200多套的生产量。

　　这种忙碌的状态一直持续到发货的前一刻，在uArm位于沙田的公寓里堆满了板子和元器件，仅留了一个过道通往卧室。这些元器件和板子随后被组装成机械手臂，被层层泡沫裹装严实，仅有4人的团队连夜打包了1200套产品，隔天飞往美国参加Maker Fair的邓世韬还要在途中完善配套软件。

　　事实上，直到Kickstarter项目结束后，uArm团队也不太清楚这个产品的市场在哪里。

　　缺乏资金仍然是uArm团队面临的困境，他们在Kickstarter上筹到25万美元后，一大波国内的投资人带着问题找过邓世韬，“但是大部分投资人不太理解这个东西为什么能筹到那么多钱，不是一些消费类产品，而是这么一个裸露而原始形态的产品。”

　　直到2014年5月，创新工场的投资经理汪华去了一趟沙井，因为缺乏资金维系，当时的uArm团队正面临波动，最初的4人团队已经离开了2人。汪华此前曾在日本留学，服务型机器人在日本已经有一个相对成熟的产业链，不过商业化也仍然模糊。

　　在得到创新工场的投资后，uArm将团队扩招到了20人左右。为了解决亚克力材质在生产线上的高不良率，最新版本的uArm将材质替换成铝合金手臂，在手臂关节处加上了圆形轴承保护。

　　不过他们仍然需要解决供应链的产能不足问题，uArm在深圳的工厂每批次的最高产能是500套，目前无法大规模生产。uArm现在仅在极客网站Sparkfun、Sixstudios和一些技术博客上开通了零售渠道。

　　邓世韬认为uArm现在更像一个平台，除了手机和键盘操控，uArm手臂在功能上也正在和体感设备Leapmotion合作，用户可以通过手势操作机械臂，比如操控吸盘吸附手机，或是用机械手抓苹果、整袋薯片和棋子等物品。在程序后台，用户也可以对Leapmotion所开放的接口编程，把uArm变成个人定制化机械臂。

　　对于uArm来说，怎样获取更多的消费者用户是最为关键的问题。这支团队正在软件库中做一些图形化编程，这意味着不需要用户自己编程，只要点击一个功能图像，机械手臂就可以做出相同的动作。

　　目前uArm机械手臂精准度在0.5厘米，邓世韬认为将材料、结构、减速箱齿轮间隙等问题优化之后，机械手臂操控可以精确到毫米级别，这将会有一个更为广泛的应用场景，比如写字和绘图，甚至是外科手术。

　　某种程度上来说，邓世韬有过想成为“下一个大疆”这样的期望，“我们理解的智能硬件不是纯粹的消费级硬件，我们认为智能硬件是创造一个新的需求点给用户，就像3年前大疆如果没有把GoPro加在一起，我也不想买一台。”