和机器人行业八竿子打不着的迪士尼，居然也在做机器人，而且还做了很长时间。
最近，迪士尼研究中心发表论文，介绍一款专为娱乐而生的双足机器人，并详细拆解他们做双足机器人的技术细节。
（图：paper.Design and Control of a Bipedal Robotic Character)
这则论文所拆解的机器人，具有5个自由度的腿部和4个自由度的颈部及头部组件。其实它早在2023年底特律IEEE/RSJ大会上就出现过，在现场，小机器人嘴巴里咿咿呀呀地“念咒”，双腿可以“萝卜蹲”，走路会发出声音，整个形象萌翻全场。就在前不久的英伟达GTC大会上，它还和黄仁勋撒起了娇。
（图：2024英伟达GTC大会现场，黄仁勋和迪士尼机器人互动）
无论如何，除了电影里的机器人角色，“迪士尼”都好像和“机器人”没有半毛钱关系，那么，迪士尼为什么要做机器人？迪士尼真的想要抛弃老本行、转而跨界抢波士顿动力和特斯拉的饭碗吗？
一切为了孩子
从1955年华特·迪士尼决定在制片之外单独开辟乐园开始，机器人就一直是迪士尼主题公园的特色。60年代，华特·迪士尼就尝试过在主题公园放置“有声电子动画”，即动作有规律的机械人物。
1963年，迪士尼乐园魔法提基屋（Enchanted Tiki Room）的热带鸟亮相，这些机器鸟可以根据预先录制的曲目进行移动和“歌唱”。而今，在部分乐园里，一个Tiki房间有200多只鸟，还有鼓手和魔法喷泉，机器鸟还可以说话、跳舞、能够在客人用餐的时候为客人唱歌。
（图：迪士尼乐园 热带鸟）
1964年，迪士尼开始从“音频电子动画”转向“人形电子动画”，亚伯拉罕·林肯就是迪士尼推出的第一个全动画人物形象，他就像一位电子演员，向观众展示剧情，还可以发表“葛底斯堡演说”。不久之后，人形电子动画的剧目从单人变成“群演”，目前知名的“进步旋转木马”的首次问世，就发生在1964年10月的纽约世界博览会。
（图：迪士尼乐园 亚伯拉罕·林肯）
但这些电子人物是缺乏灵魂的，他们的动作都是事先被设定好的。在迪士尼随后的电子动画创新中，手段不外乎是更换角色或剧情，抑或是通过扩大“人物”规模来吸引游客注意力，1967年，在迪士尼乐园的加勒比海盗游乐项目中，有100多个有声电子海盗和市民。这些角色都像被上了发条的钟表，受到动力支撑后，便开始机械地、循环地转动，甚至有游客看久了后“打瞌睡”。
迪士尼的工程师们也意识到了这一点，他们发现“这届孩子不好骗”，作为主题公园游玩的重要主体，孩子们的见识跟随着时代发生了不小的变化，如果道具做得不够逼真，他们可能很快就会失去兴致。比如，以前到游乐园，简单的机械玩偶就让孩子玩得乐不可支，现在你跟孩子说“看，这是米老鼠”，他可能会盯着玩偶看半天，一脸认真问“爸爸，这个米老鼠为什么不眨眼”。
于是，迪士尼工程师们不断改进角色，努力让电子动画的角色更加逼真和流畅。
2010年，迪士尼迎来其电子动画领域的“巅峰”，名为“A1000”的动画角色上线，这些角色更具有灵动性。其中阿凡达主题乐园的“歌之萨满”便是A1000中的代表性角色，她可以灵活地一边唱歌一边配合敲鼓。可以看出，相比较于20世纪偏静态的角色，“歌之萨满”从头部到上肢，整体的动作幅度更大，更具备令人释放压力的功能。
（图：迪士尼 歌之萨满）
歌之萨满的制作过程也十分复杂，在这张“阿凡达”的面孔之下，是一系列精细化的零件排列：
（图：面具之下的歌之萨满）
但“歌之萨满”只能被“钉”在特定的场景，唱出特定的曲子，这些曾经能够玩儿得转的“循环播放”体，越来越难满足从小就浸泡在社交网络和游戏世界中的孩子。
为了获取21世纪网络原住民们的青睐，迪士尼乐园需要更换策略，一是更高频次地进行机器人创新，来保持游客的新鲜感；二是这些角色需要更加刺激、惊险，或能够戳中游客的某个情绪点。
“超人”角色应运而生，2021年，迪士尼的“特技电子”机器人走向前台。
（图：迪士尼 特技电子机器人 蜘蛛侠）
这个在65英尺高空“驰骋”的蜘蛛侠不是真人扮演的杂技演员，他是迪士尼研发出来的特技机器人，在整个表演过程中无需任何绳索。脱去外皮，迪士尼的特技蜘蛛侠是一个全身黝黑的机械结构。
（图：面具之下的蜘蛛侠）
实现在空中“惊鸿一飞”的蜘蛛侠，重95英镑，外表酷似一个人形机器人，但这种相似度仅停留在外形体而已。与人形机器人更复杂的本体、更精密的电机和关节设计比起来，“蜘蛛侠”的本体材料由3D打印塑料和铝、以及数不清的螺丝制造而成，他本质上只是一个内部被放置可移动重物的“连杆结构”。
当这个“连杠结构”被“扔”到空中的时候，内部的重物可以做自由落体运动，再结合工程师们设计的“弹弓系统”和拟人化的飞行轨迹，“蜘蛛侠”就可以实现在空中展现出不同的动作。
（图：“蜘蛛侠”的本体）
在完成任务后，“蜘蛛侠”无法实现真正的“稳定落地”，而是落入到人们视线之外的巨大的“网”中，这倒也符合“蜘蛛”就该“落网”的角色设定。
虽然特技机器人可以完成酷炫的高危动作，但想要保持“逼真感”，就只能远观，不能近赏。此外，特技机器人和迪士尼早期的电子动画机器人其实没有本质区别——它们都只能在工程师为他们规划好的既定动作轨道里运行，并没有摆脱表演“单一”的烙印。
于是，迪士尼工程师们把“瓦力”从动画搬到了现实，就此诞生新一代、可与人类互动的迪士尼机器人。
据称，这款“瓦力”机器人是参照2008年迪士尼发行、皮克斯制作的影片《机器人总动员》中的角色WALL-E（瓦力）原型而做，虽然它们外形并非完全一致，但整体形象和气质大致相似。
（图：迪士尼机器人 《机器人总动员》角色 瓦力）
可见，在迪士尼成立至今的70年时间里，迪士尼不断尝试对主题公园的机器人进行改造和迭代，因为“主题公园”是迪士尼业务的重头戏，为了保住这块阵地，迪士尼需要持续寻找新的增长点，而机器人就是迪士尼主题乐园的突破口之一。
70年迪士尼乐园的挑战
从2022年Q4到2024年Q2，“体验”（experience）板块的营收长期占据迪士尼总营收的36%左右，主题公园业务也包含在其中。
但回溯过去两年迪士尼财报，“体验”（experience）板块的同比长期处于下滑趋势，从2023年Q1的20.7%落到2024年Q1的6.9%，尽管“体验”（experience）板块2024年Q2（83.93亿美金）营收的同比2023年Q2（76.46亿美金）上升9.8%，但环比2024年Q1（91.32亿美金）下滑8.1%。
迪士尼2024年Q2财报显示，Parks&Experiences国内（Domestic）的营收同比去年增长10%左右，但财报也提到，“国内公园和体验的营业收入增加是由于华特迪士尼世界度假区和迪士尼游轮公司的业绩增长，部分被迪士尼乐园度假区业绩下降所抵消。”
可以看出，Q2迪士尼乐园度假区业绩不佳，这或许也是激发迪士尼尽快摸索出吸引游客眼球的“新物种”的原因，而互动性高的机器人可能是他们的重点选项。
怎么样才能打造出一款更逼真、不再只是“呆板”地做循环动作的公园“角色”？
2018年，迪士尼启动名为Project Kiwi的项目，目的就是在观众面前呈现鲜活的小角色，打造一款能与游客互动的双腿机器人。从这里开始，迪士尼真正意义上拉开了人形机器人的序幕。
但放眼全球，2018年的人形机器人技术依旧不够成熟，会行走的机器人屈指可数。人形机器人“鼻祖”Atlas几乎一枝独秀，它可以进行跑步、跳跃、翻筋斗等复杂动作。2022年获得亚马逊1.5亿美金投资的人形机器人Agility Robotics，在2018年也才开始优化旗下Cassie机器人的能力，Cassie在这一年拥有了更稳定的步态和能源效率。
相比较于行业其他做人形机器人的公司，迪士尼工程师面临着更严峻的形势。和工业类机器人相比，迪士尼机器人更需要有能够拨动人类情绪的点。此外，迪士尼的角色类机器人十分“非标”，比如一只可以安在“瓦力”身上的胳膊，就无法用在“格鲁特”身上，这意味着迪士尼必须走“定制化路线”，即对机器人所需要的零部件进行个性化开发。
那么，如何将“人性”元素糅合进冰冷的机器人世界 ？对迪士尼来说，做出一款能够运动的腿并不难。2016年，迪士尼就从波士顿动力挖来“大将”Scott LaValley，Scott LaValley曾负责开发出初代Atlas的腿部运动，他有能力为迪士尼复制出一双类似的“运动腿”。
但难点在于，怎么做出既能行动，又十分“人性化”的、有自主性的双腿？根据TechCrunch报道，Project Kiwi想要做的腿部和躯干，是“可以偷偷摸摸、弹跳、拖着脚步、昂首阔步”的，甚至“躯干的下半部分可以踮着脚尖从你的办公室走过”。
（图：Project Kiwi，腿部研发，Disney Imagineering）
Scott LaValley仔细观察人类的双腿运动，即便轻轻推搡人类，或者将双手搭在人类肩膀上，人们也可以继续保持站立，这种能力是人类无意识的自我平衡能力。反观Project Kiwi，在软件上，需要有一套新的设计系统，对腿部施加大量动态和运动学束缚，并通过反馈机制识别违反这些约束的情况，来进行纠正。
硬件上，Project Kiwi在齿轮系统、执行器、电路板等关键零部件也做了一些定制化尝试。“现有的执行器不符合迪士尼机器人的需求，所以他们从头开始制造”，根据TechCrunch报道，Project Kiwi还计划开发一套新的执行器，动态施加扭矩并增加传感功能，来提高双腿的稳定性，让机器人在不平坦的地面也能安全行走。为了能将电机和执行器封装得足够紧凑，迪士尼还为Project Kiwi定制研发出一套齿轮系统，这套系统可以让膝盖、手腕等关节共享电机，实现关节之间的能量转换。
在工程师们的努力下，“格鲁特”机器人诞生了，他是迪士尼根据2021年《银河护卫队2》中小树人格鲁特等比例复制的，身高约76厘米，可以眨眼、单脚站立，两只胳膊也能伸缩自如。
（图：迪士尼机器人 《银河护卫队2》角色 格鲁特）
类似的“瓦力”的动画角色，正在一个个从屏幕走向现实，一个由迪士尼打造的《西部世界》，正在缓缓拉开序幕。
结语
在美剧《西部世界》中，一群成人在由高科技构建的机器人主题乐园里，毫无限制地发泄着杀戮和欲望。但随着机器人接待员意识的觉醒，他们开始重新审视所处的世界，并展开了反抗人类的斗争。与《西部世界》所设定的目的不同，迪士尼主题乐园满足的是一群天真无邪的孩童的幻想，在儿童的世界里，没有杀戮，没有戾气，他们所期待的只是能与动画世界的“格鲁特”拥抱、能拍拍小“瓦力”的头。
在这个世界里，“瓦力们”没有意识上的觉醒，却能拥有孩子们的善待。
参考资料：
1. Legged high-dexterity self-balancing capable robot actor
2. TechCrunch.Disney Imagineering’s Project Kiwi is a free-walking robot that will make you believe in Groot
和机器人行业八竿子打不着的迪士尼，居然也在做机器人，而且还做了很长时间。
最近，迪士尼研究中心发表论文，介绍一款专为娱乐而生的双足机器人，并详细拆解他们做双足机器人的技术细节。
（图：paper.Design and Control of a Bipedal Robotic Character)
这则论文所拆解的机器人，具有5个自由度的腿部和4个自由度的颈部及头部组件。其实它早在2023年底特律IEEE/RSJ大会上就出现过，在现场，小机器人嘴巴里咿咿呀呀地“念咒”，双腿可以“萝卜蹲”，走路会发出声音，整个形象萌翻全场。就在前不久的英伟达GTC大会上，它还和黄仁勋撒起了娇。
（图：2024英伟达GTC大会现场，黄仁勋和迪士尼机器人互动）
无论如何，除了电影里的机器人角色，“迪士尼”都好像和“机器人”没有半毛钱关系，那么，迪士尼为什么要做机器人？迪士尼真的想要抛弃老本行、转而跨界抢波士顿动力和特斯拉的饭碗吗？
一切为了孩子
从1955年华特·迪士尼决定在制片之外单独开辟乐园开始，机器人就一直是迪士尼主题公园的特色。60年代，华特·迪士尼就尝试过在主题公园放置“有声电子动画”，即动作有规律的机械人物。
1963年，迪士尼乐园魔法提基屋（Enchanted Tiki Room）的热带鸟亮相，这些机器鸟可以根据预先录制的曲目进行移动和“歌唱”。而今，在部分乐园里，一个Tiki房间有200多只鸟，还有鼓手和魔法喷泉，机器鸟还可以说话、跳舞、能够在客人用餐的时候为客人唱歌。
（图：迪士尼乐园 热带鸟）
1964年，迪士尼开始从“音频电子动画”转向“人形电子动画”，亚伯拉罕·林肯就是迪士尼推出的第一个全动画人物形象，他就像一位电子演员，向观众展示剧情，还可以发表“葛底斯堡演说”。不久之后，人形电子动画的剧目从单人变成“群演”，目前知名的“进步旋转木马”的首次问世，就发生在1964年10月的纽约世界博览会。
（图：迪士尼乐园 亚伯拉罕·林肯）
但这些电子人物是缺乏灵魂的，他们的动作都是事先被设定好的。在迪士尼随后的电子动画创新中，手段不外乎是更换角色或剧情，抑或是通过扩大“人物”规模来吸引游客注意力，1967年，在迪士尼乐园的加勒比海盗游乐项目中，有100多个有声电子海盗和市民。这些角色都像被上了发条的钟表，受到动力支撑后，便开始机械地、循环地转动，甚至有游客看久了后“打瞌睡”。
迪士尼的工程师们也意识到了这一点，他们发现“这届孩子不好骗”，作为主题公园游玩的重要主体，孩子们的见识跟随着时代发生了不小的变化，如果道具做得不够逼真，他们可能很快就会失去兴致。比如，以前到游乐园，简单的机械玩偶就让孩子玩得乐不可支，现在你跟孩子说“看，这是米老鼠”，他可能会盯着玩偶看半天，一脸认真问“爸爸，这个米老鼠为什么不眨眼”。
于是，迪士尼工程师们不断改进角色，努力让电子动画的角色更加逼真和流畅。
2010年，迪士尼迎来其电子动画领域的“巅峰”，名为“A1000”的动画角色上线，这些角色更具有灵动性。其中阿凡达主题乐园的“歌之萨满”便是A1000中的代表性角色，她可以灵活地一边唱歌一边配合敲鼓。可以看出，相比较于20世纪偏静态的角色，“歌之萨满”从头部到上肢，整体的动作幅度更大，更具备令人释放压力的功能。
（图：迪士尼 歌之萨满）
歌之萨满的制作过程也十分复杂，在这张“阿凡达”的面孔之下，是一系列精细化的零件排列：
（图：面具之下的歌之萨满）
但“歌之萨满”只能被“钉”在特定的场景，唱出特定的曲子，这些曾经能够玩儿得转的“循环播放”体，越来越难满足从小就浸泡在社交网络和游戏世界中的孩子。
为了获取21世纪网络原住民们的青睐，迪士尼乐园需要更换策略，一是更高频次地进行机器人创新，来保持游客的新鲜感；二是这些角色需要更加刺激、惊险，或能够戳中游客的某个情绪点。
“超人”角色应运而生，2021年，迪士尼的“特技电子”机器人走向前台。
（图：迪士尼 特技电子机器人 蜘蛛侠）
这个在65英尺高空“驰骋”的蜘蛛侠不是真人扮演的杂技演员，他是迪士尼研发出来的特技机器人，在整个表演过程中无需任何绳索。脱去外皮，迪士尼的特技蜘蛛侠是一个全身黝黑的机械结构。
（图：面具之下的蜘蛛侠）
实现在空中“惊鸿一飞”的蜘蛛侠，重95英镑，外表酷似一个人形机器人，但这种相似度仅停留在外形体而已。与人形机器人更复杂的本体、更精密的电机和关节设计比起来，“蜘蛛侠”的本体材料由3D打印塑料和铝、以及数不清的螺丝制造而成，他本质上只是一个内部被放置可移动重物的“连杆结构”。
当这个“连杠结构”被“扔”到空中的时候，内部的重物可以做自由落体运动，再结合工程师们设计的“弹弓系统”和拟人化的飞行轨迹，“蜘蛛侠”就可以实现在空中展现出不同的动作。
（图：“蜘蛛侠”的本体）
在完成任务后，“蜘蛛侠”无法实现真正的“稳定落地”，而是落入到人们视线之外的巨大的“网”中，这倒也符合“蜘蛛”就该“落网”的角色设定。
虽然特技机器人可以完成酷炫的高危动作，但想要保持“逼真感”，就只能远观，不能近赏。此外，特技机器人和迪士尼早期的电子动画机器人其实没有本质区别——它们都只能在工程师为他们规划好的既定动作轨道里运行，并没有摆脱表演“单一”的烙印。
于是，迪士尼工程师们把“瓦力”从动画搬到了现实，就此诞生新一代、可与人类互动的迪士尼机器人。
据称，这款“瓦力”机器人是参照2008年迪士尼发行、皮克斯制作的影片《机器人总动员》中的角色WALL-E（瓦力）原型而做，虽然它们外形并非完全一致，但整体形象和气质大致相似。
（图：迪士尼机器人 《机器人总动员》角色 瓦力）
可见，在迪士尼成立至今的70年时间里，迪士尼不断尝试对主题公园的机器人进行改造和迭代，因为“主题公园”是迪士尼业务的重头戏，为了保住这块阵地，迪士尼需要持续寻找新的增长点，而机器人就是迪士尼主题乐园的突破口之一。
70年迪士尼乐园的挑战
从2022年Q4到2024年Q2，“体验”（experience）板块的营收长期占据迪士尼总营收的36%左右，主题公园业务也包含在其中。
但回溯过去两年迪士尼财报，“体验”（experience）板块的同比长期处于下滑趋势，从2023年Q1的20.7%落到2024年Q1的6.9%，尽管“体验”（experience）板块2024年Q2（83.93亿美金）营收的同比2023年Q2（76.46亿美金）上升9.8%，但环比2024年Q1（91.32亿美金）下滑8.1%。
迪士尼2024年Q2财报显示，Parks&Experiences国内（Domestic）的营收同比去年增长10%左右，但财报也提到，“国内公园和体验的营业收入增加是由于华特迪士尼世界度假区和迪士尼游轮公司的业绩增长，部分被迪士尼乐园度假区业绩下降所抵消。”
可以看出，Q2迪士尼乐园度假区业绩不佳，这或许也是激发迪士尼尽快摸索出吸引游客眼球的“新物种”的原因，而互动性高的机器人可能是他们的重点选项。
怎么样才能打造出一款更逼真、不再只是“呆板”地做循环动作的公园“角色”？
2018年，迪士尼启动名为Project Kiwi的项目，目的就是在观众面前呈现鲜活的小角色，打造一款能与游客互动的双腿机器人。从这里开始，迪士尼真正意义上拉开了人形机器人的序幕。
但放眼全球，2018年的人形机器人技术依旧不够成熟，会行走的机器人屈指可数。人形机器人“鼻祖”Atlas几乎一枝独秀，它可以进行跑步、跳跃、翻筋斗等复杂动作。2022年获得亚马逊1.5亿美金投资的人形机器人Agility Robotics，在2018年也才开始优化旗下Cassie机器人的能力，Cassie在这一年拥有了更稳定的步态和能源效率。
相比较于行业其他做人形机器人的公司，迪士尼工程师面临着更严峻的形势。和工业类机器人相比，迪士尼机器人更需要有能够拨动人类情绪的点。此外，迪士尼的角色类机器人十分“非标”，比如一只可以安在“瓦力”身上的胳膊，就无法用在“格鲁特”身上，这意味着迪士尼必须走“定制化路线”，即对机器人所需要的零部件进行个性化开发。
那么，如何将“人性”元素糅合进冰冷的机器人世界 ？对迪士尼来说，做出一款能够运动的腿并不难。2016年，迪士尼就从波士顿动力挖来“大将”Scott LaValley，Scott LaValley曾负责开发出初代Atlas的腿部运动，他有能力为迪士尼复制出一双类似的“运动腿”。
但难点在于，怎么做出既能行动，又十分“人性化”的、有自主性的双腿？根据TechCrunch报道，Project Kiwi想要做的腿部和躯干，是“可以偷偷摸摸、弹跳、拖着脚步、昂首阔步”的，甚至“躯干的下半部分可以踮着脚尖从你的办公室走过”。
（图：Project Kiwi，腿部研发，Disney Imagineering）
Scott LaValley仔细观察人类的双腿运动，即便轻轻推搡人类，或者将双手搭在人类肩膀上，人们也可以继续保持站立，这种能力是人类无意识的自我平衡能力。反观Project Kiwi，在软件上，需要有一套新的设计系统，对腿部施加大量动态和运动学束缚，并通过反馈机制识别违反这些约束的情况，来进行纠正。
硬件上，Project Kiwi在齿轮系统、执行器、电路板等关键零部件也做了一些定制化尝试。“现有的执行器不符合迪士尼机器人的需求，所以他们从头开始制造”，根据TechCrunch报道，Project Kiwi还计划开发一套新的执行器，动态施加扭矩并增加传感功能，来提高双腿的稳定性，让机器人在不平坦的地面也能安全行走。为了能将电机和执行器封装得足够紧凑，迪士尼还为Project Kiwi定制研发出一套齿轮系统，这套系统可以让膝盖、手腕等关节共享电机，实现关节之间的能量转换。
在工程师们的努力下，“格鲁特”机器人诞生了，他是迪士尼根据2021年《银河护卫队2》中小树人格鲁特等比例复制的，身高约76厘米，可以眨眼、单脚站立，两只胳膊也能伸缩自如。
（图：迪士尼机器人 《银河护卫队2》角色 格鲁特）
类似的“瓦力”的动画角色，正在一个个从屏幕走向现实，一个由迪士尼打造的《西部世界》，正在缓缓拉开序幕。
结语
在美剧《西部世界》中，一群成人在由高科技构建的机器人主题乐园里，毫无限制地发泄着杀戮和欲望。但随着机器人接待员意识的觉醒，他们开始重新审视所处的世界，并展开了反抗人类的斗争。与《西部世界》所设定的目的不同，迪士尼主题乐园满足的是一群天真无邪的孩童的幻想，在儿童的世界里，没有杀戮，没有戾气，他们所期待的只是能与动画世界的“格鲁特”拥抱、能拍拍小“瓦力”的头。
在这个世界里，“瓦力们”没有意识上的觉醒，却能拥有孩子们的善待。
参考资料：
1. Legged high-dexterity self-balancing capable robot actor
2. TechCrunch.Disney Imagineering’s Project Kiwi is a free-walking robot that will make you believe in Groot