机器狗专利大战一触即发！起底7项专利

近日，机器人领域赫赫有名的波士顿动力公司的一份专利诉讼案备受行业内外关注。
据了解，2022年11月11日，波士顿动力公司向特拉华州联邦法院提交了申请，对Ghost Robotics幽灵机器人公司的Vision60和Sprint40四足机器人提出了异议，称幽灵机器人侵犯了其Spot四足机器人的七项专利。
据《机器人报告》报道，伴随着机器狗市场竞争日益激烈，Boston Dynamics（以下称“波士顿动力公司”）向特拉华州联邦法院提交了申请，对Ghost Robotics（以下称“幽灵机器人公司”）的Vision60和Sprint40四足机器人提出了异议，称幽灵机器人公司涉嫌侵犯与其Spot四足机器人相关的7项专利。
机器狗专利大战一触即发！起底7项专利
充当领舞的波士顿动力公司的 Spot 四足机器人
据悉，波士顿动力公司是一家美国的工程与机器人设计公司，成立于1992年，致力于研究各种腿型机器人，包括两条腿和四条腿的机器人。此公司的著名产品包含在国防高等研究计划署（DARPA）出资下替美国军方开发的四足机器人：波士顿机械狗，以及 DI-Guy，一套用于写实人类模拟的现成软件（COTS）。
幽灵机器人公司于美国2015年成立，专注于四足机器人。其开发的中型四足机器人Vision 60机器狗在军场景活跃非常。
根据波士顿动力公司提交给美国特拉华联邦地区法院长达110页的诉讼文件（文末附该文件）中指出，幽灵机器人公司的Vision60和Sprint40四足机器人侵犯了其四足机器人Spot相关的7项专利，包括机器人自我扶正、爬楼梯、步态干扰、追踪器、驱动器等，都是机器人智能化升级中的关键技术。
根据文件，幽灵机器人公司于2019年推出了Vision 60产品，随后于2020年2月推出了Spirit 40型号。波士顿动力公司表示，已向幽灵机器人公司致函，要求其在2020年7月审查波士顿动力公司已发布的专利申请和发布的专利，以确保幽灵机器人公司不会侵犯波士顿动力公司的专利权，特别是引用幽灵机器人公司 Vision 60产品。[1]
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幽灵机器人公司于2019年推出的Vision 60
图源：网络
机器狗专利大战一触即发！起底7项专利
波士顿动力公司和幽灵机器人公司 四足机器人外形对比
（左为 Spot，右为 Vision 60）
图源：波士顿动力公司专利诉讼文件
波士顿动力公司表示，已经发出了两封停止销售其四足机器人的信函，要求幽灵机器人公司停止销售其机器狗。
而幽灵机器人公司向《机器人报告》的回复（文末附回复全文）中称，波士顿动力公司的诉讼是毫无根据的试图阻止新来者的进步。[2]
波士顿动力公司表示它“欢迎竞争”，但会严厉打击侵犯其知识产权的公司。作为诉讼的一部分，波士顿动力公司正在寻求未指明的赔偿。
引起侵权争议的7项专利都是什么？
根据波士顿动力公司向美国特拉华联邦地区法院长达110页的诉讼文件显示，幽灵机器人公司侵犯了其四足机器人Spot相关的7项专利，分别为：
9,308,648 — “Systems and Methods for Robotic Self-Right”
9,662,791 — “Systems and Methods for Robotic Self-Right”
11,123,869 — “Robotically Negotiating Stairs”
9,387,588 — “Handling Gait Disturbances with Asynchronous Timing”
11,073,842 — “Perception and Fitting for a Stair Tracker”
10,253,855 — “Screw Actuator for a Legged Robot”
11,131,368 — “Screw Actuator for a Legged Robot”
其中，9,308,648专利、9,662,791专利都为帮助机器人保持平衡。
该专利提供了帮助机器人自动扶正的示例系统和方法，可以适用于双足、四足甚至更多条腿的机器人。机器人可以通过检测其底部与地面的相对位置，来确定自己正处于躺卧等不稳定状态，然后由相应计算装置发出让机器人执行第一动作的指令，让足式机器人回正。
随后，该专利的数据存储器可以判断第一动作后机器人是否已经返回稳定状态，如若不然，其就是发出执行第二动作的指令，包括让机器人的腿远离其本体，增加设备的重力势能来帮助平衡。
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9,308,648专利内容
图源：美国专利局官网
9,308,648专利内容链接：https://patents.justia.com/patent/9308648#claims
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9,662,791专利内容
图源：美国专利局官网
9,662,791专利内容链接：https://patents.justia.com/patent/9662791
11,123,869专利：转移重心、扭转关节，顺利爬上爬下楼梯。
该专利可以让机器人识别楼梯区域并做出响应。爬楼梯时，机器人当前支撑腿与楼梯中台阶接触时，将其前支撑腿的膝关节朝向机器人身体，这样就可以减小支撑角大小，方便机器人进行下一步动作。
随后，机器人通过转变大腿和小腿部分的位置，就可以顺利爬上、爬下楼梯。
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11,123,869专利内容
图源：美国专利局官网
11,123,869专利内容链接：https://patents.justia.com/patent/11123869
9,387,588 专利：脚底打滑时迅速站稳，地面反作用力校正误差。
该专利主要应用于检测对机器人步态的干扰，让处于崎岖或不平坦地形的足式机器人的运动更加高效。其中，涉及检测机器人脚打滑、处理响应打滑和控制机器人的步态。
此外，当机器人检测到其步态中的意外横向加速度，就可以通过控制腿的动作和位置控制其施加在地面上的力，在保持平衡的同时以所需的步态移动。
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9,387,588 专利内容
图源：美国专利局官网
9,387,588 专利内容链接：https://patents.justia.com/patent/9387588
11,073,842专利：为面前楼梯建模，还能回避前方障碍物。
该专利用于机器人感知到前方有楼梯，在靠近楼梯时，机器人的视觉系统会接收到相关图像数据，再将其传送至用户操控的机器人遥控器界面上，该遥控器可以显示图像数据和用于激活楼梯模式。
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11,073,842专利内容
图源：美国专利局官网
11,073,842专利内容链接：https://patents.justia.com/patent/11073842
其中 10,253,855、11,131,368专利内容都为足式机器人的螺旋驱动器，减少旋转惯性，实现高峰值转矩。[3]
机器人在运动时，腿部等多个构件会通过液压或者电机驱动来控制，这些驱动器的设计也会决定机器人运动的效果，例如机器人接收命令或者遇到外部干扰时的响应速度。其中包括驱动器的转动惯量和与其耦合的传动装置齿轮比等。
该专利公开的是用于足式机器人的螺旋驱动器实施方法，螺旋驱动器位于机器人腿部上方构件内，并且具有与螺旋杆同轴安装的螺母，能使螺旋杆在螺母内旋转。电机则安装在机器人大腿构件内部，并连接至螺旋杆，然后通过与大腿和小腿中间位置的膝关节进行连接。[4]
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10,253,855专利内容
图源：美国专利局官网
10,253,855专利内容链接：https://patents.justia.com/patent/10253855
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11,131,368专利内容
图源：美国专利局官网
11,131,368专利内容链接：https://patents.justia.com/patent/11131368
幽灵机器人公司向《机器人报告》的回复原文如下：
Ghost Robotics成立于2015年，已迅速成长为美国和盟国政府的四足机器人的第一大供应商。旗舰型Vision 60机器人提供一流的耐力、速度、天气保护和现场维修能力。它是市场上唯一一款能够在所有环境条件下运行的四足机器人为持续的，真实的任务，以提高效率和拯救生命。
从密切的客户合作发展而来，再加上Ghost机器人技术的卓越创新，这些能力已迅速被美国空军、陆军和特种部队以及包括英国、澳大利亚、以色列、德国、新加坡和大韩民国蓝屋在内的盟国政府所采用。
幽灵机器人技术由首席技术官阿维克·德和首席执行官加文·肯尼亚利的博士研究，在宾夕法尼亚大学尊敬的丹·科迪切克教授的指导下诞生。Koditschek是四足机器人领域的先驱，并拥有第一个电池驱动的动态四足机器人RHex的专利（与他的前学生Martin Buehler和Uluc Saranli联合持有）(美国6481513B2，2001年3月14日提交）。
幽灵机器人的成功并没有被波士顿动力公司忽视。该公司没有在公平竞争的环境中竞争，而是选择在11月11日提起一项妨碍性的毫无根据的诉讼，试图阻止新来者的进步。波士顿动力公司正利用其相当大的资源进行诉讼，而不是进行创新。
幽灵机器人公司坚信公平竞争驱动市场，并期待着一个繁荣的腿部机器人产业，造福人类。
Founded in 2015, Ghost Robotics has quickly grown to become the number one supplier of legged robots to US and Allied Governments. The flagship Vision 60 robot offers best-in-class endurance, speed, weather protection, and field repairability. It is the only legged robot on the market that is capable of operating in all environmental conditions for sustained, real-world missions to improve efficiency and save lives.
Evolving from close customer collaboration, coupled with exceptional innovation at Ghost Robotics, these capabilities have led to rapid adoption by US Air Force, Army, and Special Forces as well as Allied Governments including the UK, Australia, Israel, Germany, Singapore, and the Republic of Korea Blue House.
Ghost Robotics was born out of the PhD research of CTO Avik De and CEO Gavin Kenneally, under the tutelage of the esteemed Prof. Dan Koditschek at The University of Pennsylvania. Prof. Koditschek is a pioneer in the field of legged robots and holds the patent (jointly with his former students, Martin Buehler and Uluc Saranli) for the first battery-powered, dynamic legged robot, RHex (US6481513B2, filed March 14, 2001).
Ghost Robotics’ success has not gone unnoticed by Boston Dynamics. Rather than compete on a level playing field, the company chose to file an obstructive and baseless lawsuit on November 11th in an attempt to halt the newcomer’s progress. Boston Dynamics is drawing on their considerably larger resources to litigate instead of innovate.
Ghost Robotics strongly believes that fair competition drives the market and looks forward to a thriving legged robot industry, for the benefit of humanity.
附：波士顿动力公司向美国特拉华联邦地区法院提交的诉讼文件
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