【本期嘉宾】张立华,飞捷科思创始人,复旦大学智能机器人与先进制造创新学院副院长。从2003年开始参与打造PhysX物理引擎,该引擎在被英伟达收购后,张立华也主导了该引擎向GPU迁移。2011年回国创业,并在10年之后重新回到仿真领域,于2024年创立飞捷科思,从建立物理引擎到世界模型,试图打造中国自己的物理AI时代“操作系统”。

张立华坦言,对前沿技术的前瞻性判断,是他在英伟达与黄仁勋身上学到的最重要一课。在这期播客中,我们与张立华聊了聊他回国创业的选择、对具身智能行业泡沫与真实的判断,以及他为何坚持要做“中国自己的物理引擎”。他也分享了对当下年轻人“追热点”与“沉下心”的观察。

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播客|对话飞捷科思张立华:当全球机器人都在英伟达上免费训练,我们为什么要打造物理引擎的“中国方案”?

以下为对话节选:

创业与教书

澎湃科技:之前在英伟达工作了很长时间,为什么会在2011年选择回国创业?

张立华:我从2003年开始做物理引擎,当时在美国的Ageia Technologies公司,这个引擎就是后来一直被英伟达沿用的物理引擎PhysX,当时的目标是服务于游戏、影视的特效、沉浸感的打造。

2008年,Ageia Technologies公司被英伟达收购以后,我带着团队把这套引擎优化到英伟达的GPU上。从此,英伟达就有了一个新的Logo叫“PhysX by NVIDIA”。

离开英伟达,是因为当时我觉得PhysX物理引擎已基本达到了我们原先设定的目标,可以告一段落了;英伟达那几年刚刚开始推广CUDA,我们认为以CUDA为代表的异构并行计算技术是一套能够改变时代的新技术。

事实上,今天也证明了这一点,如果没有英伟达的CUDA和异构并行计算,那么人工智能技术不可能有今天这样的发展速度。

当时我希望能够在异构并行计算这个领域做一些深耕,所以离开英伟达回国创业。

澎湃科技:也可以留在美国,为什么会选择回中国创业?

张立华:2000年我从清华博士毕业刚出国时,国内外的技术发展差距其实非常大。但几年之后我再回国,发现国内追赶的脚步越来越快,我觉得可以把全球前沿的技术带回国内发展。

但回来后确实并不如想象的顺利,当时各方面条件和想象有很大差距,包括熟悉异构并行计算的人也非常少。如何去培养一个新的团队,把一个有挑战性的技术转化成产品并不是一件容易的事情,我们做了很多摸索。

其实英伟达在异构并行计算领域,最早布局的是智能驾驶,也就是这些年,才越来越多地在人工智能领域应用起来。

澎湃科技:AI给了异构并行计算一个新的起点。那2017年为什么又会来到复旦大学任职?

张立华:来复旦一个很重要的原因是那时人工智能刚刚兴起,复旦大学当时正在推进新工科教育,首先落地的方向之一就是智能机器领域:把人工智能技术和机器人融合在一起。当时我加入复旦大学,参与新工科建设,包括参与创建智能机器人研究院。

澎湃科技:教书、带学生和创业哪个更难?

张立华:其实都不容易。创业是一件非常有挑战的事,创业的人非常多,但真正能够成功的并不多。教书育人也是非常难的一件事,每个人对自己未来的思考是不一样的。你要如何去发现学生的兴趣,如何把他的兴趣与实验室或课题组的方向结合起来,做到最佳定位和匹配。

我在复旦最自豪的事,真的是看到自己培养的学生能够找到自己追求的目标。

澎湃科技:在激发学生兴趣方面,有一些技巧可分享吗?

张立华:我会跟学生去分享我自己的经历,以及对一些前沿问题的思考。我觉得对学生来讲,最重要的还是深入交流,互相理解,让学生理解你为什么这么去思考。

澎湃科技:你觉得现在的学生和你上大学那会有哪些不一样的特点?

张立华:我有一个感觉,时代确实发展比较快,包括一些技术理念不断出现。

相比课题组的研究,学生可能会更关注一些时代发展的热点,我不能说它不对,但我个人认为一个学生未来的发展潜力,不在于目前做的方向到底是什么,而在于他是否具有独立思考和探索的能力,而这个能力需要他扎扎实实地把时间和精力花在自己选定的课题方向上,并取得突破。

人最大的能力不是我现在学会了什么,而是随着社会的发展和科技的进步,我能快速适应新的挑战。

其实这也是我在做企业时的感受:在一家企业里,从一个普通员工做到一个资深岗位,大多数人其实都是在一个领域里进行了相对长期的持续努力。如果一个人做什么事情都没有长性,这可能不一定是最好的。

澎湃科技:但这个世界不停在制造各种财富故事,就拿具身智能行业来说,有很多非常年轻的创业者,在短时间内可以拿到巨额融资,这些故事是不是也会影响到年轻人的选择?

张立华:确实。现在大家总的趋势也是鼓励年轻人创业,我不反对。但如果做了这样的选择,就需要不断地去锤炼和打磨自己。

创业真的不是一件容易的事,不是说在技术上做了一个突破就可以了。技术变成产品,只是做到了“0到1”,但“1到10”可能不见得比“0到1”简单。另外一个公司要成功,商业化到底如何去推,也是一个挑战。

现在这个行业是比较热,热到可能有时大家甚至忽略了未来的商业化路径,但这只是暂时的。过一段时间,风向变了,大家的投资策略、方向调整了,但企业还得继续发展。

另外我还观察到一个问题,就是很多年轻人不太善于和别人交往。在职场上,不善沟通对自己的发展是一个障碍。在美国,中国人大部分是做工程师,领导把任务布置好了,你完成就行。但我觉得这不应该是我们中国人的定位,我们应该走在时代的前列,不断引领时代。

这个时代的年轻人未来也会走上各类领导岗位。无论在哪个时代,这些岗位需要的人一定是具备沟通能力、领导能力的人。

澎湃科技:这是不是跟从小接受的教育相关?大家都在埋头做题,根本没有时间或体验来提升这方面的能力。

张立华:我确实也是这么认为的。中国的教育虽然在不断改革,但培养的大部分还是听话的孩子,很少能发掘孩子的个性化能力。但我觉得在人工智能时代,人类更需要体现自己的个性化。

澎湃科技:回到具身智能行业,从去年到今年,出现了很多新的企业,创始人大多也非常年轻,你怎么看这个现象?

张立华:这其实说明每一代年轻人都可以冲在各个领域的前沿。很多年轻人在读博士时,做的就是非常前沿的方向。那么当热潮来临,自然有了非常多的机会。

但一个时代的变革,都是在多年的积累后爆发的,AI也好,机器人也好,都是时代发展的产物。

在前沿领域,我们依然可以看到一些大科学家在做引领性的判断,可能这个技术不见得由其本人研发,但他提出了一个新的方向,大家共同努力推动技术的发展。行业的最终落地和发展需要群体努力。

所以我不否认年轻人的重要性,飞捷科思的核心技术骨干也都是年轻人,他们冲在第一线,能力非常强。但我们在经营企业时,不仅需要有冲在科研一线的年轻人,还需要具备企业运营、管理能力、市场开拓能力、产品工程化能力等各方面的资深人才。所以我认为这就是一个社会化的分工,年轻人可能是科研突破的主力,但不同年龄段的人都有自己的优势,都可以在未来产业这个领域里发挥出自己的优势。

在美国,我看到过很多非常资深的工程师,他们年龄很大,但这不代表他们就不能工作了。

时隔十年重回物理仿真

澎湃科技:2024年创立飞捷科思时,是抱着怎样的心情?

张立华:因为前几年元宇宙比较火,2021年,我有机会与两家企业合作,又组建了一个物理仿真方面的研发团队,时隔十年重新启动了物理仿真的工作。

坦率地说,我现在也认为元宇宙这种数实融合的理念是非常正确的,至于产业有没有发展起来,有很多客观的因素。

澎湃科技:你觉得是什么原因导致它(元宇宙)这两年沉寂了?

张立华:我认为可能有几点原因:一是它在落地时比较依赖硬件终端的能力,比如各种VR眼镜、AR眼镜等。但它们的成本一直没有真正降下来,技术成熟度也还没有达到我们想象的那么高。

另一个原因是,AR、VR的发展需要结合应用场景的特点,真正找到一些痛点问题去落地。前几年元宇宙大部分还只是找了一些示范场景,并不是完全刚需的场景。

但我也一直坚持认为:元宇宙追求的这个理念是正确的。我们通过数实融合技术,可以在虚拟世界里做基底的建模和仿真。在没有去构造一个真实工厂时,就可以完成包括机器人、各种装备、整体厂房布局等在内的调试,大大节省现实投入成本。

也正因此,黄仁勋在元宇宙时代推出了一套——我认为主要是当时面向工业元宇宙研发的平台叫Omniverse。当然,Omniverse如今如雷贯耳,是因为它提供了机器人仿真训练的全部基础设施。但当时这套系统实际上更多是为了工业场景的工业数字孪生,比如在虚拟场景里搭建一个完整的生产线。

2024年,黄仁勋在GTC的大会上说,英伟达的灵魂在于computer graphics(渲染)、物理仿真和AI,这三者交汇在Omniverse平台里。原来我们做的PhysX引擎只服务于游戏、影视,包括后来的元宇宙、数字孪生等。但在黄仁勋和英伟达的视角里,物理引擎恰恰成为包括Omniverse在内的一个非常底层的关键底座。它可以服务于未来,比如今天机器人的仿真训练。

对英伟达的观察,以及过去几年我和企业合作的经历,让我意识到,物理仿真技术的作用会越来越大。我觉得中国也需要在这方面有所思考和布局。在今天这个具身智能时代,对物理仿真的精度等各方面提出了更多要求。所以我决定重新把这件事情做起来,做出中国自己的方案来。

2024年8月,我们注册了这个企业。但创业是很难的一件事,投资人不理解你为什么要做一个底层的引擎,他们会觉得“你做机器人不好吗”,英伟达已经有了引擎,而且还是免费的。我们的商业计划书迭代了上百版。

我们为什么要做这个引擎?国产替代当然是原因之一,但不是唯一的原因。我觉得我们应该用自己技术上有新突破的新一代引擎,面向整个行业需求,打造出一系列的生态体系。如果你用别人的引擎,可能就很难做到这一点。我们从最基础的物理仿真引擎做起,构建包括仿真平台、基础模型、数据平台,以及现在的物理世界模型等。

澎湃科技:现在大多数机器人公司还是会用英伟达的系统,怎么让他们来用你们的?

张立华:我觉得这是生态体系构建的问题。因为没有完整的生态,无论我们也好,还是我们的机器人企业也好,包括与我们合作的芯片企业,如果没有一套完整的生态体系构建,永远只能依赖别人的东西去发展,是做不大的。

国产的芯片能不能用英伟达的工具链去解决自己的问题?这是一个很现实的问题。

今年人工智能大会期间,我们申办了“物理智能生态创新论坛”,希望探讨如何构建中国自己的物理智能生态体系。

澎湃科技:我理解芯片企业肯定会有积极性,但对于机器人企业来说,可能积极性就不会那么高,但他们又很关键。

张立华:是这样的。我们其实已经对接了一些机器人企业。他们在使用国外平台的时候,会遇到这样或那样的问题。这些问题恰恰是他们在真正落地时面临的痛点问题。这些痛点也是我们的发力点,我们可以针对他们的痛点和问题去帮到他们。

澎湃科技:这听起来是有吸引力的,等于说你们可以定向解决他们的一些诉求。你们的系统有哪些自研的前沿技术?

张立华:可微分仿真现在是让一个物理引擎从原来只能作为前向系统,服务于简单的机器人训练和随机化训练的工具,变成了它可以真正参与到AI系统的训练本身。因为我们提供的梯度优化的能力是一个非常关键的能力。

机器人走入家庭、工厂等真实场景完成任务的基础是它需要跟各种物体进行交互,产生很多接触,我们叫碰撞接触。碰撞接触在很多情况下非常复杂,如何对机器人在真实场景中的接触交互进行非常准确的物理仿真的建模和求解,实际上是非常难的问题。如果接触碰撞本身的建模就不准确,那么在虚拟世界里做仿真训练学到的东西一定是错误的。

我们做了刚体、软体、流体等多物理材质的统一求解,从而提升整个系统的稳定性和准确度。我们也面向了国产的GPU算力进行了优化,构建了自己的矩阵智能仿真训练平台“墨子”,这个平台是基于我们的引擎,提供高精度的渲染,包括各种传感器的仿真,以及各种场景的生成和数据合成的能力,用户就可以非常方便地进行机器人的仿真训练。

同时我们针对数据问题,布局了新一代的、虚实融合的数据采集和治理管理平台。

另一个是世界模型。大家对于世界模型的技术路线也有争论。李飞飞、杨立昆等人也都在不断推进这方面的工作。总的来说,目前的世界模型存在一定的物理幻觉,生成的视频有很多不符合物理常识的内容,我们把物理引擎能力嵌入了我们刚刚发布的新一代物理世界模型Fysiverse‌里。

我们做的工作最大的意义就是为世界模型注入了非常准确的物理规律和物理常识的能力。在具身智能和机器人时代,我们需要这种比较准确的判断和预测,才能给机器人带来真正准确的决策和判断能力。

澎湃科技:但提到仿真,大家会想到仿真和现实之间的鸿沟,如果是短时的一个动作,累计出来的误差可能会比较小,但如果是长时,误差会不会被叠加?

张立华:虚实鸿沟有多方面的原因。其中一个原因可能是物理仿真引擎本身的精度不够,它对某些物理规律做了极大的简化,从而得出了不真实的结论。我们新一代的物理引擎,就是希望能够提升它的建模准确度和计算精度。

另一方面,我觉得不是物理引擎本身的问题。我们在做仿真的时候,希望能够重构一个非常真实的现实环境,但无论我们怎么去做离线的仿真训练,都不可能穷举现实世界所有的场景。比如说真实环境里的材质是什么样的?它的摩擦系数是什么样的,它的软硬程度是什么样的?很有可能在建模时,它输入给物理引擎和仿真平台的参数就是有差别的。所以我们需要用强化学习等方法,让它尽可能地去见识更多、更复杂的环境,提升它的适应能力,这就需要在算法上也要创新和突破,它不是单纯的仿真引擎本身的问题。我们需要针对所有问题去想解决方案,才能够真正解决Sim-to-Real问题。

机器人市场格局的最终形态

澎湃科技:你们为什么自己不做机器人?

张立华:现在确实有很多头部机器人企业什么都做。但我认为一个行业要想发展,总是需要分工的。

行业需要有一套最基本的底座,然后大家通过分工协作来实现整个产业的布局,能够自己完全搭建的,毕竟还是少数。

澎湃科技:如果大的公司都已经有这个能力了,它们还需要你的工具吗?

张立华:机器人行业有点类似现在的汽车行业,我不认为一家企业就能够垄断这个行业。很多机器人企业现在更关注的还是机器人本身的技术成熟度问题,包括它的量产、质量的一致性等,很多问题都没有解决,他们根本没有时间去聚焦在场景落地等方面。

我认为,当机器人行业出现了一大批系统集成商和应用服务商,能够针对千变万化、千行百业的场景需求,提供更具体的落地解决方案时,行业才算真正发展起来。分工一定会越来越细。

澎湃科技:你怎么看今年市场上的众多世界模型?

张立华:世界模型技术路线还没有收敛,最终谁的世界模型能够真正形成产品,能够被机器人企业使用起来,我认为这是个大浪淘沙的过程。

机器人要想替代人的很多工作,需要一个非常长期的过程,至少我觉得现在机器人这个行业离这样的目标还有很长的一段距离。虽然大家现在纷纷做了一些展示,但真正具有通用性、可泛化能力的机器人,我认为还有非常长的距离。

澎湃科技:你觉得最终会出现一个像人一样的通用机器人吗?

张立华:我认为这一天应该能够实现,这是我个人的看法,但这取决于非常多的因素,也不仅仅是模型的问题,还包括算力等。

人形机器人的目标是做一个通用的人形机器人。但我们现在聚焦的还是相对比较可控的场景。

机器人看起来跟真人一模一样,这是一个非常美好的愿望,但即便是现在主流的技术路线,想实现真正通用可泛化的能力肯定还是不够的。

澎湃科技:理论上,在未来的某一天是可以实现的。但是现有的技术路线看起来并没有哪一条技术路线能够达到那个终点。那你觉得技术路线从没有收敛到收敛,大概会需要一个多长时间的周期?

张立华:我认为具身大脑时间会相对比较长,至少得3年吧。3年后,比如说在某一个场景的通用能力有一个比较大的提升。但是从这个场景突然换到另外一个场景,它不见得行。譬如康养机器人要和病人做身体上的交互,会是非常挑战的一件事情,这里面有很多现实的问题需要解决,包括人机交互的安全性问题、舒适性问题等。我认为这类机器人肯定是未来最需要的,但恰恰是最难做到的。

澎湃科技:在英伟达工作期间和黄仁勋有过交集吗?对他有什么印象?

张立华:在收购Technologies时,他亲自去了我们在美国圣路易斯的办公室,我们面对面进行了交流,也一起吃了午餐。当时他没有现在这么大的名气,我觉得他非常平易近人。

他在英伟达演讲时都会脱稿,跟员工分享公司的发展情况,未来的设想。我觉得他确实有非常重要的前沿判断能力,对员工也有号召力,这是值得我们学习的。

澎湃科技:他身上有哪些点影响了你后来创业?

张立华:我其实单独接触他不多,但就个人来讲,我觉得他对一些事情的前沿性判断,对行业未来的发展、技术的发展的前瞻性的看法,对我本人以及飞捷科思都是有借鉴意义的。

一个企业发展不能只盯着眼前,看别人干什么就跟着做什么。我们可能要提前看一步、三步,这样无论出现怎样的变化,都不会慌,因为我们有自己的判断,而且最好是准确的判断。