北京人形機(jī)器人研發(fā)迎來(lái)關(guān)鍵突破

　　主持人一聲令下，通體黑灰色的機(jī)器人從屏風(fēng)后跑了出來(lái)，雙臂靈活地前后擺動(dòng)，一只腳穩(wěn)穩(wěn)落地、另一只腳緊跟著抬起，跑步姿勢(shì)與人幾乎一模一樣。當(dāng)跑到觀眾席的邊緣，它還知道轉(zhuǎn)個(gè)身再回到中央。

　　昨天，全球首個(gè)純電驅(qū)擬人奔跑的全尺寸人形機(jī)器人“天工”在北京驚艷亮相。研發(fā)它的北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心介紹，“天工”能以6公里/小時(shí)的速度穩(wěn)定奔跑，處于世界領(lǐng)先水平。

　　“天工”很苗條，身高1.63米，體重只有43公斤。它每條腿上有6個(gè)關(guān)節(jié)、手臂上有3個(gè)關(guān)節(jié)，活動(dòng)自如。與此前發(fā)布的人形機(jī)器人不同，“天工”采用了成本更低的純電驅(qū)技術(shù)，并達(dá)到了世界領(lǐng)先水平的“擬人奔跑”。

　　北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心總經(jīng)理熊友軍介紹，“天工”對(duì)復(fù)雜環(huán)境有更強(qiáng)的適應(yīng)性，在行走及奔跑時(shí)更快速、更擬人，已實(shí)現(xiàn)6公里/小時(shí)的穩(wěn)定奔跑。同時(shí)，在盲視情況下“天工”能夠平穩(wěn)通過(guò)斜坡和樓梯，遇到磕絆、踏空等情況時(shí)也可敏捷調(diào)整步態(tài)。

　　然而，讓人形機(jī)器人像人一樣跑起來(lái)并非易事。“這對(duì)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)挑戰(zhàn)非常大。”熊友軍解釋，腳在離地時(shí)需要高爆發(fā)力，關(guān)節(jié)扭矩比直立行走增加三四倍；腳在落地時(shí)也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的反作用力；跑的過(guò)程中會(huì)有騰空的動(dòng)作，可能導(dǎo)致不穩(wěn)定、容易摔倒。

　　為了讓“天工”穩(wěn)穩(wěn)地跑起來(lái)，研發(fā)人員在機(jī)器人身上專(zhuān)門(mén)配備了多個(gè)視覺(jué)感知傳感器、每秒550萬(wàn)億次操作算力、高精度的慣性測(cè)量單元和3D視覺(jué)傳感器，解決基本運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題。身上配備的高精度六維力傳感器，則能給它提供精確的力量反饋。

　　實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定、優(yōu)雅地?cái)M人奔跑，也得益于“天工”采用了自主研發(fā)的全新人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)技能學(xué)習(xí)方法——基于狀態(tài)記憶的預(yù)測(cè)型強(qiáng)化模仿學(xué)習(xí)。形象地說(shuō)，就是提前為機(jī)器人采集大量人類(lèi)運(yùn)動(dòng)視頻等數(shù)據(jù)，提煉出運(yùn)動(dòng)時(shí)各個(gè)關(guān)節(jié)的位置、速度信息供其“學(xué)習(xí)”，通過(guò)模仿讓人形機(jī)器人能應(yīng)對(duì)各種情況。

　　在此之前，行業(yè)內(nèi)有采用過(guò)模型預(yù)測(cè)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等運(yùn)動(dòng)控制解決方案，但都存在一定缺憾。“天工”使用的方法既解決了單一的強(qiáng)化學(xué)習(xí)帶來(lái)的定位精度差的問(wèn)題，又解決了傳統(tǒng)模型預(yù)測(cè)控制方法環(huán)境適應(yīng)性差的問(wèn)題，達(dá)到更穩(wěn)健、更擬人、更泛化的效果，可進(jìn)一步推動(dòng)規(guī)模化商業(yè)應(yīng)用。

　　據(jù)悉，“天工”作為母平臺(tái)，具備開(kāi)源開(kāi)放性和兼容擴(kuò)展性，可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)放調(diào)用通訊接口、靈活擴(kuò)展軟硬件等功能模塊，充分滿(mǎn)足不同應(yīng)用場(chǎng)景下需求。這樣一來(lái)，其它機(jī)器人企業(yè)就可以避免重復(fù)投資和研發(fā)，直接采用母平臺(tái)進(jìn)行更個(gè)性化的設(shè)計(jì)或在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。

　　人形機(jī)器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進(jìn)技術(shù)，有望成為繼計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、新能源汽車(chē)后的又一個(gè)顛覆性產(chǎn)品。隨著技術(shù)迭代和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，未來(lái)，人形機(jī)器人也有望走進(jìn)尋常百姓家。去年11月，國(guó)內(nèi)首家省級(jí)人形機(jī)器人創(chuàng)新中心——北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心在經(jīng)開(kāi)區(qū)成立。目前，創(chuàng)新中心正在攻克多項(xiàng)共性技術(shù)難題。熊友軍介紹，未來(lái)創(chuàng)新中心將持續(xù)迭代“天工”人形機(jī)器人通用平臺(tái)，探索“通用具身智能平臺(tái)”。