近10年以來，中國在各方面都步伐飛快，尤其在AI、通信等行業(yè)更是取得了令世界為之矚目的傲人成績(jī)。從90年代日本開始不斷更新ASIMO的研發(fā)成果，到近幾年美國波士頓動(dòng)力的ATLAS又不斷刷屏，中國民眾就一直期待國內(nèi)在大型仿人服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的突破。

 

　　2019年1月，優(yōu)必選科技的Walker機(jī)器人入選The Robot Report評(píng)選的“2019年值得關(guān)注的5大人形機(jī)器人”，同時(shí)獲獎(jiǎng)的還有波士頓動(dòng)力-Atlas、Agility Robotics-Cassie、豐田-T-HR3、本田-E2-DR。作為唯一上榜的中國企業(yè)，在增強(qiáng)國民信心的同時(shí)，Walker機(jī)器人的發(fā)展也備受關(guān)注。

 

　　近日，世界頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議IROS 2019在澳門舉辦，全世界頂尖科學(xué)家匯聚于此，優(yōu)必選科技的大型仿人服務(wù)機(jī)器人Walker新一代圈粉國際機(jī)器人科研圈。

優(yōu)必選Walker展示推車功能

 

　　這是了包括上樓梯、推車、做瑜伽等眾多高難度動(dòng)作，加上此前一些重要場(chǎng)合例如CES、央視春晚、世界機(jī)器人大會(huì)等的露出，優(yōu)必選正式向世界宣告了中國近年來在大型仿人服務(wù)機(jī)器人方面的重大研究突破，同時(shí)展示了其國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)的水平。

 

　　而從優(yōu)必選科技第一代的雙足人形機(jī)器人Walker在2018年CES的亮相，到Walker新一代的迭代升級(jí)版在2019年CES上進(jìn)行展示，再到本次的IROS，僅僅時(shí)隔1年多。

 

 

注：Walker新一代在CES 2019向大家表演遞傘
 

注：Walker新一代在IROS 2019展示打太極

 

　　迅速迭代，意味著中國正以驚人速度探索著人形機(jī)器人的相關(guān)前沿科學(xué)，并在很多細(xì)分領(lǐng)域逐步成為業(yè)界屈指可數(shù)的領(lǐng)先者。

 

　　當(dāng)Walker新一代推出并在IROS 2019上大放異彩后，中國機(jī)器人網(wǎng)記者對(duì)話了優(yōu)必選科技研發(fā)團(tuán)隊(duì)，試圖從技術(shù)難度上解析其機(jī)器人研究的科技含量。作為中國大型仿人服務(wù)機(jī)器人的代表，希望Walker新一代的這些前沿成果，能為整個(gè)中國人形機(jī)器人研究提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

 

 

　　人類本身的獨(dú)特性，決定了人形機(jī)器人模仿人類這一研究的復(fù)雜性，也使得人形機(jī)器人相關(guān)研究必然處于仿生學(xué)中難度頂尖的部分。

 

　　熱那亞意大利理工學(xué)院（Istituto Italiano di Tecnologia）的教授喬治梅塔（Giorgio Metta）曾解釋道“事實(shí)證明，制造人形機(jī)器人是一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)，人形對(duì)于人類而言非常非常適合，但對(duì)于機(jī)器人卻不是。”

 

 

　　慕尼黑工業(yè)大學(xué)（Munich's technical university）科技系統(tǒng)認(rèn)知項(xiàng)目（Cognition for Technical Systems）的教授尤韋哈斯（Uwe Haass）的一段話或許能表達(dá)人類的心態(tài)：“這是創(chuàng)造的最高境界。許多機(jī)器人學(xué)家認(rèn)為人體是上帝或進(jìn)化的絕佳創(chuàng)造，人體的一切都是那么奇妙。” 可見機(jī)器人只有類人才有無限可能。

 

　　而要讓機(jī)器人更像人，無疑需要先理解人類，然后再用機(jī)器去完成人類的動(dòng)作，但普通人看來稀疏平常的一個(gè)運(yùn)動(dòng)動(dòng)作，在人形機(jī)器人研究學(xué)者眼中，就往往都需要進(jìn)行成千上萬的計(jì)算和模擬實(shí)驗(yàn)，才能真正讓機(jī)器人去完成印象實(shí)現(xiàn)。

 

　　人類在漫長(zhǎng)進(jìn)化過程中實(shí)現(xiàn)了上、下肢活動(dòng)的分工，加上軀干的活動(dòng)使人體的運(yùn)動(dòng)千姿百態(tài)。這種肢體運(yùn)動(dòng)外在表現(xiàn)的形狀姿態(tài)被稱為運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作形式。人體基本運(yùn)動(dòng)動(dòng)作形式可主要?dú)w納為推、拉、鞭打、緩沖、蹬伸、擺動(dòng)、扭動(dòng)和相向運(yùn)動(dòng)等動(dòng)作形式。
 

注：源自百度百科的分類

 

　　本次優(yōu)必選科技Walker新一代所展示的動(dòng)作，也可以拆開來理解為通過軟硬件及復(fù)雜的算法技術(shù)進(jìn)行機(jī)器人對(duì)人類的動(dòng)作性模仿，從而實(shí)現(xiàn)更流暢的運(yùn)動(dòng)性能、更安全的柔性交互與更智能的環(huán)境感知。

 

　　人形機(jī)器人走、跑、上樓梯難在哪？

 

　　在本次展示中，Walker表演了靜態(tài)平衡、類人步態(tài)行走、上樓梯、做瑜伽、打太極、動(dòng)作模仿等高難度運(yùn)動(dòng)性能。人類做這些動(dòng)作可能并不覺得困難，但對(duì)于75公斤的機(jī)器人來說，進(jìn)行這些動(dòng)作難度頗高。

 

　　例如人在進(jìn)行單足站立或者平地行走以及上樓梯的時(shí)候，會(huì)通過感知足部的力，同一時(shí)間讓大腦這個(gè)超級(jí)處理器快速找到重心，并迅速協(xié)調(diào)全身肌肉進(jìn)行重心調(diào)整，從而保證了重心穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)人類能夠不摔倒。因?yàn)檫@一過程過于迅速，甚至人都沒有感受和思考過這個(gè)過程。
 

注：Walker新一代上樓梯

 

　　相比人類，大型仿人機(jī)器人要模仿這一動(dòng)作，科學(xué)家則需要在機(jī)器人控制上進(jìn)行原理模仿應(yīng)用。歸納起來就是了解人怎么調(diào)整平衡，然后形成一套理論模型，再通過算法硬件，做出整體計(jì)算，保持動(dòng)作。

 

　　例如為了感受到力，Walker的腳踝上就有一個(gè)用來檢測(cè)機(jī)器人跟地面的接觸力的六維力傳感器。在單腿瑜伽動(dòng)作展示中，為了保持重心，需要機(jī)器人上身實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)復(fù)雜動(dòng)作，而下身保證穩(wěn)定單腿站立的時(shí)候，這要求能夠動(dòng)態(tài)尋找機(jī)器人整體的平衡點(diǎn)，從而把機(jī)器人重心點(diǎn)移動(dòng)到機(jī)器人的支撐域中，降低機(jī)器人在做動(dòng)作過程中摔倒的可能性。

 

　　同時(shí)，本次Walker新一代已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)一秒一個(gè)臺(tái)階，速度類人、流程順暢。和人類上樓梯關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)不同，機(jī)器人上樓梯需要機(jī)器人的關(guān)節(jié)有更大運(yùn)動(dòng)范圍、步態(tài)周期需要一秒上更多的臺(tái)階、技術(shù)上達(dá)到更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力、伺服電機(jī)達(dá)到更高的扭矩才可能實(shí)現(xiàn)?？雌饋硎侨俗呤炀毩说囊粋€(gè)過程，其實(shí)是技術(shù)團(tuán)隊(duì)千錘百煉后在算法上的改進(jìn)。

 

　　類人動(dòng)作就夠了嗎？不，安全交互和環(huán)境感知更重要

 

　　機(jī)器人和外界交互比單體動(dòng)作需要考慮的更多，安全性是首要的！新一代Walker能實(shí)現(xiàn)更安全的柔性交互。在本次IROS上，全方位展現(xiàn)了擦桌子、推車等交互式動(dòng)作技能，以及其代表著的雙臂協(xié)同能力和力控操作能力。
 

 

注：Walker新一代在IROS 2019上展示推車
 

注：Walker新一代展示力控擦桌子

 

　　在這些交互式動(dòng)作的過程中，機(jī)器人受到反作用力，面對(duì)外力時(shí)會(huì)涉及到快速的響應(yīng)調(diào)整，需要快速的伺服調(diào)整，這要求算法更優(yōu)。在展示中可以看到，新一代Walker兩個(gè)手臂不是剛性的，而是不斷根據(jù)變化軌跡進(jìn)行處理調(diào)整。力傳感器通過接收推車時(shí)候收到的反作用力不斷調(diào)整位置，從而確保及時(shí)調(diào)整軌跡，這能夠保護(hù)小車和機(jī)器手臂，實(shí)現(xiàn)柔性安全的交互。這意味著在未來人和機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作交互時(shí)，能實(shí)現(xiàn)柔性的接觸，力維混合控制能夠施加特定的力，這更具安全性！

 

　　優(yōu)必選科技研發(fā)團(tuán)隊(duì)提到，Walker新一代在最早硬件設(shè)計(jì)的時(shí)候，就考慮到未來會(huì)有推車、取物等相應(yīng)交互式場(chǎng)景，因此結(jié)合在軟硬件上都對(duì)此做了預(yù)先考量和優(yōu)化。

 

　　更有趣的是，在Walker的新功能中，除開對(duì)人類動(dòng)作的軌跡映射，還加入了對(duì)機(jī)器人遙操作。這或許也意味著，在人形機(jī)器人還未能完全獨(dú)立幫助人類時(shí)，通過遠(yuǎn)程操作，也能控制Walker完成更多家庭服務(wù)。

 

　　不同的賽道，更大的期待

 

　　人機(jī)共存時(shí)代已經(jīng)來臨，然而機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)高度模仿人類行為、暢通無阻地交互，還需要一段時(shí)間。大型仿人服務(wù)機(jī)器人作為下一個(gè)時(shí)代風(fēng)口，其研究進(jìn)度一直備受關(guān)注。

 

　　從成立之初，優(yōu)必選科技就以“讓智能機(jī)器人走進(jìn)千家萬戶”為使命和初心。與同樣備受關(guān)注的日本本田公司的ASIMO和美國波士頓動(dòng)力（已被軟銀收購）的Atlas相比，優(yōu)必選要做的絕不是成本高昂、但僅停留在一些DEMO和實(shí)驗(yàn)室里的機(jī)器人，而是真正的商業(yè)化，真正地進(jìn)入家庭為人類服務(wù)。

 

　　同時(shí)，中國機(jī)器人網(wǎng)記者通過采訪了解到，目前優(yōu)必選的機(jī)器人包括Walker都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了模塊化，能做到單體生產(chǎn)和集成，腿部、臂膀、軀干都能拆卸組裝，成本可控同時(shí)也更方便量產(chǎn)、維護(hù)和維修。這無疑會(huì)使得新一代Walker更能符合未來市場(chǎng)需求。

 

　　在網(wǎng)絡(luò)信息爆炸、上班996 007、世界人口老齡化的發(fā)展趨勢(shì)下，人類的服務(wù)賽道非常關(guān)鍵！

 

　　試想一下，在不遠(yuǎn)的將來，

 

　　當(dāng)你累了，有人接過你手中的背包；

 

　　當(dāng)你抽不開身，有人幫你照顧小孩；

 

　　當(dāng)你成為空巢老人，有人關(guān)心你的健康；

 

　　TA是最智能的助手，最貼心的傾訴對(duì)象，最恒久的時(shí)光膠囊……

 

　　而這個(gè)人，就是Walker
 

 

　　讓我們共同期待！