湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 包東喜 張歆 文俊
“荊楚”時(shí)而眨巴眼睛，時(shí)而對(duì)人微笑；“神農(nóng)”和人打鬧嬉戲，身形不倒……2月5日的展示現(xiàn)場(chǎng)，兩款身形靈巧的人形機(jī)器人格外“吸睛”。
它們均來(lái)自華中科技大學(xué)丁漢院士團(tuán)隊(duì)，“神農(nóng)”下肢采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，“荊楚”下肢采用行星滾柱絲杠驅(qū)動(dòng)。
從0起步，雙線并進(jìn)
去年4月，省委省政府啟動(dòng)人形機(jī)器人整機(jī)和零部件“楚才”人形機(jī)器人突破研發(fā)工程。
在華中科技大學(xué)，中國(guó)科學(xué)院院士丁漢團(tuán)隊(duì)揭榜掛帥，組建了一支涵蓋機(jī)械、人工智能、光電、傳感器等領(lǐng)域的研發(fā)隊(duì)伍，開(kāi)展靈巧操作型人形機(jī)器人攻關(guān)。
如何破題？行業(yè)內(nèi)有兩大技術(shù)路線：下肢采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、下肢采用直線滾柱絲杠驅(qū)動(dòng)，前者相對(duì)成熟，后者以特斯拉的擎天柱（Optimus）為代表，具有低能耗長(zhǎng)續(xù)航優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)外鮮有團(tuán)隊(duì)掌握。
經(jīng)過(guò)反復(fù)研討，團(tuán)隊(duì)決定，勇闖科創(chuàng)“無(wú)人區(qū)”，分兩支隊(duì)伍采用兩種技術(shù)路線同時(shí)攻關(guān)。
“關(guān)鍵技術(shù)是買不來(lái)的，必須自己掌握?！褶r(nóng)’對(duì)標(biāo)同行，‘荊楚’用于探索?！惫リP(guān)任務(wù)負(fù)責(zé)人陶波教授介紹，對(duì)團(tuán)隊(duì)而言，兩種技術(shù)路線都是從零開(kāi)始，“荊楚”立項(xiàng)時(shí)國(guó)內(nèi)還沒(méi)有成功的可以參考的先例。
與時(shí)間賽跑
按計(jì)劃，當(dāng)年底人形機(jī)器人正式亮相。從啟動(dòng)研發(fā)到獨(dú)立行走，科研攻關(guān)時(shí)長(zhǎng)僅7個(gè)月，機(jī)器人的穩(wěn)定行走、多模態(tài)感知能力……每一步都要反復(fù)討論，拆解、拼裝。
“真正進(jìn)入‘荊楚’的研發(fā)，才知道從0到1的難度有多大。”陶波回憶，許多人形機(jī)器人核心零部件團(tuán)隊(duì)需要自主設(shè)計(jì)，再委托給工廠定制化生產(chǎn)。以行星滾柱絲杠組件為例，國(guó)內(nèi)鮮有能穩(wěn)定高質(zhì)量生產(chǎn)人形機(jī)器人用組件的企業(yè)，面對(duì)研發(fā)所需的個(gè)位數(shù)訂單，企業(yè)生產(chǎn)成本大、積極性不高，交貨周期完全得不到保障。
與時(shí)間賽跑，團(tuán)隊(duì)不得不向多個(gè)企業(yè)同時(shí)定制，誰(shuí)家的貨先到，就先用誰(shuí)家的調(diào)試。此前，團(tuán)隊(duì)只能先在計(jì)算機(jī)中模擬仿真。11月中旬，第一批行星滾柱絲杠模組終于集齊，但拼裝起來(lái)的人形機(jī)器人和算法程序一融合，故障頻出。
“一度想放棄，但是付出了這么多心血，實(shí)在心有不甘?！薄扒G楚”團(tuán)隊(duì)研發(fā)人員趙興煒坦言，挑戰(zhàn)極大，但吸引力同樣巨大。
關(guān)鍵時(shí)刻，有組織科研的優(yōu)勢(shì)得以體現(xiàn)。團(tuán)隊(duì)聯(lián)合校內(nèi)外多個(gè)教授團(tuán)隊(duì)和企業(yè)，一起閉關(guān)剖析難點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)“會(huì)診”排查原因。
12月18日，“荊楚”機(jī)器人終于成功走起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了“0”到“1”的突破。
“神農(nóng)”無(wú)畏踢踹
采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)技術(shù)路線的“神農(nóng)”人形機(jī)器人，研發(fā)也非一帆風(fēng)順。
“神農(nóng)”研發(fā)人員朱力軍介紹，僅僅人形機(jī)器人的四肢加上手部，關(guān)節(jié)自由度就高達(dá)40余個(gè)，關(guān)節(jié)本身和關(guān)節(jié)之間的連接都依靠自主研發(fā)和代碼編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，工作量極大。
為了提升穩(wěn)定性和抗干擾能力，“神農(nóng)”機(jī)器人采用了模型預(yù)測(cè)控制和強(qiáng)化學(xué)習(xí)相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)控制算法，使其具有很好的魯棒性（Robustness）和抗干擾能力，即便被推搡踢踹，也能穩(wěn)住身形。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)自研了高爆發(fā)電機(jī)模組，使得“神農(nóng)”的瞬間爆發(fā)力達(dá)到普通人的兩到三倍。
“‘神農(nóng)’‘荊楚’兩款人形機(jī)器人特點(diǎn)不同，代表了目前人形機(jī)器人主流的技術(shù)方向，未來(lái)可用于智慧醫(yī)療、裝配制造等行業(yè)。”丁漢院士介紹，人形機(jī)器人走起來(lái)只是第一步，后續(xù)要走得穩(wěn)、走得絲滑，能干活、干好活，還有很遠(yuǎn)的路。
