10米/秒！全球跑得最快的“机器猛兽”萧山首秀

昨天，浙江大学杭州国际科创中心（简称科创中心）人形机器人创新研究院联合镜识科技有限公司、杭州凯达尔焊接机器人股份有限公司研发的四足机器人“黑豹2.0”正式发布。

会上，备受期待的“黑豹2.0”隆重亮相，它形似“机器猛兽”，整体重量为38公斤、站立高度0.63米，身披科技感十足的“战甲”，俨然一副短跑健将的气势。据介绍，这是世界上跑得最快的“四足机器人”，速度可达到10米/秒。

“我们一直在思考一个问题：快，是否只能依赖更强劲的电机和更高大的身躯？以弱胜强、以小博大是否存在可能？”

现场，科创中心人形机器人创新研究院金永斌研究员介绍道，在研发“黑豹2.0”过程中，团队以动力学为支点，撬动机器人每一寸骨骼设计，同时深度“道法自然”，学习黑豹、跳鼠等自然动物在髋关节、膝关节、脚掌等运动构型上的特征，对黑豹高速运动过程中的强度、韧度、力度、限度、精度、密度、流畅度等多方位进行提升，实现了小身躯与大能量并存。

快的背后，是团队对机器人动力学有了突破性研究。金永斌研究员介绍，首先是要实现黑豹的四条腿不再“孤军奋战”，他们充分利用惠更斯耦合摆原理，让它的四足协调成统一的步态，形成一股合力达成高速冲刺；其次，为进一步降低高速奔跑时机器人冲击瞬间的地面作用力、减少运动能耗，他们巧妙地使用弹簧安装在“黑豹2.0”的膝关节上作为缓冲器；为进一步打破黑豹6米/秒奔跑时小腿必然折断的魔咒，他们又研发了“仿跳鼠碳纤维小腿”，做到了在重量仅提升16%的代价下刚度提升135%；最后，他们还仿照猎豹的利爪，给“黑豹2.0”定制了特殊的“跑鞋”，使其抓地性能提升200%，让黑豹做到每一步都快如闪电却又稳如泰山。

尽管当前的足式机器人已经取得了长足进步，但是速度跟动物相比，仍然存在不小的差距，为什么会有这样的现象？科创中心人形机器人创新研究院院长王宏涛教授解释道，动物具有长期学习所形成的经验，但是我们做的足式机器人每一步都要重新学习。所以我们必须采用人工智能的办法，对以往的经验进行深度学习，这样在遇到具体情况时才能“条件反射”式地做出步态调整。

王宏涛教授指出，在研发“黑豹2.0”的过程中，团队实现了两大颠覆性突破，一是形成了机器人正向设计的优化软件，可以服务于各类型的机器人设计工作，大规模节约机器人研发过程中的时间和成本；二是高功率密度的电机驱动器研发获得成功，目前，团队设计出了国际领先的高功率密度、高载荷能力的电机驱动器，为下一代工业四足机器人的研发奠定了坚实的基础。“通过软件与元器件结合，我们仅花费三个月，就形成了原型样机，已经能够媲美目前世界上最先进的四足机器人。”王宏涛教授说。

在研发团队看来，快，不光是速度，更重要的是探索机器人性能边界的方式。接下来，研究团队将进一步理解机器人和生物之间的差距，实现追赶，甚至是超越生物机动性，向着更高、更快、更强的目标跃进。