北京人形机器人研发迎来关键突破

本文转自：北京日报

本报记者 曹政

昨天，北京人形机器人创新中心在北京经开区发布全球首个纯电驱拟人奔跑的全尺寸人形机器人。 本报记者 和冠欣摄

主持人一声令下，通体黑灰色的机器人从屏风后跑了出来，双臂灵活地前后摆动，一只脚稳稳落地、另一只脚紧跟着抬起，跑步姿势与人几乎一模一样。当跑到观众席的边缘，它还知道转个身再回到中央。

昨天，全球首个纯电驱拟人奔跑的全尺寸人形机器人“天工”在北京惊艳亮相。研发它的北京人形机器人创新中心介绍，“天工”能以6公里/小时的速度稳定奔跑，处于世界领先水平。

“天工”很苗条，身高1.63米，体重只有43公斤。它每条腿上有6个关节、手臂上有3个关节，活动自如。与此前发布的人形机器人不同，“天工”采用了成本更低的纯电驱技术，并达到了世界领先水平的“拟人奔跑”。

北京人形机器人创新中心总经理熊友军介绍，“天工”对复杂环境有更强的适应性，在行走及奔跑时更快速、更拟人，已实现6公里/小时的稳定奔跑。同时，在盲视情况下“天工”能够平稳通过斜坡和楼梯，遇到磕绊、踏空等情况时也可敏捷调整步态。

然而，让人形机器人像人一样跑起来并非易事。“这对机器人的结构挑战非常大。”熊友军解释，脚在离地时需要高爆发力，关节扭矩比直立行走增加三四倍；脚在落地时也会产生强大的反作用力；跑的过程中会有腾空的动作，可能导致不稳定、容易摔倒。

为了让“天工”稳稳地跑起来，研发人员在机器人身上专门配备了多个视觉感知传感器、每秒550万亿次操作算力、高精度的惯性测量单元和3D视觉传感器，解决基本运动控制问题。身上配备的高精度六维力传感器，则能给它提供精确的力量反馈。

实现快速、稳定、优雅地拟人奔跑，也得益于“天工”采用了自主研发的全新人形机器人运动技能学习方法——基于状态记忆的预测型强化模仿学习。形象地说，就是提前为机器人采集大量人类运动视频等数据，提炼出运动时各个关节的位置、速度信息供其“学习”，通过模仿让人形机器人能应对各种情况。

在此之前，行业内有采用过模型预测、强化学习等运动控制解决方案，但都存在一定缺憾。“天工”使用的方法既解决了单一的强化学习带来的定位精度差的问题，又解决了传统模型预测控制方法环境适应性差的问题，达到更稳健、更拟人、更泛化的效果，可进一步推动规模化商业应用。

据悉，“天工”作为母平台，具备开源开放性和兼容扩展性，可以实现开放调用通讯接口、灵活扩展软硬件等功能模块，充分满足不同应用场景下需求。这样一来，其它机器人企业就可以避免重复投资和研发，直接采用母平台进行更个性化的设计或在此基础上进一步开发。

人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的又一个颠覆性产品。随着技术迭代和产业发展，未来，人形机器人也有望走进寻常百姓家。去年11月，国内首家省级人形机器人创新中心——北京人形机器人创新中心在经开区成立。目前，创新中心正在攻克多项共性技术难题。熊友军介绍，未来创新中心将持续迭代“天工”人形机器人通用平台，探索“通用具身智能平台”。