文/ 智能相对论

作者/ 离离

在波士顿动力的网红机器狗学会芭蕾小碎步之后,几款国产“机器牛”也登上了央视2021牛年春节联欢晚会的舞台,和一众明星共同展现灵活身段与曼妙舞姿,为大家带来新年祝福。

自2016年以来,“机器舞”作为春节联欢晚会的常规节目,成为不少公司展示自家产品的方式,如优必选科技的Alpha机器人、狗年特别版机器人Jimu汪汪、大型人形机器人Walker等高性能智能机器人相继登台热舞,引起不少话题。近年,四足机器人的发展更是受到广泛关注。除了广为人知的波士顿动力,国内也有不少四足机器人产品相继诞生。

跳舞拜年梅花桩,中国牛通通OK

“千家万户,张灯结彩,共同牛起来……”在春晚《牛起来》节目中,舞台最前排的“小红牛”随着欢快的节奏摇摆身躯,其灵活的动作与喜气洋洋的外形引起了不少话题。

这群“小红牛”是由深圳优必选科技公司研发的牛年限定版智能四足机器人——“拓荒牛”,外形融合了祥云及中国红等传统文化元素;以电力作为驱动方式。

要让四足机器人做出如此灵活的动作,力控关节是关键所在。“拓荒牛”的通用力控关节包含多个自由度,能精准地输出位置和力矩,使多个伺服驱动器协同运行,完成连贯、整齐的动作。优必选表示,这款新研发的关节,未来也将用于其它机器人产品上。

内建的高性能实时主控系统、全动力学优化算法及激光雷达定位导航算法可为“拓荒牛”解决春晚舞台这种高度对称环境和稀疏特征下的定位问题。由于高性能算力的支持,这一系列复杂的算法可在1kHZ下实时完成,帮助它完成全地形快速行走与舞蹈动作。

春晚上还出现了另一款机器牛“犇犇”。这款四足机器人由杭州宇树科技制作,以青岛人工智能国际客厅里的“莱卡狗”为原型,可随着音乐节奏摇头摆尾,做出直立拜年、侧滚翻、后空翻等200多个动作。

其硬件设备如电机、减速器、控制器、整机结构、部分传感器等多为研究团队独立自主研发打造;在动态定位、信号接收与抗干扰等群控技术与产品性能上皆有所突破。

除了跳舞,“犇犇”也在央视后台展现了它的实用性——为工作人员发送盒饭。在机器牛热舞登上热搜的同时,“犇犇”“卸妆”后辛勤送饭的视频也随之火爆,被网友们封为“勤勤恳恳打工牛”。

随着人工智能技术发展,这条赛道内不仅有专业的机器人公司,一些互联网大厂也开始尝试研发高性能的四足机器人。

像腾讯Robotics X实验室打造的移动机器狗Jamoca是国内首个能自行在梅花桩上顺利移动的四足机器人,其本体基于外部提供的硬件平台改装。腾讯自行研发的机器狗控制技术与智能大脑让Jamoca能完成行走、小跑和跳跃动作,并获得自主定位和避障的能力。

Jamoca利用RGB-D相机实时感知周围环境,通过特征点匹配的方式,可在线跟踪自身的运动轨迹,并结合视觉定位、运动里程以及惯性测量数据,提高定位追踪的精度和频率;同时利用算法识别和获取台阶和梅花桩的表面范围和中心点位置,依此进行可视化建模,重建整个三维运动场景。

接着,再基于质心动力学实现在线的质心轨迹生成和落脚点规划。在保证机器狗的四条腿可以安全踏到下一个梅花桩的前提下,规划出移动长度最短、综合耗力最小的行进路线,并且可在线持续进行运动规划。

无论是载歌载舞的贺岁机器牛,还是走跑自如的机器狗,这些四足智能机器人所运用的环境感知系统、高性能实时控制器、高精度带宽伺服驱动器、运动控制算法、定位导航方案多为技术团队自行研发。从优必选、宇树科技与腾讯Robotics X实验室打造的产品来看,中国四足智能机器人研发生产技术已趋成熟。

那么,国产机器狗的时代要来了吗?