2025中關(guān)村論壇年會(huì)開(kāi)幕式上，機(jī)器人天團(tuán)帶來(lái)的科技秀成為一大亮點(diǎn)。人形機(jī)器人打太極、做俯臥撐，重心為何這么穩(wěn)？在3月29日舉行的2025中關(guān)村論壇年會(huì)科技辦會(huì)情況新聞發(fā)布會(huì)上，相關(guān)單位揭秘。
3月27日，2025中關(guān)村論壇年會(huì)開(kāi)幕式上，機(jī)器人天團(tuán)帶來(lái)的科技秀成為一大亮點(diǎn)。新京報(bào)記者 浦峰 攝
克服地毯較軟控制穩(wěn)定性下降等難題
此次表演太極的是夸父人形機(jī)器人，它們身高1.7米，體重55公斤，是樂(lè)聚通研結(jié)合了樂(lè)聚的“人形本體”與通研院的“智能大腦”打造的。
據(jù)樂(lè)聚通研（北京）機(jī)器人技術(shù)有限公司總經(jīng)理柯真東介紹，在表演中，人形機(jī)器人既要?jiǎng)側(cè)岵?jì)地轉(zhuǎn)身推掌，又要做到單腳站立等復(fù)雜舞蹈動(dòng)作，一方面有來(lái)自算法側(cè)的挑戰(zhàn)，另一方面對(duì)機(jī)器人本體性能、批量化的穩(wěn)定性和一致性也提出了挑戰(zhàn)。
“在前期準(zhǔn)備的測(cè)試過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)問(wèn)題。比如地毯較軟，機(jī)器人行走時(shí)會(huì)下陷較多，對(duì)跳舞的影響更大，另外，現(xiàn)場(chǎng)的大功率音響會(huì)對(duì)附近的磁場(chǎng)產(chǎn)生干擾，從而對(duì)機(jī)器人內(nèi)部的地磁計(jì)產(chǎn)生干擾，在彩排測(cè)試時(shí)出現(xiàn)了機(jī)器人跳舞偏轉(zhuǎn)的問(wèn)題。再就是現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)干擾可能導(dǎo)致機(jī)器人跳舞不齊問(wèn)題?！睒?lè)聚通研的工作人員吳嘉陽(yáng)說(shuō)。
團(tuán)隊(duì)先后組織動(dòng)捕數(shù)據(jù)采集，開(kāi)展機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡重定向及仿真遷移，克服了柔性地毯控制穩(wěn)定性下降、舞臺(tái)復(fù)雜電磁環(huán)境導(dǎo)致位姿傳感器飄移、機(jī)器人群體控制同步困難、網(wǎng)絡(luò)通訊信號(hào)干擾等問(wèn)題，最終呈現(xiàn)了一場(chǎng)精彩紛呈的科技秀。
人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵在于保持重心平衡。若手臂較重，在揮舞過(guò)程中不僅會(huì)對(duì)重心位置產(chǎn)生顯著影響，還會(huì)帶來(lái)較大的慣性沖擊，從而增加控制難度。以夸父機(jī)器人為例，其手臂具備實(shí)際作業(yè)能力，負(fù)載可達(dá)5公斤，自重超過(guò)10公斤。它執(zhí)行舞蹈動(dòng)作的過(guò)程，可以類(lèi)比于人類(lèi)演員舉著啞鈴跳舞的情況。這對(duì)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)平衡和控制精度提出了更高要求。
夸父機(jī)器人能夠在中關(guān)村論壇的機(jī)器人秀上順利完成復(fù)雜的舞蹈動(dòng)作，得益于通研院此前提出的控制框架 CDM-MPC（基于質(zhì)心動(dòng)力學(xué)模型的模型預(yù)測(cè)控制）。CDM-MPC 通過(guò)全身協(xié)調(diào)控制，使機(jī)器人各部位的運(yùn)動(dòng)緊密配合，從而實(shí)現(xiàn)包含上下身聯(lián)動(dòng)的舞蹈動(dòng)作。
據(jù)北京通用人工智能研究院研究中心聯(lián)席執(zhí)行主任、機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任劉航欣介紹，本次表演中的舞蹈動(dòng)作幅度較大，上下肢的大幅擺動(dòng)對(duì)機(jī)器人平衡性提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)——稍有偏差便可能導(dǎo)致重心失穩(wěn)。CDM-MPC 的核心優(yōu)勢(shì)在于對(duì)質(zhì)心動(dòng)量的實(shí)時(shí)調(diào)控：當(dāng)機(jī)器人進(jìn)行手腳伸展、邁步、下蹲等動(dòng)作時(shí)，該算法持續(xù)調(diào)整全身的質(zhì)心動(dòng)量，使重心始終保持在安全范圍內(nèi)。正因具備這一精準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)平衡控制，即使面對(duì)高難度舞姿，機(jī)器人依然能夠穩(wěn)定站立，流暢展現(xiàn)出太極大師般的沉穩(wěn)動(dòng)作。
T1機(jī)器人還擅長(zhǎng)踢球，思考能力將繼續(xù)優(yōu)化
科技秀環(huán)節(jié)，加速進(jìn)化的8臺(tái)T1機(jī)器人整齊列隊(duì)，通過(guò)大角度斜坡登上主講臺(tái)，展示機(jī)械舞、集體俯臥撐、一秒起身等高難度動(dòng)作，充分體現(xiàn)了機(jī)器人的靈活和敏捷。
據(jù)北京加速進(jìn)化科技有限公司創(chuàng)始人兼CEO程昊介紹，T1的特點(diǎn)是皮實(shí)可靠，在這次中關(guān)村論壇上，T1承擔(dān)了四項(xiàng)任務(wù)，均圓滿(mǎn)完成。在過(guò)去一周的排練中，機(jī)器人零失誤、零損壞，狀態(tài)穩(wěn)定。T1還是足球健將，在兩周前的機(jī)器人足球世界杯德國(guó)公開(kāi)賽上，清華火神隊(duì)使用加速T1機(jī)器人，以9:0的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)勝了東道主德國(guó)Sweaty隊(duì)，奪得冠軍。
“加速T1機(jī)器人下一步會(huì)從三個(gè)方向重點(diǎn)優(yōu)化?！背剃徽f(shuō)，一是讓人形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)能力接近人類(lèi)，從耐摔進(jìn)化成不摔，能上所有的樓梯，能開(kāi)所有的門(mén)，能踢球，能跳舞；二是讓人形機(jī)器人的思考能力在某些領(lǐng)域超越人類(lèi)，將以機(jī)器人踢足球?yàn)榍腥朦c(diǎn)，不斷突破機(jī)器人的感知決策、排兵布陣的能力；三是持續(xù)提升機(jī)器人的可靠性和量產(chǎn)能力，目標(biāo)是讓人形機(jī)器人可以像計(jì)算機(jī)一樣便宜、可靠、實(shí)用，讓更多的開(kāi)發(fā)者可以擁有自己的人形機(jī)器人。
新京報(bào)記者 張璐
編輯 張牽 校對(duì) 趙琳
