人形機(jī)器人“天工”，是由工信部和北京市共同支持的具身智能機(jī)器人創(chuàng)新中心設(shè)計(jì)研發(fā)的。
“天工”是純電驅(qū)擬人奔跑全尺寸人形機(jī)器人 ，它可以穩(wěn)定行走、奔跑、翻越障礙等，我們看到的“天工”，不僅是一個(gè)人形機(jī)器人，還是人形機(jī)器人的母平臺(tái)。
研發(fā)人員介紹，機(jī)器人母平臺(tái)可以作為一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，擴(kuò)展出更多的功能。比如更換安裝更為精巧的機(jī)械臂、更為智能的頭部等。在機(jī)器人的胸腔內(nèi)，還留存了足夠的空間，方便它擴(kuò)展電池續(xù)航和運(yùn)算能力。目前，“天工”正在進(jìn)行持續(xù)的迭代和開(kāi)發(fā)，并且擁有了多項(xiàng)技術(shù)突破。
近期“天工”又掌握了哪些新本領(lǐng)？
要實(shí)現(xiàn)諸多技藝有什么難度？
人形機(jī)器人能幫我們干哪些活？
“天工”最近有了哪些新本領(lǐng)？
此前，人形機(jī)器人“天工”已經(jīng)可以穩(wěn)定行走、奔跑、翻越障礙等，甚至還在學(xué)習(xí)如何惟妙惟肖模仿人體形態(tài)。經(jīng)過(guò)不斷學(xué)習(xí)迭代，人形機(jī)器人“天工”最近又掌握了哪些新本領(lǐng)呢？
最近，“天工”人形機(jī)器人在戶(hù)外真實(shí)地形測(cè)試中，成功登上北京通州區(qū)海子墻公園最高點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了100多個(gè)臺(tái)階的連續(xù)攀爬，成為全球首例可在室外連續(xù)攀爬多級(jí)階梯的人形機(jī)器人。
借助具身“大腦”和具身“小腦”，“天工”機(jī)器人能夠在行進(jìn)中精準(zhǔn)識(shí)別前方地形，并實(shí)時(shí)調(diào)整全身動(dòng)作和步態(tài)，在沙地、雪地、山坡等多種復(fù)雜地形中實(shí)現(xiàn)高速奔跑，奔跑速度已經(jīng)由最初的每小時(shí)6公里提升至每小時(shí)12公里。
“天工”如何實(shí)現(xiàn)攀登百級(jí)臺(tái)階？
那么，人形機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)攀登百級(jí)臺(tái)階 ，具體都有哪些難度呢？“天工”又是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？攀登百級(jí)臺(tái)階，“天工”都有哪些好幫手？
無(wú)磕碰、不踩棱、不踏空，在北京的一個(gè)公園內(nèi)，“天工”平穩(wěn)攀登了134級(jí)臺(tái)階，這些臺(tái)階的高度不一，臺(tái)階縫隙甚至還存在破損和松動(dòng)，對(duì)人來(lái)說(shuō)都會(huì)有一定攀爬難度，“天工”是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？
人形機(jī)器人“天工”之所以能實(shí)現(xiàn)戶(hù)外場(chǎng)景攀爬100多級(jí)臺(tái)階的本領(lǐng)，主要依賴(lài)于它新增加的兩個(gè)裝備。
在它的頭部有一個(gè)激光雷達(dá)↓
而在它的腹部也就是人類(lèi)肚臍眼的位置，增加了一個(gè)攝像頭↓
這樣的兩個(gè)裝備組合在一起，就為“天工”打開(kāi)了一個(gè)新的視覺(jué)的眼睛，通過(guò)對(duì)周?chē)h(huán)境視覺(jué)信號(hào)的實(shí)時(shí)捕捉，可以讓“天工”在復(fù)雜的環(huán)境過(guò)程中自主進(jìn)行識(shí)別和行動(dòng)。
“天工”順利實(shí)現(xiàn)了依靠視覺(jué)融合感知進(jìn)行上下臺(tái)階。視覺(jué)的融入，相當(dāng)于給機(jī)器人又增加一層復(fù)雜的數(shù)據(jù)輸入，他們要在極短時(shí)間內(nèi)，完成計(jì)算和運(yùn)動(dòng)控制，決策和行動(dòng)時(shí)往往“失之毫厘，謬以千里。”
團(tuán)隊(duì)介紹，我們看到的人形機(jī)器人大多是不具備視覺(jué)感知能力的“盲人”。這些沒(méi)有視覺(jué)感知能力的機(jī)器人要依靠提前建模，邁出固定步幅去上臺(tái)階，或者依賴(lài)仿真訓(xùn)練的經(jīng)驗(yàn)，嘗試碰觸障礙物的位置，再去判斷如何邁步，在一些陌生場(chǎng)景下，踏空摔倒就很常見(jiàn)了。
國(guó)地共建具身智能機(jī)器人創(chuàng)新中心天工項(xiàng)目人員 魏嘉星：對(duì)于人形機(jī)器人來(lái)說(shuō)，要做到穩(wěn)定的感知行走，其實(shí)對(duì)于它的整個(gè)計(jì)算能力是有非常高的要求的，要保持50毫秒以?xún)?nèi)的高頻率視覺(jué)更新。同時(shí)我們會(huì)把視覺(jué)感知的一些信息和本體信息，在虛擬仿真訓(xùn)練的世界里進(jìn)行部署。部署好了之后，會(huì)有成百上千臺(tái)機(jī)器人結(jié)合這種算法進(jìn)行優(yōu)化和迭代。我們把效果訓(xùn)練好之后，再部署到真實(shí)物理世界的機(jī)器人身上，就可以讓它具備一個(gè)很好的感知行走能力了。
"天工"是依靠"眼睛"來(lái)看路嗎？
人形機(jī)器人“天工”其中一只眼睛在肚臍的位置，這是為什么呢？另外，“天工”的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，是單純依靠這些眼睛來(lái)看路的嗎？
之所以把攝像頭放在了機(jī)器人的“肚臍眼兒”上，是為了能夠讓攝像頭更好看清腳向前行進(jìn)的道路。
但即便如此，它所能獲取的環(huán)境信息還是十分有限。
國(guó)地共建具身智能機(jī)器人創(chuàng)新中心 天工項(xiàng)目人員 魏嘉星：我們的信息可能還是不夠的，因?yàn)槿诵螜C(jī)器人在行走的過(guò)程中，還會(huì)擺動(dòng)它的身體、手部或者腿部，也會(huì)對(duì)信息有一定的遮擋。我們通過(guò)對(duì)于運(yùn)動(dòng)算法的突破，能夠讓機(jī)器人從有限的信息，推測(cè)出更多全面的信息，從而實(shí)現(xiàn)它穩(wěn)定的感知行走。
“天工”如何實(shí)現(xiàn)雪地奔跑？
除了普通路況，您知道“天工”是如何應(yīng)對(duì)特殊天氣和路況的嗎？比如如何實(shí)現(xiàn)雪地奔跑？應(yīng)對(duì)復(fù)雜地形的移動(dòng)能力提升，將成為人形機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室，在真實(shí)環(huán)境執(zhí)行任務(wù)，甚至在山地、雪地救援、廢墟等極端環(huán)境下作業(yè)的基礎(chǔ)。
目前“天工”的最大奔跑時(shí)速已提高至12千米。在雪地進(jìn)行高速奔跑，環(huán)境松軟濕滑，對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)并不容易。
研究人員表示，他們會(huì)在虛擬仿真場(chǎng)景下，給機(jī)器人注入一段短時(shí)記憶，讓機(jī)器人能夠知道，在特殊環(huán)境和情況下，如何更好進(jìn)行本體的自我控制。
人形機(jī)器人如何變身電力巡檢員？
隨著技術(shù)不斷突破，人形機(jī)器人愈加成為人類(lèi)的好幫手。一起來(lái)看看“天工”是如何變身電力巡檢員的。
只見(jiàn)“天工”走進(jìn)配電室，手持超聲波低電波局部放電檢測(cè)儀，對(duì)多臺(tái)電柜進(jìn)行多點(diǎn)位局部放電檢測(cè)，高效完成巡檢任務(wù)。同時(shí)還能順利完成合閘、分閘等操作任務(wù)。
發(fā)揮如此穩(wěn)定的“天工”，在日常訓(xùn)練中，也要面對(duì)很多不穩(wěn)定的場(chǎng)景，增加它的抗干擾性。比如重達(dá)10公斤的大球，直接砸在“天工”身上，它簡(jiǎn)單調(diào)整步伐，很快就站穩(wěn)了腳步。之所以做這種擊打訓(xùn)練，目的就是讓機(jī)器人在面對(duì)任何一種突如其來(lái)的沖擊，如大風(fēng)天氣等，依然能夠穩(wěn)穩(wěn)執(zhí)行任務(wù)。