一年一度的科技風(fēng)向標(biāo) CES 正在如火如荼的進(jìn)行中，以英特爾、索尼、三星為代表的美、日、韓企業(yè)為我們展示了最新技術(shù)。而有一家中國公司的機(jī)器人現(xiàn)場與觀眾下腰 Battle 博得陣陣掌聲，這個機(jī)器人還會開瓶倒水做家務(wù)、寫字作畫練瑜伽，簡直是把科幻片中的場景變成了現(xiàn)實(shí)，人類離擁有智能助手的夢想更近了。

　　今年 CES 有個展臺被圍得水泄不通，人群中不時響起陣陣掌聲。

　　擠進(jìn)去一看，有位觀眾竟然在下腰，費(fèi)了半天力氣還是沒下去。這時候，旁邊的機(jī)器人輕松的做了一個教科書式的下腰，讓人驚嘆。

和人類 PK 下腰

　　原來這個靈活炫酷的機(jī)器人是優(yōu)必選科技的大型仿人服務(wù)機(jī)器人 Walker，它在和觀眾們比賽下腰。和去年展示的 Walker 相比，今年 Walker 的行走步態(tài)有了優(yōu)化升級，行走的狀態(tài)更接近人類，同時還提升了最大行走速度，最快可以走超過 2 公里一小時！

推小車

　　只見它推著滿載食物的小車從等候室走出，放好車后和觀眾們打招呼，并把籃子拿給主持人。整個過程平穩(wěn)流暢，可見它已經(jīng)具備了優(yōu)良的手眼協(xié)調(diào)抓取和全身協(xié)同能力。

　　隨著主持人下達(dá)指令：“Walker，來杯可樂。”只見 Walker 拿起開瓶器打開一瓶可樂，倒進(jìn)杯中遞給主人，一氣呵成讓人連連稱贊。

開瓶

倒水

　　大家不要小看這個倒水的動作。Walker 需要使用視覺伺服技術(shù)，通過實(shí)時識別水杯的位置和姿態(tài)，同時還要實(shí)時調(diào)整手掌的抓取位姿。即便水杯晃動，它也能完成倒水的任務(wù)。

　　緊接著，Walker 開始給大家表演節(jié)目，今年的 Walker 會瑜伽了，不僅能金雞獨(dú)立，文章開頭提到的完美下腰更是博得了滿堂彩。

　　Walker 展示的瑜伽功能，需要借助它全身的 36 個高性能伺服關(guān)節(jié)以及運(yùn)動控制系統(tǒng)，從而靈活穩(wěn)定的完成高難度的動作。

　　“文武雙全”的 Walker 還會寫字、作畫呢，現(xiàn)場露了一手，讓很多人類朋友都自愧不如。

畫玫瑰

　　要完成寫字畫畫等精細(xì)任務(wù)，需要 Walker 的雙臂具備較高的伺服精度。同時在算法上，還需要完成對字形的在線軌跡規(guī)劃，并實(shí)現(xiàn)精確的軌跡跟蹤以及力位混合控制。

　　這個會“十八般武藝”的 Walker，真是讓人刮目相看，沒想到身高 1.45 米的它已經(jīng)可以獨(dú)立完成這么多事了。相比于去年的首次亮相，今年再次現(xiàn)身的 Walker 在哪些方面進(jìn)行了升級呢？

　　一、會上下臺階會作畫，Walker 運(yùn)動、交互、環(huán)境感知大升級

　　和一年前的 Walker 相比，全新的 Walker 在運(yùn)動性能、柔性交互、環(huán)境感知等方面進(jìn)行了算法迭代和功能提升。它不僅有36 個高性能伺服關(guān)節(jié)以及力覺反饋系統(tǒng)，還擁有視覺、聽覺和平衡等全方位的感知系統(tǒng)，結(jié)合優(yōu)必選科技的 AI 技術(shù)，Walker 實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)快速的行走和靈活精準(zhǔn)的操作，可以輕松應(yīng)對各種服務(wù)場景。

　　更流暢的運(yùn)動性能

　　第一代的 Walker 是平腳掌行走，即機(jī)器人的腳面相對于地面一直是平行狀態(tài)，這樣行走方式相對簡單、容易實(shí)現(xiàn)，但受限于腿長、關(guān)節(jié)限位等因素，限制了機(jī)器人的行走速度。這一次，Walker 進(jìn)行了“類人步態(tài)”的升級，行走時腳踝會翻動、狀態(tài)更接近人類，提升了最大行走速度。

　　此外，擁有靈活雙腿的 Walker 可以很好的適應(yīng)復(fù)雜地形。比如上下樓梯對很多機(jī)器人來講是一大挑戰(zhàn)，而新一代的 Walker 通過增大關(guān)節(jié)的運(yùn)動范圍、升級上樓梯的算法，實(shí)現(xiàn)了一秒一個臺階的樓梯步態(tài)，運(yùn)動速度上已非常接近于人類速度。加上類人步態(tài)的優(yōu)化引入，也使得上樓梯過程更加自然順暢。

上樓梯

　　更安全的柔性交互力控技術(shù)是機(jī)器人與人和環(huán)境安全交互的關(guān)鍵技術(shù)。為了避免 Walker 在對外交互時傷到人、周圍環(huán)境以及機(jī)器人自身，此次 Walker 加入了力位混合控制方法，能夠精確控制機(jī)器人手掌和外界接觸的力的大小，使交互過程更加安全。去年的 Walker 可以開門、開冰箱，今年的 Walker 學(xué)會了擦桌子，這一看似簡單的動作中就涉及到力控，通過保持合適的力，Walker 既不會損傷自己的手，也不會因?yàn)榱μ《敛桓蓛糇烂妗?/p>

擦桌子

　　另一個力控的例子就是寫字、畫畫，這種精細(xì)的操作，除了對雙臂有比較高的伺服精度的要求，也對軌跡規(guī)劃技術(shù)、力位和控制有很高的要求，因?yàn)閷懽滞瑯邮且粋€筆跟桌面接觸的過程。

寫字

　　開頭展示的推小車也是 Walker 力控好的一個表現(xiàn)。新一代 Walker 在推車過程中，協(xié)同雙臂末端軌跡、足端末端軌跡、機(jī)器人質(zhì)心位置和對小車的作用力，通過算法滿足對地面和小車的同時接觸約束，推動小車按照機(jī)器人自主生成的軌跡行走。為了滿足平穩(wěn)推車的目標(biāo)，Walker 雙臂保持一定柔性，來適應(yīng)地面和小車的軌跡誤差，保證機(jī)械臂和小車之間不會產(chǎn)生異常的作用力。

推小車

　　更智能的環(huán)境感知去年的 Walker 可以往水杯里倒水，今年的 Walker 在視覺伺服上做了升級，通過實(shí)時識別水杯的位置和姿態(tài)，同時還要實(shí)時調(diào)整手掌的抓取位姿，這樣即便水杯晃動，Walker 也可以準(zhǔn)確無誤的把水倒入其中。

晃動杯子倒水

　　更厲害的是，Walker 還會智能避障。通過和感知系統(tǒng)的結(jié)合，Walker 在執(zhí)行操作任務(wù)的同時，可以自主進(jìn)行運(yùn)動規(guī)劃，避開環(huán)境障礙物及自身關(guān)節(jié)順利完成任務(wù)。

避開障礙物倒水

　　除了上述三方面的升級，Walker 平衡性更厲害了，可以通過靜態(tài)平衡控制及全身柔順控制，來更好的協(xié)調(diào)環(huán)境的影響和自身的穩(wěn)定，確保穩(wěn)定地完成任務(wù)。

靜態(tài)平衡控制

　　此外，Walker 的動作模仿也更加自然了，一招一式可以看出已經(jīng)掌握了精髓：

動作模仿

　　二、死磕算法造就十八般武藝，背后的團(tuán)隊(duì)揭秘 Walker 的“養(yǎng)成記”

　　今年是 Walker 參加 CES 的第三年，從第一年的懵懵懂懂到今日的得心應(yīng)手，Walker 的快速成長離不開它背后整個團(tuán)隊(duì)的支持。

　　Walker 要做到十八般武藝，在技術(shù)層面要克服哪些難題？未來的 Walker 會有哪些殺手锏？我們和 Walker 的產(chǎn)品負(fù)責(zé)人聊了聊。

　　“真的是把 Walker 當(dāng)成自己的孩子一樣陪伴，比如，當(dāng)它胳膊的行為沒有做到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)，我們就會設(shè)計一套算法不斷去測試，像極了家長在教導(dǎo)小孩。” Walker 的每一個動作、每一次小小的進(jìn)步，背后都是一位位研發(fā)人員長時間耐心“教導(dǎo)”的結(jié)果。　　

　　不停留在實(shí)驗(yàn)室，而是在真實(shí)環(huán)境中驗(yàn)證算法

　　今年 Walker 主要是在軟件算法方面的升級，而挑戰(zhàn)也是來自算法。很多實(shí)驗(yàn)室中的算法能夠在理想的環(huán)境下獲得優(yōu)異的效果，放到實(shí)際環(huán)境中可能大部分能力無法發(fā)揮出來。而機(jī)器人要想去完成各種各樣的事情，不能只是達(dá)到 70%、80% 的成功率就行了，而是要根據(jù)需求達(dá)到很高的成功率，這對算法的適應(yīng)性要求非常高。

　　學(xué)術(shù)領(lǐng)域的算法一開始只是搭了一個框架，并沒有在實(shí)際環(huán)境中使用和測試。無論是圖像、導(dǎo)航還是語音，現(xiàn)在基本上都是以數(shù)據(jù)來驅(qū)動。算法需要在實(shí)際工作中進(jìn)行優(yōu)化才能落地。

　　因此，優(yōu)必選科技對于 Walker 算法的測試并沒有停留在實(shí)驗(yàn)室，而是把它放到外面各種各樣的真實(shí)環(huán)境中驗(yàn)證，并根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)提升算法，通過這種方式讓 Walker 不斷改進(jìn)。“這個過程既是開創(chuàng)性的，也是蠻困難的一件事情。”Walker 產(chǎn)品負(fù)責(zé)人舉了個例子：算法要提取 Walker 身上的很多參數(shù)，比如它全身的動力學(xué)的參數(shù)，同時需要算法去辨識、適應(yīng)不同機(jī)器人上的差異，進(jìn)而表現(xiàn)出一致的動作和表現(xiàn)，這是很有挑戰(zhàn)的。

　　三層研發(fā)體系，確保技術(shù)落地

　　一個注重研發(fā)的公司才有競爭力，而一個能將技術(shù)落地的公司才能走得長遠(yuǎn)。在研發(fā)體系方面，優(yōu)必選科技已經(jīng)構(gòu)建起三層研發(fā)體系：

• 第一層是產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)，主要負(fù)責(zé)工程性的工作，讓相關(guān)技術(shù)在在機(jī)器人身上更具備表現(xiàn)力和實(shí)用性；
• 第二層，在產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)之上，公司有自己的研究院，專注核心技術(shù)研發(fā)，產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)采用的核心技術(shù)基本都來自研究院；
• 第三層，在研究院的基礎(chǔ)上，優(yōu)必選科技還有一個團(tuán)隊(duì)專注于人工智能和機(jī)器人更長遠(yuǎn)的前沿技術(shù)研發(fā)。優(yōu)必選科技與清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、悉尼大學(xué)、卡耐基梅隆大學(xué)、IEEE 等知名高校和研究機(jī)構(gòu)開展了合作。

　　當(dāng)上層的研究院有了技術(shù)突破，就會往下一層轉(zhuǎn)移。技術(shù)一旦成熟，就會應(yīng)用到產(chǎn)品。從這個角度看，這三層的研發(fā)架構(gòu)既保證了優(yōu)必選科技的機(jī)器人能夠在學(xué)術(shù)前沿獲得比較多的技術(shù)儲備，又保證了這些技術(shù)能夠有順暢的通道落地到產(chǎn)品中。

　　Walker 未來迭代方向：更瘦更聰明

　　今年的 Walker 多才多藝，甚至學(xué)會了做家務(wù)，離成為進(jìn)入千家萬戶的智能家庭助理更進(jìn)了一步，那么未來的 Walker 還會有哪些變化呢？產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊(duì)表示接下來 Walker 會朝著四個方面進(jìn)化：

• 減重。對于身高 1.45 米的機(jī)器人，體重 77 公斤還是有點(diǎn)“胖”，希望 Walker 跟人交互的時候可以更輕盈、更安全。
• 提速。和人相比，Walker 目前的行走速度還有提升空間，未來會通過提速來提高效率。
• 加智。未來通過提升 Walker 的智力和推理能力，讓它可以去理解更多的環(huán)境和物體，有更“聰明”的導(dǎo)航，能夠和人更好的相處。
• 增穩(wěn)。Walker 要走出實(shí)驗(yàn)室，需要對環(huán)境有更強(qiáng)的適應(yīng)性，長時安全行走在多種類型地面，跟人類交互時更加安全穩(wěn)定。

　　接下來，研發(fā)人員會進(jìn)一步增強(qiáng) Walker 運(yùn)動的穩(wěn)定性、增加 Walker 任務(wù)決策的智能性、并提升它的 AI 應(yīng)用水平。

　　明年的 CES，我們一定會看到一個更輕盈敏捷、聰明伶俐、能做更多服務(wù)工作的 Walker。

　　三、大型仿人機(jī)器人市場迎來中國高端玩家，機(jī)器人走進(jìn)千家萬戶從這里開始

　　長久以來，機(jī)器人是科幻片必不可少的元素，仿人服務(wù)機(jī)器人則是每個家庭的終極幻想，而優(yōu)必選科技的一個重要使命，就是讓這個幻想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

　　一提到大型仿人機(jī)器人，很多人都會想到美國波士頓動力的 Atlas。今年的 Atlas 甚至能做一套完整的體操動作，相信看過 demo 視頻的朋友都會覺得很震撼。

　　但煙花散盡還有一個重要問題：大家什么時候才能正在見到 Atlas？它什么時候才能走入每個家庭？

　　其實(shí)，早在 1992 年成立之初，波士頓動力就開始進(jìn)行 Atlas 的相關(guān)研究了，這兩年憑借接二連三的“病毒視頻”逐漸被大家熟知。但即便是這樣的明星機(jī)器人，技術(shù)光芒的背后，也面臨如何走出實(shí)驗(yàn)室的困境，至今，我們沒有在公開場合見到過 Atlas，更別說和我們互動了。

　　與只在 demo 炫技的波士頓動力不同，優(yōu)必選科技走的是一條務(wù)實(shí)的路。作為面向家庭服務(wù)的機(jī)器人，Walker 的使命就是走進(jìn)千家萬戶、服務(wù)千家萬戶。那么，Walker 是如何朝著這一目標(biāo)行進(jìn)的呢？

　　首先，Walker 具備了基本的服務(wù)能力。

　　2018 年 CES，Walker 第一代首次亮相時“胸以下全是腿”，當(dāng)時還沒有增加雙臂，但它已經(jīng)可以完成走路、踢球、下樓梯等任務(wù)。

　　“能夠操作真實(shí)世界的物體，才能對人產(chǎn)生真正的影響”，想要真正進(jìn)入家庭，機(jī)器人一定是需要雙腳來應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境（樓梯、門檻等）、雙手來與外界互動。而經(jīng)過一年的優(yōu)化，2019 年 CES 亮相的 Walker 有了雙臂，可以完成一些簡單的動作，比如打招呼、遞東西。

　　再經(jīng)過一年軟件算法的迭代和硬件的升級，Walker 的服務(wù)能力不斷提高，端茶倒水擦桌子已經(jīng)是駕輕就熟，還學(xué)會了推車、太極和瑜伽這些高難度動作，上樓梯這種動作也可以完美完成，而且走得更快、反應(yīng)更靈敏了。　　

　　其次，Walker 實(shí)現(xiàn)了模塊化。能做到單體生產(chǎn)和集成，腿部、臂膀、軀干都能拆卸組裝，成本可控同時也更方便量產(chǎn)、維護(hù)和維修。這無疑會使得新一代 Walker 更能符合未來市場需求。

　　最后，Walker 已經(jīng)走出了實(shí)驗(yàn)室。不光在大型展會和活動上能看到 Walker，優(yōu)必選科技也將和高校、科技館、展覽館等展開積極合作。

　　現(xiàn)如今，已經(jīng)有越來越多的服務(wù)機(jī)器人進(jìn)入銀行、機(jī)場、酒店、餐飲等領(lǐng)域，人們也從最開始的觀望到現(xiàn)在的接受、習(xí)慣。我們的家庭生活中，也開始頻繁出現(xiàn)機(jī)器人產(chǎn)品，比如備受小朋友們喜愛的優(yōu)必選悟空機(jī)器人。而仿人服務(wù)機(jī)器人進(jìn)入千家萬戶并非遙不可及，但也不是一蹴而就的事情，現(xiàn)階段首先還是要像 Walker 這樣要把產(chǎn)品做硬并且落地，之后的事情也就水到渠成了。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的CES这个会下腰的中国机器人火了，仿人机器人市场迎来“头号玩家”的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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