要“做地面的大疆”!國產(chǎn)機(jī)器狗新秀:不整活兒、只玩硬的
國產(chǎn)機(jī)器狗圈殺出一位新秀:
一只純四輪足設(shè)計(jì)的機(jī)器人來了。
不整花活,這只橙黑色小狗能從最樸素的場景中展示出它超凡的運(yùn)動(dòng)能力。
先給您來一段靈氣十足的“前后搓腳”:
上下樓梯?穩(wěn)步如飛,并且不需要地形圖,完全靠感知搞定:
面對一段斜坡,除了身體與坡平行,它還能身體與地平行(右):
穿越障礙時(shí),更是毫不費(fèi)力化身“變形金剛”,伏地前進(jìn):
不得不說,如此靈活的商用輪足機(jī)器狗,確實(shí)很少見。
輪腿優(yōu)勢合二為一
如上這只小狗,名叫W1,來自通用足式機(jī)器人公司逐際動(dòng)力LimX Dynamic。
W1本周一正式對外發(fā)布,并從下個(gè)季度就可以開始預(yù)定。
它的落地領(lǐng)域是2B,實(shí)打?qū)嵉匾M(jìn)廠干活。
所以也沒整什么翻跟頭跳舞的花活,全部是各種地形演示。
除了上面那些,過單邊橋、上馬路牙子、磕磕絆絆的草地石板和碎石路,也都是小菜一碟(共計(jì)8種地形)。
Ps. 尤其是這個(gè)單邊橋操作,W1需要一邊腿在橋上,一邊腿在地上,但身上的水瓶可以說紋絲不動(dòng)。
如您所見,W1和一眾機(jī)器狗最大的區(qū)別就是輪足設(shè)計(jì)。
并且不同于騰訊Max機(jī)器狗在關(guān)節(jié)處安輪子的方式,W1直接將普通的原始足部換成了四個(gè)非常顯眼的圓輪。
為什么這么做?
逐際動(dòng)力創(chuàng)始人張巍博士解釋:
目前普通四足機(jī)器人落地的一大限制因素是續(xù)航,因?yàn)椴还苊鎸κ裁吹匦危贾荒芤徊揭徊降氐诺厍斑M(jìn)。
而這可以說是非常耗電。那么在實(shí)際工廠中,它可能動(dòng)不動(dòng)就“趴窩”了。
另一方面,續(xù)航上不去,四足機(jī)器人的負(fù)載也會(huì)極其受限。
給機(jī)器狗安上四個(gè)大輪子,大幅提升它的移動(dòng)效率,可以一并解決這些痛點(diǎn)。
不過,輪足混合帶來的挑戰(zhàn)(例如感知干擾、狀態(tài)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)控制)卻是成倍增加的,并且市面上還沒有特別成熟的解決方案。
具體而言,張巍博士介紹:
首先在硬件上,無端多出四個(gè)輪子的電機(jī),每一個(gè)電機(jī)都有各種走線,各方面的驅(qū)動(dòng)都要加上去,內(nèi)部的布局都要重新設(shè)計(jì)。
但最難的還是控制算法。
如果我們只是加上輪子把它當(dāng)車開,這件事還算簡單。
但實(shí)際我們需要把輪子融合在四足機(jī)器人的整體里,進(jìn)行全身控制,就像視頻演示中所顯示的,很多動(dòng)作必須得全身、輪子、腿、姿態(tài)一起合作完成。
除了輪足融合,W1機(jī)器狗的另一大挑戰(zhàn)是基于地形的實(shí)時(shí)感知能力。
在這里,張巍博士重點(diǎn)介紹了它與自動(dòng)駕駛感知相比最大的兩個(gè)難點(diǎn)。
首先是在精度上。
自動(dòng)駕駛感知的是障礙物及周圍環(huán)境,目的是不要碰到;四足機(jī)器人則要非常精細(xì)地規(guī)劃出每一步要踩到哪里,怎么踩下去,使用多少力。這個(gè)精度至少為厘米級,而自動(dòng)駕駛避開障礙物不超過10-20厘米就夠了。
其次是實(shí)時(shí)性。
四輪足機(jī)器人需要控制輪子的轉(zhuǎn)速有多快,而這需要實(shí)時(shí)地、根據(jù)當(dāng)時(shí)的感知反饋(比如腳踩的是什么地形)來計(jì)算出,可謂相當(dāng)復(fù)雜。相反,自動(dòng)駕駛的感知不涉及到輪子的控制。
盡管挑戰(zhàn)很大,W1團(tuán)隊(duì)還是利用他們在地形感知、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、多剛體動(dòng)力學(xué)、混雜動(dòng)力學(xué)、模型預(yù)測控制等領(lǐng)域的學(xué)術(shù)和研發(fā)經(jīng)驗(yàn),開發(fā)出了感知與控制融合的算法框架,最終在W1身上實(shí)現(xiàn)了高穩(wěn)定性、強(qiáng)實(shí)時(shí)性的控制能力。
例如上下樓梯這一場景,它正是完全靠感知而非盲爬才得以如此穩(wěn)健。
所謂盲爬,可以理解為設(shè)定好了程序,然后靠記憶重播爬樓動(dòng)作實(shí)現(xiàn)上樓,這個(gè)過程完全不涉及感知。
也就會(huì)導(dǎo)致爬得不穩(wěn)、不流暢,換一個(gè)高度的樓梯就更難完成了。
而有了感知,它才能確保每一步都踩在樓梯的中間。
國產(chǎn)機(jī)器狗新秀,要做“地面的大疆”
W1背后的逐際動(dòng)力,成立于2022年,base深圳,已完成天使輪融資。
盡管成立時(shí)間算年輕,但其實(shí)技術(shù)積累很深厚——
它是南科大產(chǎn)學(xué)研背景下孵化出來的一家機(jī)器人企業(yè)。
此前就在網(wǎng)上發(fā)布了很多機(jī)器狗相關(guān)的算法成果。
比如難度系數(shù)拉滿的正面下樓梯:
他的創(chuàng)始人張巍則博士畢業(yè)于普渡大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系(本科是中科大)。
他從2005年就開始從事機(jī)器人算法相關(guān)的研究,自2011年開始在俄亥俄州立大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系任助理教授(現(xiàn)在已為終身教授),并于2019年回國加入南科大。
對于逐際動(dòng)力的首款四輪足機(jī)器人,張巍博士強(qiáng)調(diào):
W1并不是一個(gè)行業(yè)里的專機(jī),我們要做的是一個(gè)通用型平臺(tái),可以說是“地面的大疆”。
即和大疆無人機(jī)一樣,我們要在地面上實(shí)現(xiàn),無論什么地形,我們都能穩(wěn)定地從a到b。
具體從a到b這個(gè)過程中,機(jī)器人需要做什么操作,其實(shí)跟行業(yè)相結(jié)合有非常廣泛的應(yīng)用空間,我們要解決的就是一個(gè)全地形移動(dòng)的平臺(tái)。
而對于W1的商業(yè)化路徑,張博士也透露:
第一步是固定路線的巡檢,因?yàn)檫@個(gè)任務(wù)技術(shù)成熟。
至于目前的定位為什么還是移動(dòng)平臺(tái),他表示:
機(jī)器人本質(zhì)上就解決兩個(gè)能力,一個(gè)是移動(dòng),一個(gè)是操作。
在移動(dòng)能力上,我認(rèn)為四足機(jī)器人現(xiàn)在是沒有完全解決的,即還沒有做到全地形+敏捷移動(dòng)。這就是我們?yōu)槭裁聪氤蔀?ldquo;地面的大疆”。
至于操作能力,則要跟機(jī)械臂扯上關(guān)系。
最后,被問及現(xiàn)在最缺什么人才時(shí),張博士脫口而出:
懂硬件的AI人才。
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