國產(chǎn)機(jī)器狗新秀,要“做地面的大疆”!首款四輪足商用機(jī)器人剛剛亮相
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國產(chǎn)機(jī)器狗圈殺出一位新秀:
一只純四輪足設(shè)計的機(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動能力。
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):
圖片
穿越障礙時,更是毫不費力化身“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)器人公司逐際動力LimX Dynamic。
W1本周一正式對外發(fā)布,并從下個季度就可以開始預(yù)定。
它的落地領(lǐng)域是2B,實打?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8種地形)。
Ps. 尤其是這個單邊橋操作,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。
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。
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非常顯眼的圓輪。
為什么這么做?
逐際動力創(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,因為不管面對什么地形,它都只能一步一步地蹬地前進(jìn)。
而這可以說是非常耗電。那么在實際工廠中,它可能動不動就“趴窩”了。
另一方面,續(xù)航上不去,四足機(jī)器人的負(fù)載也會極其受限。
給機(jī)器狗安上四個大輪子,大幅提升它的移動效率,可以一并解決這些痛點。
不過,輪足混合帶來的挑戰(zhàn)(例如感知干擾、狀態(tài)估計和運動控制)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,無端多出四個輪子的電機(jī),每一個電機(jī)都有各種走線,各方面的驅(qū)動都要加上去,內(nèi)部的布局都要重新設(shè)計。
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)是基于地形的實時感知能力。
在這里,張巍博士重點介紹了它與自動駕駛感知相比最大的兩個難點。
首先是在精度上。
自動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。這個精度至少為厘米級,而自動駕駛避開障礙物不超過10-20厘米就夠了。
其次是實時性。
四輪足機(jī)器人需要控制輪子的轉(zhuǎn)速有多快,而這需要實時地、根據(jù)當(dāng)時的感知反饋(比如腳踩的是什么地形)來計算出,可謂相當(dāng)復(fù)雜。相反,自動駕駛的感知不涉及到輪子的控制。
盡管挑戰(zhàn)很大,W1團(tuán)隊還是利用他們在地形感知、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、多剛體動力學(xué)、混雜動力學(xué)、模型預(yù)測控制等領(lǐng)域的學(xué)術(shù)和研發(fā)經(jīng)驗,開發(fā)出了感知與控制融合的算法框架,最終在W1身上實現(xiàn)了高穩(wěn)定性、強(qiáng)實時性的控制能力。
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作實現(xiàn)上樓,這個過程完全不涉及感知。
也就會導(dǎo)致爬得不穩(wěn)、不流暢,換一個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背后的逐際動力,成立于2022年,base深圳,已完成天使輪融資。
盡管成立時間算年輕,但其實技術(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并不是一個行業(yè)里的專機(jī),我們要做的是一個通用型平臺,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這個過程中,機(jī)器人需要做什么操作,其實跟行業(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全地形移動的平臺。
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,因為這個任務(wù)技術(shù)成熟。
至于目前的定位為什么還是移動平臺,他表示:
機(jī)器人本質(zhì)上就解決兩個能力,一個是移動,一個是操作。
在移動能力上,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。這就是我們?yōu)槭裁聪氤蔀椤暗孛娴拇蠼薄?/p>
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,張博士脫口而出:
懂硬件的AI人才。