全球首例登百级台阶、雪地奔跑 “天工”人形机器人迎来技术升级
机器人雪地奔跑。
稳稳攀登百级阶梯,实现雪地奔跑,能在大外力冲击下仍保持平衡……近日,国地共建具身智能机器人创新中心(以下简称“国创中心”)持续提升“天工”具身小脑能力,使其实现了基于视觉的感知行走,奔跑时速提高至12km,并具备更强的抗干扰能力。在户外真实地形测试中,“天工”连续攀爬多级阶梯,登上北京通州区海子墙公园最高点,成为全球首例可在室外连续攀爬多级阶梯的人形机器人,还成为全球首例可实现雪地奔跑的人形机器人。
提升感知行走能力应对复杂地形
“应对复杂地形的移动能力提升,这将成为人形机器人走出实验室,在真实环境执行任务,甚至在山地、雪地、废墟等极端环境下作业的基础,为具身智能机器人规模化应用夯实技术底座。”国创中心品牌公关负责人魏嘉星表示。
近日,在北京通州区海子墙公园,“天工”挑战攀登134级超长阶梯的户外测试,充分展现了其应对复杂地形的移动能力。该公园的阶梯地形复杂,台阶高度不一,甚至存在破损和松动,对于人类登山者来说也有较高难度。而“天工”能完成这一挑战,得益于技术团队将其感知能力融入到运动算法中,实现了基于视觉的感知行走,能够无磕碰、不踩棱、不踏空地跨越连续多级楼梯和35厘米的大高差台阶。
相比之下,此前人形机器人在上下台阶时往往采取“照着图纸走钢丝”的方式。魏嘉星解释道:“这意味着技术人员大多需要提前扫描楼梯建立三维模型,再根据预设程序让人形机器人迈出固定步幅。这种方式能在室内标准台阶运行,但面对真实场景下无法预知的地形,就像让蒙眼登山者复刻昨天的脚步,一旦遇到台阶尺寸变化或定位偏移,人形机器人极易踏空失衡,无法应对复杂的真实环境。”
如今,“天工”实现的感知行走,能自如应对随机变化的台阶路况。这是通过多能具身智能体“开物”所包含的具身“大脑”和具身“小脑”来实现的,能在行进中让“天工”瞬间“看清”前方地形,并立即生成对环境的准确分析,实时调整全身动作与步态。魏嘉星表示:“感知行走的突破,再次增强了具身智能机器人在复杂环境中的自主适应能力,为救援、勘探等实际应用场景提供了可能,也为具身智能应用的普及奠定了基础。”
攻克更多难题达到业内领先水平
应对复杂地形是当前行业一大痛点,而实现人形机器人稳定、高速奔跑,以及抗干扰能力,更是当前行业面临的主要难题。
“目前,人形机器人在速度与稳定性上往往顾此失彼,‘天工’此次升级彻底打破了这一局面。”魏嘉星表示,从最初6km/h的速度,到10km/h的稳定奔跑,直至当前最高12km/h的巅峰时速,在不足12个月的时间内,“天工”的奔跑速度实现了超一倍的跨越式提升,同时具备了本体的高稳定性、算法的高鲁棒性,以及机器人的长续航能力。
表现在户外测试中,意味着“天工”能在沙地、雪地、山坡等各种复杂的泛化地形中进行高速奔跑,成为全球首例可实现雪地奔跑的人形机器人。
“在实现走得稳、跑得快后,面对时刻可能出现的外界干扰而不摔跤,也是人形机器人走入真实社会所必须攻克的难题。”魏嘉星表示。由于双足机器人不稳定的高重心结构,在应对外力推拉拽撞时极容易摔倒。
此次升级后,“天工”能够轻松应对超10KG重物落下所造成的高达45Ns冲量,这相当于一名职业拳击手以450N的力重击对手的一瞬间打出的力道。尤其是,即使在光滑雪地上面对从各个方向突然出现的各类干扰,“天工”也能保持稳定平衡不发生摔倒,达到业内领先水平。
通过具身小脑所带来的全身控制能力升级,“天工”面对复杂环境的移动能力再次大幅提升,首次真正发挥出双足结构为人形机器人带来的多地形通用性优势,在实现全地形场景技术闭环的同时,更为行业确立了复杂环境移动能力的全新标杆。魏嘉星表示:“未来,该技术也将纳入国创中心所打造的开源开放生态中,通过技术共享降低行业创新门槛,将加速具身智能机器人在千行百业的规模化落地,以‘亦庄智慧’为具身智能产业化开辟更具想象力的落地路径。” 融媒体中心 孙艳平/文 国地共建具身机器人创新中心/供图
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