2025中關(guān)村論壇年會開幕式上，機(jī)器人天團(tuán)帶來的科技秀成為一大亮點(diǎn)。人形機(jī)器人打太極、做俯臥撐，重心為何這么穩(wěn)？在3月29日舉行的2025中關(guān)村論壇年會科技辦會情況新聞發(fā)布會上，相關(guān)單位揭秘。
3月27日，2025中關(guān)村論壇年會開幕式上，機(jī)器人天團(tuán)帶來的科技秀成為一大亮點(diǎn)。新京報(bào)記者 浦峰 攝
克服地毯較軟控制穩(wěn)定性下降等難題
此次表演太極的是夸父人形機(jī)器人，它們身高1.7米，體重55公斤，是樂聚通研結(jié)合了樂聚的“人形本體”與通研院的“智能大腦”打造的。
據(jù)樂聚通研（北京）機(jī)器人技術(shù)有限公司總經(jīng)理柯真東介紹，在表演中，人形機(jī)器人既要剛?cè)岵?jì)地轉(zhuǎn)身推掌，又要做到單腳站立等復(fù)雜舞蹈動作，一方面有來自算法側(cè)的挑戰(zhàn)，另一方面對機(jī)器人本體性能、批量化的穩(wěn)定性和一致性也提出了挑戰(zhàn)。
“在前期準(zhǔn)備的測試過程中，我們發(fā)現(xiàn)了幾個問題。比如地毯較軟，機(jī)器人行走時會下陷較多，對跳舞的影響更大，另外，現(xiàn)場的大功率音響會對附近的磁場產(chǎn)生干擾，從而對機(jī)器人內(nèi)部的地磁計(jì)產(chǎn)生干擾，在彩排測試時出現(xiàn)了機(jī)器人跳舞偏轉(zhuǎn)的問題。再就是現(xiàn)場的信號干擾可能導(dǎo)致機(jī)器人跳舞不齊問題。”樂聚通研的工作人員吳嘉陽說。
團(tuán)隊(duì)先后組織動捕數(shù)據(jù)采集，開展機(jī)器人運(yùn)動軌跡重定向及仿真遷移，克服了柔性地毯控制穩(wěn)定性下降、舞臺復(fù)雜電磁環(huán)境導(dǎo)致位姿傳感器飄移、機(jī)器人群體控制同步困難、網(wǎng)絡(luò)通訊信號干擾等問題，最終呈現(xiàn)了一場精彩紛呈的科技秀。
人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)動的關(guān)鍵在于保持重心平衡。若手臂較重，在揮舞過程中不僅會對重心位置產(chǎn)生顯著影響，還會帶來較大的慣性沖擊，從而增加控制難度。以夸父機(jī)器人為例，其手臂具備實(shí)際作業(yè)能力，負(fù)載可達(dá)5公斤，自重超過10公斤。它執(zhí)行舞蹈動作的過程，可以類比于人類演員舉著啞鈴跳舞的情況。這對機(jī)器人的動態(tài)平衡和控制精度提出了更高要求。
夸父機(jī)器人能夠在中關(guān)村論壇的機(jī)器人秀上順利完成復(fù)雜的舞蹈動作，得益于通研院此前提出的控制框架 CDM-MPC（基于質(zhì)心動力學(xué)模型的模型預(yù)測控制）。CDM-MPC 通過全身協(xié)調(diào)控制，使機(jī)器人各部位的運(yùn)動緊密配合，從而實(shí)現(xiàn)包含上下身聯(lián)動的舞蹈動作。
據(jù)北京通用人工智能研究院研究中心聯(lián)席執(zhí)行主任、機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任劉航欣介紹，本次表演中的舞蹈動作幅度較大，上下肢的大幅擺動對機(jī)器人平衡性提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)——稍有偏差便可能導(dǎo)致重心失穩(wěn)。CDM-MPC 的核心優(yōu)勢在于對質(zhì)心動量的實(shí)時調(diào)控：當(dāng)機(jī)器人進(jìn)行手腳伸展、邁步、下蹲等動作時，該算法持續(xù)調(diào)整全身的質(zhì)心動量，使重心始終保持在安全范圍內(nèi)。正因具備這一精準(zhǔn)的動態(tài)平衡控制，即使面對高難度舞姿，機(jī)器人依然能夠穩(wěn)定站立，流暢展現(xiàn)出太極大師般的沉穩(wěn)動作。
T1機(jī)器人還擅長踢球，思考能力將繼續(xù)優(yōu)化
科技秀環(huán)節(jié)，加速進(jìn)化的8臺T1機(jī)器人整齊列隊(duì)，通過大角度斜坡登上主講臺，展示機(jī)械舞、集體俯臥撐、一秒起身等高難度動作，充分體現(xiàn)了機(jī)器人的靈活和敏捷。
據(jù)北京加速進(jìn)化科技有限公司創(chuàng)始人兼CEO程昊介紹，T1的特點(diǎn)是皮實(shí)可靠，在這次中關(guān)村論壇上，T1承擔(dān)了四項(xiàng)任務(wù)，均圓滿完成。在過去一周的排練中，機(jī)器人零失誤、零損壞，狀態(tài)穩(wěn)定。T1還是足球健將，在兩周前的機(jī)器人足球世界杯德國公開賽上，清華火神隊(duì)使用加速T1機(jī)器人，以9:0的絕對優(yōu)勢戰(zhàn)勝了東道主德國Sweaty隊(duì)，奪得冠軍。
“加速T1機(jī)器人下一步會從三個方向重點(diǎn)優(yōu)化。”程昊說，一是讓人形機(jī)器人的運(yùn)動能力接近人類，從耐摔進(jìn)化成不摔，能上所有的樓梯，能開所有的門，能踢球，能跳舞；二是讓人形機(jī)器人的思考能力在某些領(lǐng)域超越人類，將以機(jī)器人踢足球?yàn)榍腥朦c(diǎn)，不斷突破機(jī)器人的感知決策、排兵布陣的能力；三是持續(xù)提升機(jī)器人的可靠性和量產(chǎn)能力，目標(biāo)是讓人形機(jī)器人可以像計(jì)算機(jī)一樣便宜、可靠、實(shí)用，讓更多的開發(fā)者可以擁有自己的人形機(jī)器人。