为了让四足机器人的地面适应能力更强▲◁,逐际动力自研高性能关节▼★,将腿和轮子相结合▽=-,发布了拥有纯轮式■△▷○、纯足式▪◇▽…◆、轮足混合三种运动模式的四轮足机器人W1★•★▪-。其中•▽△◆△△,纯轮式指的是与汽车类似●○▽◇,并且机器人的腿部结构◁▽◁●、身体姿态△=△△、高度均可调整▪□☆○;纯足式就是纯踏步☆▼▼◇;轮足混合是机器人踏步时○☆◁▷◇☆,轮子也在转动○□▪。
轮式机器人只能在结构化道路中运动==▲★,或者大规模工厂中构建的高效移动平台中运动◁◆■◆△-,但一般而言☆•,以工业场景□▽-▽、物流配送为例•★,这些场景的地形■◇•◆▽=、路径大多都是为人类设计的●★,相对比较复杂○▷,也没有办法全部为机器人改造●▼••。
他也坦言◇▪●◇☆◇,基于感知的运动控制算法也是他们研发过程中最难的▷◇,他们采用软件定义硬件▪◁◆=□●,要先完成软件功能◁○☆==■,然后和硬件结合等◆▼◁-。最核心的难点在于让整个系统能实现更好的稳定控制-▪=■,然后基于感知完成全地形移动••▷=△。
因此◇◆,从移动能力上来讲◁-•●▷,机器人在70%的场景可以使用轮子□◆…●,剩余30%的场景里有将近90%的场景可以被四轮足机器人解决◆▼■▷▷▪,可能只有剩下一小部分需要四足机器人麻将胡了试玩▼▷。
并且高速运动的过程中…▷□▷,W1可以根据前方障碍物的高度来调整身体高度•-▼●,以适应不同环境的作业需求•▷◇。
W1能在同一时刻拥有足式越障与轮式快速移动能力-•…,要得益于逐际动力自研的基于感知的运动控制核心算法•-◇◆•。
这一运动控制核心算法的感知能力来自于布局全身的传感器▽•,主要包含头部2个■●▪、左右腰上各1个◁•…◆◁、尾部1个的摄像头=▲☆★▷▪,这5个摄像头和其他传感器融合◇■▽-▽,可以和机器人本体的实时运动相结合-○◇●◆★,使得其运动能力能够覆盖爬楼梯等难度较高的离散地形▷▲=▷。
综合来看■◇◆▷,机器人就可以估计出脚下★…▲▲☆、周围是什么样的地形▼-•□,选择什么样的运动方式不会被绊倒■▲▽○。张巍解释说…▲☆▽,这本质上是对地形信息的识别▪▽◁▼◁、处理▲△▽■、融合★△,再去提取关键信息□○-•,然后交给控制系统去完成规划和底层控制◇-=。
面对更为崎岖不平的碎石路◇●▲▲▷,W1能采用轮足混合运动的方式○▽▷,在保持机身稳定的情况下又能快速通过★★▪-▼。
南山科技观察9月25日报道◁▽▼◇,今日•-•,深圳通用足式机器人公司逐际动力发布首款全自研四轮足机器人W1•••▪。
在地面左右两侧不水平的单边桥场景下•▼○◁•,W1也能灵活适应地形▲◆,降低一侧身体▪○○●□◆,做到如履平地=□。
首先△☆-•○△,对于单一时刻而言◁=,5个摄像头需要通过多传感器的融合●▷▲○★、处理○=◆□-,达到毫秒级别的实时数据融合▲■◆,在对大量数据进行预处理•■…☆★▷。其次☆△…,5个摄像头还需要进行不同时刻的融合▲☆▼☆▼。
张巍谈道•▼,同时★…▪▽☆,在物理形态方面……▪,并不断扩大▽◁•◇•☆。对于四轮足式机器人而言=□▼☆,•▷•◁-○”逐际动力打造的四轮足机器人W1或许能成为接下来机器人技术▷■…、应用和市场最佳的交集点□•☆◁▪,基础研究与商业化的交集已经出现▷▽▼,正如张巍所言◇☆▪▪:▪◇“通用足式机器人正处于技术爆发期▷-■○□▷。
张巍认为○▼-▪◇,机器人采用什么样的运动方式与具体环境相关□★◆▷。例如实际应用中◆▼★▲◁,高速○▲•…★•、能耗较小的轮式运动基本可以满足需求•☆,足式运动常应用于台阶等不平整路面=▲★=,这并没有统一的判断标准△▲。
面对楼梯场景△★•○○,W1搭载了逐际动力自研的基于感知的运动控制核心算法W1能够稳定踏步上下楼梯=☆▷◆=。
此外-•,W1对地形的感知精度在厘米级▽==▲◇◇,远高于无人车对周边环境的感知要求◆△▽。他补充说△•••,无人车要感知车相对于周围障碍物的情况●•▲,一般定位精度在10-20厘米■▲◆●,让车不要撞到障碍物就足够了=●…△☆,而足式机器人不同●☆◁○,其目标是能准确踩到地面-□◁★,因此精度要求更高…□□。
搭载感知控制算法的四轮足机器人出现■▪◆□★,不仅让四足机器人的移动效率进一步提升▼△-◁,还大幅提高了对多种地形的适应能力◆•△▼,同时增强了感知的准确度▼○◆△•,使得四足机器人落地应用的场景逐渐丰富且带来了广泛落地的可能▲▽●◇-◆。
四足机器人已经慢慢出现在工业巡检▷◁▷•★、物流配送=•●☆▪▪、家庭教育△★-•☆◆、娱乐等场景中◆◇-◁…,但目前来看△•▪-◆★,其大规模商业化应用落地的进程仍处于早期•●…,工业场景中对四足机器人感知△•••☆、识别的精准度要求高■▪▼,现有的机器人即使能爬楼▼-、翻跟头=◁▽◇△▪,但仍面临不稳定的风险▪★。
逐际动力的研发团队大概在40人左右◁☆●◆◆,事实上□•,然后花了一年多的时间才把它做到相对不错▽=◁-…▪。张巍谈道△△◆,能提升移动效率★☆●。剩下的场景其移动能力没有太多劣势△▽◆●☆。他们前期在软件算法功能上积累了十余年时间★◇,W1采用四轮足混合运动形式▽◇◆,创造价值▷■☆=▽-。
目前•□…▪★★,W1的主要应用场景为工业巡检●▷▼•○、物流配送△☆▪□★-、特种作业△◇▷□、科研教育等商用场景▼■◇,逐际动力W1将于今年第四季度开始接受预订■▲…▲◆□。
张巍告诉南山科技观察•□▪•,W1并不是简单的轮足切换☆☆▲◆◆,而是让机器人在同一时刻拥有足式越障和轮式移动能力……。基于逐际动力自研的感知和运动控制算法◆○…◁,W1可以精确感知脚下和周围的地形▲-▼,从而稳定高速通过全地形……•。
四轮足机器人的一大核心能力就是移动▪●●■,并且是全地形移动★▼▲▼■-。张巍认为△○,基于这一逻辑=•●▽,四轮足混合可能是四足机器人未来非常大的主导形态○○-●□-。不论轮式还是足式机器人◇…□•●●,其核心能力都是移动●▽。
☆▷•△“四轮足机器人W1的运动能力是以前机器人完全没有的▲•◁★,并且对机器人的潜在落地至关重要=△△==。■=▪□•”张巍将这一产品线称为○▷◆▷★●“地面大疆☆●★■◁”★…☆◁★○,希望该机器人能稳定实现全地形上从A到B点的移动○○。
基于此◇▽◁☆,四轮足机器人W1的移动效率更高●=★,据张巍透露▽★■,机器人任何别的任务都不做的同等情况下-…○◆▲,四轮足机器人W1的移动速率相比于四足机器人□◁,能提升3-4倍☆▼△。
经过草地石板路时…•,W1能够快速调动腿部多关节协同响应□•◆,适应交替出现的草地和石板路○=■□●。
逐际动力创始人张巍博士接受了南山科技观察的独家专访●□▼★▷■,就这款四足轮机器人的技术细节◇▷、创新逻辑●…◆◁◆■、应用场景等关键问题进行解读▷□◇•。
操作能力指的就是机器人在移动过程中去递送物体■-☆▲•▪、识别侦查等…■★…,需要具体应用场景来定义-▼▷。W1的负载达到15公斤★=☆■•,娱乐型◇▽◆、教育型的机器人体积较小-●△-☆◆,不需要扛东西○◆◆☆▪▷,价格也相对便宜△•。功能型的机器人需要代替人类完成任务…-◆□,需要15公斤以上的负载能力○☆◆。张巍谈道△•▽,他们的机器人是能完成任务前提下-△★•=▼,相对小且较为灵巧的▪★▷。
值得一提的是…■•,这是业内鲜少的将腿式…•◁▷、轮式结构融于一体的产品…△▼▲,也是国内首个基于自主地形感知◇◇□-=,通过实时步态规划与控制•▽,完成上下楼梯的四轮足机器人▼●…▲=◇。
在张巍看来○▼,目前市面上四足机器人影响落地应用的原因有两点•=▼,首先▽-••,机器人的感知能力缺失▷△•,其次●▪■••-,四足机器人的行动效率低◁••▽◁、负载有限○▼、续航不长▪◁▪●。
一般而言◇▼▲,四足机器人都采用通用足式设计□◁■,但普遍面临移动速度低…▼■•▼、协调性较差的问题★▲。
他们具备地形感知★▲◁★=•、强化学习•-、多刚体动力学◁•▷、混杂动力学-●▷▪◁、模型预测控制等领域的学术和研发经验••…,让足式机器人真正走进产业▲◆=,机器人的整个巡检路线%的台阶地形○▪▲▪,张巍透露说=●,高效率■★、低功耗的轮式运动也能弥补四足机器人的续航问题◇=■◁。大部分都为平地◆•◇。除攀岩★▼•▼、梅花桩□△◆▷•▼、独木桥这些特定场景外□☆◆▼◁△。