宋婷婷 科技日?qǐng)?bào)記者 劉傳書(shū)

8月8日，騰訊正式發(fā)布Max二代機(jī)器人（以下簡(jiǎn)稱(chēng)Max）。記者獲悉，Max能夠在梅花樁上完成旋轉(zhuǎn)踏步、單樁跳躍、雙輪站立等高難度動(dòng)作。同時(shí)，過(guò)樁速度達(dá)到“前輩”Jamoca的4倍。

(資料圖)

依托于機(jī)器人視覺(jué)定位、地形識(shí)別、全向六自由度運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、高精度模型預(yù)測(cè)控制等技術(shù)，Max能夠?qū)?fù)雜地形進(jìn)行精確識(shí)別，并且根據(jù)地形實(shí)時(shí)想好步子，避免踩歪、打滑、摔倒等風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)梅花樁復(fù)雜地形場(chǎng)景，以及精確落點(diǎn)跳躍等條件設(shè)置，成功驗(yàn)證了Max對(duì)復(fù)雜地形的適應(yīng)能力。

據(jù)了解，Max是由騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室自研的多模態(tài)四足機(jī)器人，采用原創(chuàng)的腿輪一體的本體設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了“崎嶇路面走得穩(wěn)，平坦路面跑得快”。相比一代，Max在視覺(jué)感知、軌跡規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)控制等方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，標(biāo)志著騰訊在機(jī)器人靈敏運(yùn)動(dòng)研究上取得了新的突破。

Max展現(xiàn)靈敏運(yùn)動(dòng)能力 完成空翻下樁等高難度動(dòng)作

在騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室為Max設(shè)置的測(cè)試場(chǎng)景中，Max需要快速通過(guò)一個(gè)陣列全長(zhǎng)10米，高0.8米（約為Max身高2倍）高低起伏的梅花樁陣列。

想要順利通過(guò)這一復(fù)雜地形，Max面對(duì)的挑戰(zhàn)重重。首先，Max需要實(shí)時(shí)地形識(shí)別、建圖，以應(yīng)對(duì)密集細(xì)桿梅花樁這種復(fù)雜并帶有輕微晃動(dòng)的地形。

看準(zhǔn)地形后，Max需要根據(jù)地形規(guī)劃適合的運(yùn)動(dòng)軌跡，自動(dòng)調(diào)整俯仰、側(cè)身與轉(zhuǎn)向，從而適應(yīng)高低起伏的地形。

官方發(fā)布的視頻中，Max在極端地形中展現(xiàn)出極好的動(dòng)作控制能力，能夠精準(zhǔn)感知到自身和梅花樁的位置，找準(zhǔn)樁面中心，動(dòng)作連貫，落點(diǎn)準(zhǔn)確，在窄小的樁面完成了快速行走、踏步旋轉(zhuǎn)、單樁跳躍、雙輪站立等一系列動(dòng)作。

從結(jié)果來(lái)看，Max在持續(xù)高頻的沖擊條件下，定位精度累計(jì)誤差小于1%，地形識(shí)別精度小于2cm。

為更好保障Max力控精準(zhǔn)度，騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室在機(jī)器人移動(dòng)能力和機(jī)身本體設(shè)計(jì)上都做了改良。Max具備觸地檢測(cè)能力，可準(zhǔn)確判斷足端觸地狀態(tài)，進(jìn)行質(zhì)心軌跡規(guī)劃與柔順力控，避免身體的大幅度振蕩以及足端觸地后的反彈，確保落地平穩(wěn)與運(yùn)動(dòng)流暢。

同時(shí)，Max的機(jī)身本體在2021年版本基礎(chǔ)上，完成了結(jié)構(gòu)和電氣系統(tǒng)的大量?jī)?yōu)化，能夠應(yīng)對(duì)跑、跳、翻等高動(dòng)態(tài)動(dòng)作產(chǎn)生的持續(xù)強(qiáng)力沖擊，保證了本體的穩(wěn)定性和可靠性。

除移動(dòng)表現(xiàn)的進(jìn)步之外，Max在運(yùn)動(dòng)效率方面也有顯著提升。Max在完成跳躍、空翻等高難度動(dòng)作時(shí)，可規(guī)劃出最省力的運(yùn)動(dòng)軌跡，即如何讓所需的驅(qū)動(dòng)力最小化。

具體來(lái)講，Max可以根據(jù)目標(biāo)跳躍距離、跳躍高度以及關(guān)節(jié)力矩限制等條件，計(jì)算出最優(yōu)的跳躍軌跡，兼容四腳跳（Pronking）和雙腳跳（Bounding）等步態(tài)。

自研模型算法、深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)讓Max動(dòng)作更靈動(dòng)

騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室于2018年成立，致力推進(jìn)人機(jī)協(xié)作的下一代機(jī)器人研究，打造虛擬世界到真實(shí)世界的載體與連接器。目前實(shí)驗(yàn)室研究方向包括作為機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)的感知能力，以及靈敏運(yùn)動(dòng)、靈巧操控、智能體三大支柱技術(shù)，致力于智能協(xié)作機(jī)器人。

據(jù)官方介紹，Max原創(chuàng)性地融合了機(jī)器人腿式與輪式運(yùn)動(dòng)模態(tài)，從硬件上的機(jī)械和電路設(shè)計(jì)，到軟件上的系統(tǒng)框架和控制算法創(chuàng)新，使得Max在崎嶇路面走得穩(wěn)，在平坦路面跑得快，更契合人類(lèi)社會(huì)的現(xiàn)實(shí)環(huán)境。

此次的梅花樁升級(jí)挑戰(zhàn)是騰訊輪腿融合機(jī)器人靈敏運(yùn)動(dòng)技術(shù)的進(jìn)一步突破。依托于團(tuán)隊(duì)自研的單目視覺(jué)慣性定位、全新的六維全向運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)規(guī)劃、非線(xiàn)性軌跡優(yōu)化、高精度模型預(yù)測(cè)控制等算法的支持，實(shí)現(xiàn)了更高精度的身體位置與姿態(tài)控制。

為更好完成跳躍、空翻等高動(dòng)態(tài)動(dòng)作所帶來(lái)的對(duì)機(jī)器人控制精度的挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)結(jié)合離線(xiàn)最優(yōu)跳躍軌跡規(guī)劃及實(shí)時(shí)平衡運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃，自研了模型預(yù)測(cè)控制算法（Chi et al.,?A?Linearization?of?Centroidal?Dynamics?for?the?Model-Predictive?Control?of?Quadruped?Robots,?ICRA?2022）。

與此同時(shí)，騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室也正利用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)等AI技術(shù)，推進(jìn)機(jī)器人智能研究，讓機(jī)器人在虛擬環(huán)境中自主學(xué)習(xí)，更好地適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的變化。

不同于預(yù)先設(shè)計(jì)好規(guī)則之后做重復(fù)任務(wù)的工業(yè)機(jī)器人，騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室更關(guān)注機(jī)器人的自主特性研究，目的就是要在有很大不確定性的動(dòng)態(tài)環(huán)境里，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人的自主判斷、自主決策，并自主完成任務(wù)。

據(jù)實(shí)驗(yàn)室研究人員介紹，基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)與sim2real等技術(shù)，Max用幾個(gè)小時(shí)就能初步學(xué)會(huì)自然靈動(dòng)的步態(tài)。

作為騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室自研的多模態(tài)四足機(jī)器人移動(dòng)技術(shù)平臺(tái)，Max的相關(guān)新技術(shù)與算法同時(shí)具備良好的遷移性，為實(shí)驗(yàn)室研發(fā)其他類(lèi)型的移動(dòng)機(jī)器人、適配潛在應(yīng)用場(chǎng)景沉淀技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。

未來(lái)，騰訊Robotics X實(shí)驗(yàn)室還將在機(jī)器人行業(yè)做全方位、多領(lǐng)域的探索，向人機(jī)共存、共創(chuàng)、共贏的未來(lái)不斷邁進(jìn)。

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