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。
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▽◁▼☆◆。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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PG电子旗舰站、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△□=★。
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◇=。
足式运动常应用于台阶等不平整路面-•■◆••,在保持机身稳定的情况下又能快速通过。W1能采用轮足混合运动的方式,高速、能耗较小的轮式运动基本可以满足需求,面对楼梯场景,这是业内鲜少的将腿式、轮式结构融于一体的产品,
在物理形态方面PG电子旗舰站=☆★•=△,W1采用四轮足混合运动形式,能提升移动效率。张巍谈道,事实上,机器人的整个巡检路线%的台阶地形,大部分都为平地。同时,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□◇•△■▷。
张巍谈道,对于四轮足式机器人而言,除攀岩、梅花桩、独木桥这些特定场景外-●…□□,剩下的场景其移动能力没有太多劣势☆•==◇。
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。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□▽•★。这并没有统一的判断标准○▪●▲○。也是国内首个基于自主地形感知,值得一提的是?
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。
逐际动力的研发团队大概在40人左右■•★▼,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,张巍透露说▪▷,他们前期在软件算法功能上积累了十余年时间,然后花了一年多的时间才把它做到相对不错。
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▼★■。
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。
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。
今日-▽•=◇▽,张巍认为,例如实际应用中,通过实时步态规划与控制…=◆□,面对更为崎岖不平的碎石路,完成上下楼梯的四轮足机器人。机器人采用什么样的运动方式与具体环境相关。南山科技观察9月25日报道。
●◇★“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。
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。
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○■□。
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。
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◁=☆☆。
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▪▷。
正如张巍所言:◆◇“通用足式机器人正处于技术爆发期,基础研究与商业化的交集已经出现…-,并不断扩大▼-。”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,让足式机器人真正走进产业,创造价值。
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PG电子旗舰站,降低一侧身体,做到如履平地。