2018 年,MITBiomimetic Robotics Lab 成员 Benjamin Katz 在他的硕士论文中,开源了 MITCheetah Mini 电机驱动器,连接 12 个电机与机载电脑的中心板(SPIne)的代码和硬件。
一个月后,2018 年 10 月 2018 IEEE / RSJ 国际智能机器人与系统国际会议(IROS)上,Katz 又开源了在 Cheetah Mini 上运行的所有代码。
也就是说,世界上最先进的四足机器人之一——迷你 “猎豹”的所有软件、固件、除机器人本体外的硬件已经全部公开。
而关于为什么国产机器狗为什么和波士顿机器狗长这么像的问题,一位工程结构力学领域的研究人员认为,机器狗长什么样是经过受力分析研究做出的最优配置,业界整体推进演变成现在的外形。即便是内部每一个模块技术全都不一样,外部长相可能还是类似的。
三、40 年国产多足机器人研发史,智能化将做的更好其实,多足机器人的技术研究涉及机械本体研究、步态研究、控制技术研究、驱动能源研究等多方面,而远非许多网友说到的 “开源算法”。
比如,腾讯在 3 月 19 日公开一项名为 “机械腿和机器人”的专利,就是一项通过第一机架、大腿驱动电机、小腿驱动电机、大腿连杆机构、小腿连杆机构和脚掌多环节,提升仿真逼真度的技术。蔚蓝智能科技公司也公布了关于电机、机器腿、快充等方面的 10 调专利技术。
我国学术界在多足步行机器人领域已有多年积累。看看 1991 年我国四足步行机器人的研发成果,也能猜到,为什么宇树科技创始人兼 CEO 王兴兴说 “大家见的太少了”。
时间追溯到 1991 年,当时,我国上海交通大学马培荪等研制出 JTUWM 系列四足步行机器人。这是模仿马等四足哺乳动物的腿外形制成,每条腿有 3 个自由度,由直流伺服电机分别驱动。
JTUWM -III 以对角步态行走,脚底装有 PVDF 测力传感器,利用人工神经网络和模糊算法相结合,采用力和位置混合控制,实现了四足步行机器人 JTUWM-III 的慢速动态行走,极限步速为 1.7 km/h。
▲文献中我国早年研究中的多足步行机器人
虽然当时的实体看起来还比较粗糙,但表明我国有长达几十年的四足机器人研发积累。这类早期研究我国还有很多:
1980 年中国科学院长春光学精密机械研究所的八足螃蟹式步行机;
1989 年北京航空航天大学的四足步行机;
1990 年中国科学院沈阳自动化研究所的全方位六组步行机;
1991 年上海交通大学 JTUWM 系列四足步行机器人;
2000 年上海交通大学 微型六足机器人;
2002 年上海交通大学 微型六足仿生机器人;
2003 年哈尔滨工程大学 两栖仿生机器蟹……
当然,有人会说,美国、日本的多足机器人的研究可能更早、更先进,但至少证明的一点是——中外多足机器人的发展都是长达多年的积累和比拼。当下,国内多足机器人企业正从中外几十年更新迭代的多足机器人研发成果基础上做产业化尝试,从囊括的人才中就能可见一斑。
比如:腾讯 Robotics X 实验室及腾讯 AI Lab 负责人张正友就是腾讯首位 17 级研究员 / 杰出科学家,17 级是腾讯历史上最高的专业职级。在国际顶尖会议和杂志上,张正友发表论文 250 余篇,论文引用次数 51000 多次,有超 200 项专利。
▲腾讯 Robotics X 实验室及腾讯 AI Lab 负责人张正友
当我们把眼光看向未来,四足机器人向智能化发展,更是中国科技企业的机遇。
其实,当下无论是 “土狗”还是 “洋狗”都仍然比较 “傻瓜”。比如你看见一只机器狗可以在雪地里捡起一块垃圾,这仍然是程序设置好的,你并没有看见它自己判断森林需要清扫了,于是主动把一整片森林的垃圾捡完。
要让机器狗具备更强大的认知智能,日后仍需要人工智能技术的支持——我国已经走在国际前列。根据斯坦福大学的《2021 年度 AI 指数报告》显示,2020 年中国在人工智能期刊被引频次首次超过美国。在刊登数量上,早在 2004 年,中国在人工智能期刊的总发表数量上短暂超过美国,然后在 2017 年重新占据领先地位。
将人工智能技术赋能多足行走机器人,中国企业的超车可能性还是很大的。
结语:国产机器人崛起,智能多足机器人创业国产四组机器人的走红中伴随着争议。通过调查分析,我们发现一方面,我国多足机器人研发确实晚于国外,但另一方面,在多足机器人的技术研究涉及机械本体研究、步态研究、控制技术研究、驱动能源研究等多方面,我国已经进行了长达几十年的艰苦研发,取得进展。
随着四足机器人朝着认知智能方向发展,国内的人工智能技术已处于全球领先水平,国产多足机器人赶超国外也是非常有可能的事。当然,在一些底层芯片制造、控制系统等层面的技术的自研依然需要业界重视,从而支持国产多足机器人更加可持续发展。