专访乐聚机器人冷晓琨 步态是人形机器人的核心
人形机器人的核心:步态控制之道
乐聚机器人创始人兼CTO冷晓琨在接受采访时曾戏言:“人形机器人不做步态控制的,都是在耍流氓!”这句话,深刻揭示了人形机器人的精髓所在——步态。
随着科技的飞速发展,人形机器人逐渐进入大众视野,聊天、跳舞机器人层出不穷,但冷晓琨却坚信,这些功能并非刚需,人形机器人的核心在于步态。
步态,是机器人行走的基础。就像去年备受瞩目的波士顿动力Atlas,凭借超强的平衡感、稳健的步伐,刷新了人们对机器人的认知。其核心就是实现了极佳的步态控制。
乐聚机器人,这个由哈尔滨工业大学的博士团队发起的创业公司,自2015年成立以来,一直致力于步态研究与应用。目前,乐聚已经推出了三款以步态控制为基础研发的机器人:Aelos机器人、Aelos教育机器人和Talos机器人。
Aelos机器人是一款具有人形结构和智能交互能力的小型机器人,定位于家庭陪护,运动能力突出;Aelos教育机器人则针对中小学STEAM教育,主要培育学生的工程思维和动手能力;Talos机器人是一款大型人形服务机器人,是公司未来的重点布局方向。
冷晓琨带领的乐聚团队,在成立不到两年的时间里,就一跃成为人形机器人的佼佼者,实现了大多数机器人公司无法实现的步态控制。
冷晓琨团队是一支高学历、年轻的创业团队,平均年龄只有24岁。团队成员中,博士、硕士、本科人才济济。公司与中国人工智能学会、哈尔滨工业大学等学术机构建立了良好的合作关系。
面对市场上人形机器人结构相似的问题,冷晓琨解释,这是因为人形机器人的骨架结构大体相同,而步态的实现方式也有多种,从简单的静态步态到复杂的基于力控制和最优化控制的动态步态。
乐聚几代产品的最大特点是快走。实现快走的难点在于模型的稳定和算法的高要求。冷晓琨指出,要提高行走速度和稳定性,必须深入研究步态控制。只有这样,人形机器人才能添加更多吸引用户的内容,如足球等运动。
对于如何实现步态控制,冷晓琨表示,这需要对机器人的模型进行深入研究和优化。例如Aelos带有快走模式,通过调试步态效果,提高行走速度和稳定性。但冷晓琨也强调,“快点在地上摩擦、蹭的快”只是简单的静态步态中的一种方法。真正的步态控制需要更深入的研究和探索。
人形机器人的核心在于步态控制。只有掌握了步态控制的技术,人形机器人才能更加灵活、稳定地运动,为用户带来更多有趣、实用的体验。冷晓琨和他的乐聚团队正是致力于此道的研究与实践,为人形机器人的发展做出重要贡献。动态步态规划技术的运用,为双足机器人带来了行走速度与稳定性的质的飞跃。特别是对于那些身高接近人类的机器人来说,它们的行走速度已经几乎能够赶上人类的正常行走速度了。
AELOS和TALOS之所以能稳定快走的秘密,在于我们在步态规划时深入考虑了机器人在行走时的各种动力学参数。这使得机器人在行走时展现出一种“健步如飞”的感觉。
我们的研发团队有着一种勇往直前的精神,就像“明知前方有坑,却偏往坑上踩”一样,即使面对困难和挑战,我们也坚定地前进。目前,我们正在研发小型双足机器人的拟人化步态,并计划在下半年推出一款令人惊艳的产品。
关于乐聚在人形机器人核心部件舵机的选择问题,我们选择了自主研发。我们定制了电机,满足大扭矩、低功耗、高效率的要求。减速箱中的齿轮都是经过精心计算和大量实验确定的。舵机的控制算法是核心,我们拥有独立的算法并自主设计舵机外壳,最终由工厂进行组装。
对于PWM舵机和数字接口舵机的选择,我们主要是根据实际产品效果和用户体验来进行考量。很多人容易混淆PWM舵机和模拟舵机,但它们是有所区别的。ALEOS采用的PWM舵机和数字舵机具有相同的微处理器,区别在于接口方式的选择。我们选择PWM舵机是为了便于调整步态算法,而数字舵机的优势在于通讯智能化。
我们的产量得到了充分保障。工厂全部在浙江,拥有指定的外壳、板件和主板厂以及自己的组装厂。这些工厂拥有多年的加工生产经验,目前月产量已达到3000台,并且品质有所保障。
关于产品的商业化规划,我们认为人形机器人行业还在摸索阶段。乐聚的目标是占据市场高点。我们的优势是行走速度快,我们正在思考如何利用这一优势来结合市场。例如,竞技应用如踢足球、格斗等人形机器人的落地点是潜在的商业化方向。我们已经看到了两条清晰的商业化线路:娱乐和教育市场,其中机器人教育市场每年就有1000亿的市场规模。我们将继续探索并推出更多创新的产品和服务,以满足市场的需求。