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嘉兴在线新闻网     2017-12-14 08:20:34     手机看新闻    我要投稿     飞信报料有奖
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人形机器人不做步态控制的,都是在耍流氓!

乐聚机器人(以下简称“乐聚”)创始人兼CTO冷晓琨在接受雷锋网采访时玩笑地表示。

最近几年,人形机器人逐渐进入了大众视野,各种聊天、跳舞机器人层出不穷,但冷晓琨坚信这些功能并非刚需,步态才是人形机器人的核心。

步态是机器人行走的基础。相信大家对去年一炮走红的波士顿动力Atlas还有印象,凭借超强的平衡感、稳健的步伐,Atlas刷新了大家对机器人的认知,Atlas之所以能够和人类一样行走,最核心的因素就是其实现了极佳的步态控制。

国内外做人形机器人的公司数不胜数,但能做出步态人形机器人的就寥寥可数了,国外的波士顿动力Atlas和本田Asimo已经是步态机器人行业的标杆,与此同时,国内的创业团队也逐渐在这一领域做出了突破,乐聚就是其中之一。

乐聚是由哈尔滨工业大学的博士团队发起的人形机器人的创业公司,成立于2015年10月份,公司成立之初曾获得了松禾资本1000万天使投资,2016年底,这家公司获得了深创投集团数千万pre-A轮投资。

和其它人形机器人创业公司不同的是,乐聚旗下的机器人都是以步态控制为基础而研发的。

我们做人形机器人的立足点就是步态。

冷晓琨告诉雷锋网,目前乐聚已经推出了3款产品,分别是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,运动能力十分突出;

Aelos教育机器人是针对中小学中推行的STEAM教育推出的产品,主要帮助培育学生的工程思维和动手能力;

Talos机器人是一款具有人类结构和强大运动能力的大型人形机器人,定位于服务机器人载体,是公司未来的重点布局方向。

成立不到两年,就一跃成为人形机器人的佼佼者,并且实现了绝大多数机器人公司无法实现的步态控制,乐聚是如何实现的呢?带着这样的疑问,雷锋网采访了冷晓琨。

雷锋网:介绍一下团队情况

冷晓琨:我们公司成立于2015年,现在有60人的规模,其中博士学历3名,硕士学历12名,本科学历32人,是一支高学历的创业团队。另外,我们也是一直非常年轻的团队,平均年龄只有24岁。

当然,我们也不会闭门造车,公司已经和中国人工智能学会、哈尔滨工业大学等学术机构建立起良好的合作关系。

雷锋网:市面上的人形机器人的结构都很相似,能否解释其中的原因?

冷晓琨:事实上,人形机器人的骨架都大同小异,我们的骨架就和韩国Minirobot有点类似。

这是因为人形机器人普遍都是16自由度,16自由度的分配方案只有一种,至少市面上还只有一种,腿上5个,胳膊上3个,每个关节转动的维度是固定的。

在这样的结构下,人形机器人的形态几乎都没有太大差异。

雷锋网:乐聚几代产品最大的特点是快走,实现快走的难点在哪?

冷晓琨:目前,业内很多人形机器人还不能实现快走,而机器人步态做到快走之后,就会受到重心的稳定性、机身的质量分布、加速度等一系列的影响,这对模型和算法提出了很高的要求。

雷锋网:步态对人形机器人有多重要呢?

冷晓琨:人形机器人区别于其他机器人的最大特点在于双足结构。机器人的双足结构能够极大的拓展它的应用内容。现在的人形机器人普遍存在的问题是只能唱歌跳舞,动作简单。这样的产品在用户手中能够实现的内容太少,用户粘度会较弱。步态是人形机器人实现灵活运动的基础。如果要添加更多吸引用户的内容,例如足球,就必须要保证机器人在快速运动时保持稳定,这时候步态的重要性就体现出来了。

雷锋网:你们是如何做的?

冷晓琨:Aelos带有快走模式,相比于市场上其他小型仿人机器人,Aelos行走速度要快上不少。而提高行走速度和稳定性,当然不止“快点在地上摩擦、蹭的快”这么简单!

双足步态的实现方式有很多种,从简单的静态步态到考虑动力学模型的动态步态,到更精准的基于力控制和最优化控制等高级控制方法的需要复杂计算的步态。“快点在地上摩擦、蹭的快”出现在静态步态中,这种情况下,我们不考虑机器人行走时具有的瞬时速度,认为机器人速度较低接近零,此时只需要保证机器人重心位于支撑脚脚掌在地面的投影面就行了。这种情况下来调试步态效果,方法就是“调快一些速度,降低一些抬脚高度,挑几台走的好的演示”。

动态步态规划出来之后,双足机器人的行走速度、稳定性等指标,就有了质的变化。对身高接近人类的机器人,行走速度几乎能赶上人类的正常行走速度。

AELOS和TALOS能稳定快走的原因,就是我们在步态规划的时候,考虑了机器人行走时的各种动力学参数,让其稍微有了一点”健步如飞”的感觉。

“明知前有坑,偏往坑上踩”,虽然可能是深坑,我们还是坚定地跳进去,这是一个人形机器人公司的技术根本。小型双足机器人的拟人化步态,我们正在研发,下半年会有一款比较惊艳的产品。

雷锋网:在人形机器人的核心部件舵机上,乐聚选择自主研发还是采购?

冷晓琨:我们的舵机是自己研发的,电机则按照大扭矩、低功耗、高效率的要求定制,是在特性曲线上满足设计要求的定制。此外,减速箱中齿轮都是经过计算和大量实验才确定的,也是按照设计要求进行定制的。

舵机控制算法是核心,我们自己的,如果使用市面普通舵机控制,我们的步态也很难实现;舵机外壳,也是自己开模的,最终由工厂进行组装。

对于一个做产品的公司,采购部分配件是件很平常的事情,一个舵机有各种组成,我们只需要把握住核心的就好,贪多嚼不烂,这是一个最基本的常识。

雷锋网:关于PWM舵机和数字接口舵机的选择,你们是如何考量的?

冷晓琨:好多人容易把PWM舵机和模拟舵机的混在一起,其实是不一样的。ALEOS采用的PWM舵机和数字舵机具有一样的微处理器,是可以同时实现PWM和数字功能的硬件平台,区别只体现在接口方式的选择上。

第一代产品选择PWM舵机是为了便于调整步态算法。PWM接口方式简单易用,具有自己独有的优势,用主控板可以轻易的调整步态控制算法,因为输出的是脉宽,可以直接实现舵机缓启动参数调整,复杂的速度和位置控制,而且直接多个舵机并行控制。

数字舵机通讯基于通讯协议,而数字通讯是具有速度和数据量瓶颈的。要实现复杂的步态算法,在数据量瓶颈下,简单的数字舵机效果并不优于PWM舵机。对于数字舵机,我们定义不仅是要接口数字化,而且要智能化,只有将一部分控制功能放在舵机中,从而减少控制通讯数据量后仍然能够实现复杂的步态控制,实现舵机的智能化,这才是数字舵机优势所在。

选择哪种舵机并不是看名字多高大上,而应该是基于最终产品效果以及用户的体验。

雷锋网:产量如何保证?

冷晓琨:我们的工厂全部在浙江,有指定的外壳、板件和主板厂,也有自己的组装厂,这些工厂都是十几年加工生产经验的,现在月产量能达到3000台,品质也有所保障。

雷锋网:关于产品的商业化,你们是怎么规划的?

冷晓琨:人形机器人行业还处于摸索阶段,我们先做是希望占据市场高点。

乐聚现在的一大优势就是走得快,我们现在思考的是怎么利用这一优势来和市场结合,例如踢足球、格斗等竞技应用都是人形机器人的落地点。

从目前来看,有两条清晰的商业化线:娱乐和教育市场,光机器人教育市场,每年市场容量就有1000亿的市场规模。


来源:嘉兴在线—嘉兴日报    作者:摄影 记者 冯玉坤    编辑:李源    责任编辑:胡金波
 
 
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