AB 機架 1756-OF6CI 使用維護方便

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在剛剛結束的成都大運會閉幕式上，人形機器人“天團”吸引了全球目光。

在第三篇章《夢想·致未來》中，優必選自主研發的人形機器人Walker X騎著平衡車快速行進、急速轉圈、高速動作，與舞蹈演員“斗舞”拉開序幕，并觸發本次閉幕式的重頭戲。

Walker X騎著平衡車環繞舞臺，用手指逐一點亮15塊移動屏幕，與宋代繪畫藝術珍品《蜀川勝概圖》進行互動。隨后4臺熊貓機器人優悠上場，手拿風車和自拍桿，與樂隊和50多名演員合作。在這個節目中，人形機器人不再是配角，而是成為矚目的主角。

這是世界性綜合運動會在閉幕式采用大型人形機器人，5臺人形機器人完成這一系列復雜動作的背后，有哪些技術難題，又隱藏著哪些核心技術？

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人形機器人騎平衡車登上大運會閉幕式，有哪些技術難點？

在大運會閉幕式的舞臺上，優必選4臺熊貓機器人優悠和1臺大型人形機器人Walker X需要在非常復雜的環境中與多名演員進行互動，并自主控制自拍桿、平衡車等設備，全面呈現了豐富的人機交互技術、高難度的平衡控制技術、穩定的步態控制技術、復雜的路徑規劃技術、多傳感器融合的定位技術等多項人形機器人核心技術。

這次優必選為大運會項目專門研發了機器人平衡車，實現了人形機器人控制平衡車。

人形機器人騎平衡車，主要分四步：感知、規劃、控制和執行（動作展示）。這個看似簡單的流程，實際非常復雜。大運會閉幕式的開放式舞臺，更加劇了這個流程的復雜度。

人在騎平衡車時，首先要通過眼睛等感知器官獲知自己所處的位置和周邊的環境情況，例如自己應該按著哪一條路線前進。這些信息會經由大腦的中樞神經系統進行處理，進而下發動作指令至某個活動執行單元，例如手、腳等，完成具體的動作指令。與此同時，人的身體會基于各種信息進行實時調整力度，比如讓自己的重心稍稍前傾，終實現動態平衡。

與人類似，機器人在執行任務時，步便是利用攝像頭、激光雷達等傳感器識別周圍環境，以及IMU（慣性測量單元，用于加速度、角速度和姿態等信息）、輪式里程計（測量平衡車的車輪轉動的距離，來計算出機器人的位移），再加上UWB（超寬帶）技術來實現無線定位，讓機器人知道“自己在哪兒”，從而為其在舞臺等復雜環境實現大場景、遠距離的**行走提供導航信息。

這些多傳感器的融合，本質上是為了克服單一傳感器的局限，提高機器人在復雜環境中的定位精度和魯棒性，再配合相應的路徑規劃算法，實現平衡車在舞臺上**穩定的導航和定位。

好比人的多個感官系統，如果只憑借觸覺，難免造成盲人摸象，很難形成對事物的整體感知。

要將這些不同傳感器采集到的非結構化數據融合在一起并不容易，尤其還要實現毫秒級計算與響應，除了要配備強大算力的芯片以外，對于多數據融合的算法要求也極高。而這些復雜信息數據的處理和計算，只完成了步。

接著，當機器人感知到自身位置之后，便要開始規劃上下場路徑。

在舞臺現場，每臺熊貓機器人優悠要行走20米，并在1分鐘之內完成上下場，以及切換隊形。這個過程中比較大的難點在于，隊形很難保持一致，并且要求機器人在執行動作時不能互相干擾。

為了克服這個難點，優必選開發出了基于時序的路徑規劃技術，實現在有限空間內讓多臺機器人安全、互不干擾地行走。同時，優必選將離線規劃的運動里程計與在線反饋定位信息的差值實時引入步態調整中，通過修正行走步長和轉向步長的方式，實現機器人上下場軌跡的**控制，避免機器人出現“拖拉拽”帶來的碰撞問題。

感知、規劃之后，便是控制與執行。控制是機器人在理解語義任務之后形成的動作，而執行則是具體動作帶來的結果展示。比如，機器人跳舞，實際上是機器人控制各個執行單元的效果展示。

由于四臺熊貓機器人表演的舞臺區域由升降臺和一塊塊木板拼接而成，表演時，舞臺會升高1.5m，而且舞臺間隙存在高低落差，這對于機器人步態的穩定性和復雜環境的適應性要求極高。讓機器人走得穩，也一直是困擾人形機器人的大難點之一。

優必選大型機器人采用了六維力、IMU、位置、視覺等多種傳感器數據，估計機器人自身運動狀態和環境信息，并針對復雜地形研發特定的行走算法，同時通過平衡控制器實時在線調整，來解決機器人在不平整地形下行走的穩定性問題。

閉幕式現場，機器人除了與人斗舞，還能與小朋友互動，接過風車、拍照留念等等，為此優必選專門設計了擬人化程度更高的機器人動作，讓人形機器人的頭部、腰部、手臂動作顯得自然流暢。

此外，Walker X在平衡車上進行表演，要求人形機器人進行快速運動以跟上音樂節拍。優必選通過持續的算法優化來尋找優模型，通過關節空間內的優路徑規劃，將人形機器人舞臺動作呈現的速度提升了一倍之多。

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