盤點(diǎn)國(guó)內(nèi)最具實(shí)力的雙足仿人機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)有哪些？

盤點(diǎn)國(guó)內(nèi)最具實(shí)力的雙足仿人機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)有哪些？

來源：工業(yè)機(jī)器人之家

北京理工大學(xué) 黃強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)

北京理工大學(xué)借鑒人類長(zhǎng)期進(jìn)化所具備自然、快速、協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)機(jī)理和靈巧結(jié)構(gòu)特征，創(chuàng)新地研究了仿人機(jī)器人的仿生運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、控制與系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)，取得了新突破。

提出了仿人機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃新方法，首創(chuàng)了運(yùn)動(dòng)相似性評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，可全范圍定量計(jì)算機(jī)器人運(yùn)動(dòng)與人體運(yùn)動(dòng)的相似度，解決了多自由度機(jī)器人擬人化復(fù)雜運(yùn)動(dòng)難題，提高了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的自然性和穩(wěn)定性。

提出了快速傳感反射平衡控制方法，無需機(jī)器人數(shù)理模型即可調(diào)節(jié)踝、膝、腰等關(guān)鍵部位，解決了復(fù)雜環(huán)境下突發(fā)擾動(dòng)等平衡控制難題，顯著提高了仿人機(jī)器人適應(yīng)環(huán)境變化的能力和反應(yīng)速度。發(fā)明了功能仿生靈巧機(jī)構(gòu)，攻克了系統(tǒng)集成技術(shù)，解決了部件與系統(tǒng)性能一致性難以匹配的問題，研制成功了集成度高、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)能力強(qiáng)的5代仿人機(jī)器人。

與4代技術(shù)創(chuàng)新方向不同，“匯童”5代仿人機(jī)器人1.62米的身高、63公斤的體重略顯瘦小，但全身30個(gè)自由度的活動(dòng)能力，突破了基于高速視覺的靈巧動(dòng)作控制、全身協(xié)調(diào)自主反應(yīng)等關(guān)鍵技術(shù)，使得“匯童”5代成為具有“高超”運(yùn)動(dòng)能力的機(jī)器人健將。

“匯童”5代能進(jìn)行乒乓球人機(jī)對(duì)打。兩臺(tái)機(jī)器人對(duì)打的最高次數(shù)達(dá)到200多回合，堪稱成為機(jī)器人“國(guó)球手”。作為國(guó)際首創(chuàng)技術(shù)，“匯童”5代是世界仿人機(jī)器人領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人黃強(qiáng)教授“因在仿人機(jī)器人設(shè)計(jì)和控制方面的貢獻(xiàn)”當(dāng)選美國(guó)電子電氣工程師學(xué)會(huì)會(huì)士（IEEE Fellow）。

陜西九立機(jī)器人制造有限公司

陜西九立機(jī)器人制造有限公司是一家制造特種機(jī)器人的高科技公司，公司主要是以特種機(jī)器人的研發(fā)、加工、生產(chǎn)制造和銷售為一體。其產(chǎn)品包括9號(hào)雙足機(jī)器人（下圖），國(guó)內(nèi)第一個(gè)1：1仿人型“智童機(jī)器人”、人型雙足“易”機(jī)器人以及全世界最大的載人“鋼彈”機(jī)器人等。

深圳優(yōu)必選有限公司

在CES 2018上，我們預(yù)見了Ubtech將于2019年推出的“人形機(jī)器人管家”Walker 。雖然它沒有雙臂，但是雙腳已經(jīng)相當(dāng)靈活，陪你踢個(gè)球也不在話下。Ubtech是一家扎根于中國(guó)的機(jī)器人企業(yè)，此前推出過大量的家用和玩具機(jī)器人產(chǎn)品。

Walker高1.3m，擁有兩條自由度極高的腿，可以上下樓梯、全向行走，具備踢球、跳舞等多種互動(dòng)運(yùn)動(dòng)能力。此外，Walker機(jī)器人還配備了麥克風(fēng)、高清顯示屏、攝像頭和傳感器等設(shè)備，具有語音交互、導(dǎo)航避障、安全監(jiān)控、視頻通話等功能，可以使用手機(jī)APP或語音兩種方式交互。它主要放在室內(nèi)使用，可以用來播放音樂、詢問天氣、咨詢新聞、閑聊、即時(shí)視頻通話，或者是遠(yuǎn)程監(jiān)控，教育、陪護(hù)小孩以及控制智能家居等。

在運(yùn)動(dòng)能力方面，Walker機(jī)器人具備全方向自由行走、穩(wěn)健爬坡以及平穩(wěn)上下樓梯能力，擴(kuò)展了其在室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)能力。此外，Walker機(jī)器人采用了優(yōu)必選自主研發(fā)的新一代基于三維視覺的定位導(dǎo)航系統(tǒng)——U-SLAM，在雙足機(jī)器人自主運(yùn)動(dòng)的過程中，其不僅可以實(shí)時(shí)定位、路徑規(guī)劃與動(dòng)態(tài)避障等，領(lǐng)先的防抖算法還能有效的解決由本體運(yùn)動(dòng)引起的視覺抖動(dòng)問題。

浙江大學(xué) 熊蓉教授團(tuán)隊(duì)

熊蓉教授，浙江大學(xué)工業(yè)控制技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授、博導(dǎo)，智能系統(tǒng)與控制研究所機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任，曾獲得世界級(jí)機(jī)器人足球比賽冠軍。

你可能已經(jīng)習(xí)慣了美國(guó)波士頓動(dòng)力公司在機(jī)器人領(lǐng)域又搞出一些新花樣，但這次，是浙江大學(xué)熊蓉教授領(lǐng)導(dǎo)的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)給我們帶來了新花樣。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、浙大控制學(xué)院、浙江大學(xué)工程師學(xué)院朱秋國(guó)說：“‘絕影’的表現(xiàn)表明，中國(guó)的四足機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)能夠接近國(guó)際一流水平。”

最終歷時(shí)4年多研制的“悟”、“空”集成了機(jī)器人領(lǐng)域的諸多先進(jìn)技術(shù)：身軀采用了高強(qiáng)度輕質(zhì)材料和加工工藝，全身有30個(gè)關(guān)節(jié)，僅手臂就能做7個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。

哈工大機(jī)器人研究所 付宜利教授團(tuán)隊(duì)

付宜利教授是哈工大機(jī)器人研究所副所長(zhǎng)、生物醫(yī)學(xué)工程中心主任、機(jī)器人國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)理事，工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)委員。他注重在機(jī)器人技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域開展創(chuàng)新性研究。研制了我國(guó)首個(gè)大型機(jī)器人機(jī)構(gòu)仿真系統(tǒng)；在國(guó)內(nèi)首次建立了空間智能機(jī)器人地面實(shí)驗(yàn)平臺(tái)仿真系統(tǒng)；基于現(xiàn)代循證醫(yī)學(xué)和康復(fù)醫(yī)療連續(xù)被動(dòng)理論，研制了世界首個(gè)手指創(chuàng)傷康復(fù)仿生機(jī)械手；研制了我國(guó)首個(gè)心血管介入手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)、腹腔微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)、液壓驅(qū)動(dòng)雙足機(jī)器人系統(tǒng)。

北京鋼鐵俠科技有限公司

自上世紀(jì)六七十年代起，雙足大仿人機(jī)器人的研究就已開始，并在軍事及一部分工業(yè)場(chǎng)景中被運(yùn)用。近年來，隨著被Google收購Boston Dynamics ，后者的雙足行走機(jī)器人Atlas 才被普通大眾所關(guān)注。而在國(guó)內(nèi)，雖然也有少數(shù)高校研究過，但還停留在科研階段，鮮有考慮商業(yè)化，也給國(guó)內(nèi)基于人形機(jī)器人的研究帶來了種種不便。

鋼鐵俠科技成立于2015年，利用兩年的時(shí)間研發(fā)了三代仿人機(jī)器人。與其他已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的服務(wù)機(jī)器人不同，鋼鐵俠重點(diǎn)研發(fā)大型雙足仿人機(jī)器人的本體、“運(yùn)動(dòng)”以及核心零部件。

雙足機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的平衡及穩(wěn)定性一直是業(yè)界的難題之一，即使在目前的DARPA機(jī)器人挑戰(zhàn)賽中，仍有不少機(jī)器人會(huì)在碰到障礙物時(shí)摔倒。因此，商業(yè)化前景也不甚明朗。

硬件上，鋼鐵俠科技并沒有采用Atlas的液壓驅(qū)動(dòng)方案，而是自研了全套的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案。之所以選擇電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案，主要是因?yàn)?/span>Atlas為代表的液壓驅(qū)動(dòng)方案，噪音大、功耗高，并不太適用于工業(yè)機(jī)械以外的領(lǐng)域。

此外，Atlas的結(jié)構(gòu)部分要依賴于高精度的金屬3D打印機(jī)打印，很難標(biāo)準(zhǔn)化，這就意味著很難量產(chǎn)。為此，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了高精度、無噪音的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用智能算法，可以智能適配多種型號(hào)的電機(jī)。

要讓機(jī)器人像人一樣行走，這個(gè)過程可以拆分成環(huán)境感知、步態(tài)規(guī)劃、步行控制等幾個(gè)環(huán)節(jié)。這其中，控制算法就是核心。鋼鐵俠科技采用了自研的姿態(tài)傳感器、位置傳感器，配合視覺、力覺等模塊，可以滿足機(jī)器人組合導(dǎo)航和步態(tài)、平衡控制的需求。

同時(shí)采用了高速電機(jī)制成，行走速度可以自由調(diào)節(jié)，自帶電源，可以連續(xù)工作四小時(shí)。為了提供更為通用、可靠的開發(fā)環(huán)境，團(tuán)隊(duì)采用了目前市面上最為普及的ROS機(jī)器人操作系統(tǒng)。

先進(jìn)制造所

中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院先進(jìn)制造技術(shù)研究所（以下簡(jiǎn)稱先進(jìn)制造所）是中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院下屬的研究單位之一。

先進(jìn)制造所研發(fā)的“智能先鋒號(hào)”類人機(jī)器人獲得美國(guó)國(guó)防部DARPA舉辦的“先進(jìn)機(jī)器人挑戰(zhàn)賽”的預(yù)賽資格；無人車在“中國(guó)智能車未來挑戰(zhàn)賽”中，連續(xù)四年進(jìn)入前三名；研發(fā)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)“老人服務(wù)機(jī)器人、欠驅(qū)動(dòng)仿人機(jī)器人手爪、高精度金屬分離器、面向高速高精作業(yè)的混聯(lián)機(jī)器人”等通過成果鑒定，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

仿人雙足機(jī)器人項(xiàng)目來源于中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院“十二五”重點(diǎn)培育方向項(xiàng)目。該機(jī)器人是一種以實(shí)施危險(xiǎn)環(huán)境救援為目標(biāo)的類人型機(jī)器人，本項(xiàng)研究以人類功能和結(jié)構(gòu)為基本仿生對(duì)象，通過研究人類高度的運(yùn)動(dòng)靈活性、環(huán)境自適應(yīng)性和負(fù)重作業(yè)能力，研制出能夠在復(fù)雜環(huán)境條件下執(zhí)行作業(yè)的機(jī)器人系統(tǒng)。

2013年研發(fā)的“智能先鋒號(hào)”仿人雙足機(jī)器人在全世界100多個(gè)隊(duì)中，獲得參加美國(guó)國(guó)防部DARPA舉辦的國(guó)際機(jī)器人挑戰(zhàn)賽（DRC）資格，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)有機(jī)集成，突破環(huán)境識(shí)別、自主行走、任意抓取等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

樂聚機(jī)器人技術(shù)有限公司

樂聚機(jī)器人成立于2016年3月，總部設(shè)在深圳，主要由哈工大研發(fā)機(jī)器人的團(tuán)隊(duì)構(gòu)成，研發(fā)類人形機(jī)器人，推出Aelos、Talos等系列機(jī)器人，面向教育和服務(wù)機(jī)器人兩大方向，前者負(fù)責(zé)短期變現(xiàn)，后者主打未來布局。

目前樂聚機(jī)器人主打基于Aelos的教育產(chǎn)品線。Aelos定位面向兒童和極客，主打的是增強(qiáng)用戶粘性，既可以娛樂，又可以學(xué)習(xí)編程。

Aelos的一大賣點(diǎn)是高靈活性，有17個(gè)自由度，可以在程序控制下做出各類動(dòng)作，包括比較難的推倒后自己爬起來，以及快速向前行走。快速雙腿交替向前行走看起來很簡(jiǎn)單，實(shí)際上背后涉及到很多步態(tài)研究、舵機(jī)的電機(jī)控制曲線等很多技術(shù)；樂聚機(jī)器人自己設(shè)計(jì)了Aelos的舵機(jī)，在壽命、性能方面都很好，可以和國(guó)外產(chǎn)品PK，但價(jià)格則是和國(guó)產(chǎn)舵機(jī)差不多，而且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。

樂聚機(jī)器人團(tuán)隊(duì)成員此前有人此前曾參與中國(guó)版機(jī)器大狗的設(shè)計(jì)，舵機(jī)的設(shè)計(jì)借鑒了類似的技術(shù)。

上海荷福人工智能集團(tuán)

上海荷福人工智能集團(tuán)是由荷福控股集團(tuán)整合旗下荷福機(jī)器人等六家人工智能企業(yè)組建而成，具備為多行業(yè)提供個(gè)性化人工智能服務(wù)的綜合技術(shù)能力，是中國(guó)人工智能機(jī)器人行業(yè)中的領(lǐng)軍企業(yè)。

其最具有代表性的機(jī)器人產(chǎn)品就是荷福人型直立行走機(jī)器人，它是繼美國(guó)和日本之后，世界上第三個(gè)也是中國(guó)唯一的擁有雙足直立技術(shù)的機(jī)器人。

荷福人工智能集團(tuán)有七款機(jī)器人亮相了2017世界機(jī)器人大會(huì)，分別是：基于多模態(tài)建模一比一高仿真姚明，可靈活投籃的姚明投籃高仿真機(jī)器人；采用仿人行走步態(tài)控制方式，行走流暢的雙足直立行走機(jī)器人吳小歡；具有自主避障、人臉和語音識(shí)別等十大綜合功能的多功能服務(wù)機(jī)器人小福；擁有高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)捕捉、自主避障、多機(jī)協(xié)同等功能的羽毛球機(jī)器人；通過語音，就可以控制家里所有家居設(shè)備，基于云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的知你、懂你、為你的智能家居機(jī)器人福娃；通過采集人的腦電波信號(hào)，將其轉(zhuǎn)為控制指令，對(duì)虛擬人物、智能硬件進(jìn)行控制的腦電波機(jī)器人；通過基于深度學(xué)習(xí)的人臉檢測(cè)和跟蹤算法，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)人臉抓取，目標(biāo)人臉庫搜索比對(duì)的人工智能人臉識(shí)別機(jī)器人。