金磊 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

最近因为马老师，「中国功夫」话题甚是火热。

那我们今天就来看一只很有「武德」的机器狗——能跑、能跳，而且还能走梅花桩！

这只四足机器人名叫Jamoca，由腾讯 Robotics X 实验室打造，借用了云深处的硬件来承载系统技术。

Jamoca 是国内首个能完成走梅花桩复杂挑战的四足机器人，其工作进展属于移动方向上的技术突破，也是机器人最基础的能力之一。

话不多说，是时候展现真正的技术了。

梅花桩上迎来新「武者」

Jamoca的本体，是基于外部提供的硬件平台改装。

它的「三围」信息如下：

重约70公斤，长1米、宽0.5米、站高0.75米。

除了在外部构造之外，研究人员还为它打造了一个能应对复杂环境的智能大脑。

这个大脑就让 Jamoca 能行走、小跑和跳跃，并赋予了它「自主定位」和「避障」的能力。

OK，接下来我们就来看下，它要挑战的「梅花桩」长什么样。

据了解，这次要挑战的梅花桩高60厘米、呈20°斜面角度的台阶，邻桩最大高度差16厘米，并且间距不等。

其中，考验机器人移动能力的难点主要有两个：

• 理解梅花桩的排布（包括位置和高度）

• 选择最佳落脚点及路线并稳定精准地行走（落脚到梅花桩中心点）

然后这位「武者」就准备展示「真功夫」了。

从它挑战的结果看，Jamoca已经达到了极高的技术标准：

• 误差1厘米内的感知定位

• 根据环境进行的10毫秒级路线规划

• 基于动力学的1KHz实时力矩控制

• 梅花桩中心点1厘米内的落脚误差

• 以及全系统的高度协同

据腾讯 Robotics X 实验室研究员介绍：

和国际上其他四足机器人走木块的场景比较，此次 Jamoca 所挑战的梅花桩落脚面积更小、高度更高，并有台阶的组合，实现的难度要更大。

怎么打造这只「功夫狗」？

Jamoca展现的基本功，确实有够扎实。

而它背后的技术实力，也是非常够硬核了，主要体现在精准环境感知、最优运动线路规划和实时运动控制等方面。

在精准环境感知方面，Jamoca 创新性地实现了鲁棒的眼脚标定，并利用RGB-D相机对周围环境进行实时的感知。

通过特征点匹配的方式，对 Jamoca 自身的运动轨迹进行在线跟踪，并将基于视觉的定位信息与基于运动学的里程计信息和 IMU数据进行融合，提高了定位追踪的精度和频率。

同时，利用算法识别和提取出台阶和梅花桩的表面区域范围和中心点位置，将定位和识别的数据进行融合，从而重建出整个三维运动场景。

在最优运动线路规划和实时运动控制方面，Jamoca 基于感知系统实时感知到的机器人本体及梅花桩位置信息，基于质心动力学，实现在线的质心轨迹生成和落脚点规划。

在保证机器人的四条腿可以安全地踏到下一步的梅花桩的同时，优化出一条本体移动长度最短、综合耗力最小的运动轨迹，并且可以在线持续地进行上述运动规划。

同时，基于实时本体状态估计，Jamoca 能够结合质心动力学模型来构建优化问题，实时求解机器人足端所需的地面反作用力。

并结合反馈控制实现精准鲁棒的实时力控，可完成行走、对角小跑以及跳跃等的运动控制。

不同于预先设计好规则之后做重复的运动的工业机器人，Robotics X 实验室更关注机器人有意识、有判断的自主特性研究，目的就是：

要在有很大不确定性的动态环境里，能够实现机器人的自主判断、自主决策，并自主完成任务。

现阶段，Jamoca 主要用于实验室内部科研实验。

至于未来的应用场景，腾讯表示：

会考虑一些潜在的应用场景，希望最终能够服务于人，它的未来也非常值得期待。

— 完 —

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