騰訊全新輪腿式機器人Ollie（圖片來源：騰訊）

6月4日消息，昨天，騰訊旗下Robotics X實驗室發(fā)布最新輪腿式機器人Ollie（奧利）。據(jù)悉，Ollie兼具輪式結構和腿部能力，能完成跳躍、360度空翻等高難度動作，有望在拓展感知、負載等各功能模塊后走進更多生活場景。

Ollie是騰訊Robotics X實驗室發(fā)布的第四代機器人。去年11月，騰訊發(fā)布最新四足移動機器人Jamoca和自平衡輪式移動機器人；在今年3月，該實驗室發(fā)布的首個軟硬件全自研、實現(xiàn)腿和輪自動切換的多模態(tài)四足機器人Max，兩次都引發(fā)了廣泛關注。

事實上，足式運動和輪式運動是當前機器人移動能力研究的兩大主流方向。因此，騰訊Robotics X實驗室發(fā)布的幾款機器人產(chǎn)品的運動方式，基本都屬于行業(yè)普遍研究級別，但對于該實驗室團隊來說，Ollie的發(fā)布是一個里程碑式事件。

不過，就目前來看，騰訊發(fā)布的輪腿式機器人依舊逃脫不了學術、小眾的疑問，包括波士頓動力機器人在內的這些追求技術先進性的“論文型”智能機器人，距離商業(yè)化依然很遙遠。

“我們希望能統(tǒng)籌基礎研究、逐步攻克核心關鍵技術、最終構建一個系統(tǒng)、完備、高效的技術創(chuàng)新體系?！彬v訊Robotics X 實驗室團隊去年11月在接受鈦媒體App采訪時表示，其希望通過深入探索機器人的通用能力，為虛擬到真實世界搭建一個有力的橋梁。

三年推四款機器人，騰訊團隊主攻算法驅動

騰訊Robotics X實驗室成立于2018年3月15日，由著名計算機視覺和多媒體技術專家，現(xiàn)任騰訊AI Lab主任張正友領導。該實驗室主攻移動、靈巧操作和智能體三大機器人核心通用技術，并聚焦于多模態(tài)移動機器人的研發(fā)。與通用人工智能、AI+醫(yī)療并稱騰訊AI領域的三大核心戰(zhàn)略。

實驗室移動技術框架包含機械設計、感知、運動規(guī)劃及控制，以及融合這三者的整機系統(tǒng)設計與搭建等四大模塊，他們分別可理解為機器人的軀干、眼睛、大腦，以及各“器官”協(xié)調的能力。

2020年11月20日，騰訊公布了其在移動機器人研究方面的新進展：國內首個能完成走梅花樁復雜挑戰(zhàn)的四足移動機器人Jamoca，以及自平衡輪式移動機器人首次對外亮相。

基于自研的機器人控制技術，騰訊Robotics X實驗室為Jamoca打造了一個能應對復雜環(huán)境的智能大腦。這個大腦讓Jamoca能行走、小跑和跳躍，并賦予了它自主定位和避障的能力，最終達到了極高的技術標準——誤差1厘米內的感知定位、根據(jù)環(huán)境進行的10毫秒級路線規(guī)劃、基于動力學的1KHz實時力矩控制、梅花樁中心點1厘米內的落腳誤差，以及全系統(tǒng)的高度協(xié)同。

（注：Jamoca完成的挑戰(zhàn)由高60厘米、呈20°斜面角度的臺階和鄰樁最大高度差16厘米、間距不等的梅花樁兩部分組成。）

據(jù)介紹，為了讓Jamoca利用感知系統(tǒng)實時感知到的機器人本體及梅花樁位置信息，并基于質心動力學構建優(yōu)化問題，實現(xiàn)在線的質心軌跡生成和落腳點規(guī)劃。在保證機器人的四條腿可以安全地踏到下一步的梅花樁的同時，騰訊Robotics X實驗室團隊利用數(shù)據(jù)算法優(yōu)化出一條本體移動長度最短、綜合耗力最小的運動軌跡，并且可以在線持續(xù)地進行上述運動規(guī)劃。

“騰訊Robotics X在自研Jamoca的過程中，實現(xiàn)了對移動機器人技術原理的深入理解和創(chuàng)新性實現(xiàn)。我們在理論上推導準確的運動學和動力學模型，并構建不同的優(yōu)化問題求解感知、規(guī)劃和控制中相對應問題的最優(yōu)解，同時保證算法的精確度，有效性，實時性和魯棒性等。”騰訊Robotics X實驗室團隊向鈦媒體App透露，Jamoca本體由國內團隊（云深處科技公司）打造，實驗室對感知系統(tǒng)進行了自主的設計改裝，該實驗室主攻研究算法驅動，并非設計制造機器人本體。

也就是說，騰訊Robotics X實驗室團隊重點研究的是算法與系統(tǒng)集成，更多是在軟件層面。

而自平衡輪式移動機器人，在傳統(tǒng)輪式移動機器人基礎上，增加了動量輪及其電機驅動系統(tǒng)，使得機器人可以在靜止及行進狀態(tài)下均保持平衡不倒。而且依靠平衡算法，即使受到一定的外界干擾，騰訊自平衡輪式移動機器人仍然可以在保持自平衡狀態(tài)的同時，實現(xiàn)平穩(wěn)地向前行駛。

“算法自研的Jamoca正是基于騰訊在感知、運動規(guī)劃與控制兩方面的研究成果，實現(xiàn)了系統(tǒng)性的集成融合，讓Jamoca成為了國內首個能完成走梅花樁復雜挑戰(zhàn)的四足機器人。而整機自研的自平衡輪式移動機器人則可以視作騰訊在機器人的機械設計和整機系統(tǒng)設計與搭建方向能力上的一個里程碑項目?！彬v訊團隊向鈦媒體App表示。

近七個月后的今天，騰訊再度發(fā)布旗下第四款機器人Ollie，同時其也是該團隊研發(fā)的第二款輪腿式機器人（wheel-legged robot）。

在滑行和跳躍能力上，新的Ollie機器人采用“適應性地應用非線性控制方法”，可實現(xiàn)360度自由轉體，S線極限滑行等高難度動作，跳上40厘米臺階，垂直起跳可最高達60厘米。同時，其采用機器人全身動力學，有效控制機器人的全身姿態(tài)，提升抗外界干擾能力，面對實驗擊打可以穩(wěn)住不傾倒，較為平穩(wěn)地實現(xiàn)上坡下梯。

在計算能力上，Ollie能夠事先規(guī)劃運動軌跡，從而得到整個運動的關節(jié)電機位置、速度和關節(jié)力矩的參考值序列，以實現(xiàn)前空翻動作。

據(jù)騰訊介紹，目前其負載第三條臂實現(xiàn)的相關技能還處于初步探索階段，已實現(xiàn)在三輪穩(wěn)定模態(tài)下搭載機械臂，完成簡單操作任務。

Ollie機器人

該機器人相關研究論文已被今年ICRA會議（IEEE International Conference on Robotics and Automation國際機器人與自動化會議，機器人領域最有影響力的國際學術會議之一）收錄，題名為《Balance Control of a Novel Wheel-legged Robot: Design and Experiments》。

騰訊Robotics X實驗室團隊對鈦媒體App表示，這些技術具有通用的價值和意義，它的在線環(huán)境感知、最優(yōu)運動規(guī)劃和實時運動控制等能力，可為后續(xù)研究機器人適應復雜的現(xiàn)實環(huán)境提供了很好的參考價值。

輪式機器人離商業(yè)化還很遠

根據(jù)賽迪顧問近日發(fā)布的一項數(shù)據(jù)顯示，受新冠疫情影響，2020年中國服務機器人市場規(guī)模達到人民幣283.8億元，同比增長37.4％，預計到2023年市場規(guī)模將達到751.8億元；而據(jù)中國電子學會及IFR數(shù)據(jù)統(tǒng)計，預計到2023年，中國工業(yè)機器人市場規(guī)模將突破人民幣630萬元。

盡管上述數(shù)據(jù)顯示出整個機器人商用市場前景巨大，但就目前來看，包括波士頓動力機器人、騰訊Ollie機器人在內的這些“論文型”智能機器人，距離大范圍商用化落地依然很遙遠。背后主要有以下三個原因：

首先，Ollie這類輪式機器人應用場景太少。眾所周知，輪式、履帶式機器人在行動方面對于地面的要求是很嚴格的，由于輪式、履帶式機器人轉向性能差、功耗較大, 運動控制比較復雜，從而限制了應用場景的拓寬，一般僅應用于無人駕駛、自動駕駛汽車或者是載人航天領域。與此相對的，市場更看好腿(足)式機器人的發(fā)展，在運動的靈活性以及環(huán)境的適應性上比之輪式、履帯式機器人擁有更為顯著的優(yōu)勢。

其次是成本原因。由于技術型機器人對于關節(jié)靈活度等方面的要求更高，硬件更為定制化，加上算法、人工等，使得機器人成本價格依然居高不下。以Nao機器人為例，據(jù)了解，光是硬件成本就高達12000歐元（約人民幣9萬元），從而不能大范圍的進入家庭，目前Nao機器人主要被用于實驗室的技術研發(fā)以及一些機器人競賽當中。同時，波士頓動力旗下的腿(足)式機器人，成本無一不在幾百萬美金左右。

最后，諸多技術問題不夠完善。浙江大學控制學院機器人團隊負責人、科技部智能機器人重點專項專家組專家熊蓉教授此前表示，以能量消耗為例，人類的能量消耗一般都是在0.01—0.2單位，而腿（足）式機器人的能量消耗都在2以上，像ASIMO和“Big Dog”分別是2單位和15單位，而消耗大也就意味著續(xù)航時間的不夠長，并不足以滿足未來人們的需求。

熊蓉教授表示，在前進過程中，腿（足）式機器人是一種離散的落腳點的方式，可以適應多變的地形，其多肢體、多自由度的設計可以使其根據(jù)作業(yè)要求“主動”調節(jié)身體高度，以保證身體的平衡穩(wěn)定性。與此同時，當一個肢體在作業(yè)中發(fā)生故障問題，腿（足）式機器人依然能夠繼續(xù)運作，也就是說，它具備一個“容錯性”，而這時輪式、履帶式機器人沒有的一個特性。?

因此在短時間內，人們并不那么急切需求先進技術的機器人產(chǎn)品，將自身算法打磨好、除掉bug以及降低隱患風險，是諸多機器人研發(fā)團隊目前所要做到的。

隨著5G+AI技術不斷普及，以及國家戰(zhàn)略的推進和產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，機器人或將開啟下一場科技與產(chǎn)業(yè)革命，有望誕生的千億級應用市場，特別是國內云、網(wǎng)、端三位一體機器人的應用市場將無限放大。

“未來30年，第四次產(chǎn)業(yè)革命將會興起，機器人行業(yè)產(chǎn)能將會達100億臺以上?！币晃粰C器人公司負責人此前在接受鈦媒體App采訪時這樣表示。

騰訊Robotics X實驗室團隊強調，未來，他們還將在機器人行業(yè)做全方位、多領域的探索，向人機共存、共創(chuàng)、共贏的未來不斷邁進。

（本文首發(fā)鈦媒體App，作者｜林志佳）

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