世界快訊:在下騰訊Max，略懂梅花樁

大家好，我是Max。

還記得我嗎？

(資料圖片僅供參考)

Robotics X實(shí)驗(yàn)室發(fā)布首個自研的四足多模態(tài)機(jī)器人。

（因?yàn)槲业耐庑蜗窆罚蠹乙部梢越形覚C(jī)器狗Max）

去年和大家見面以后，我就去學(xué)習(xí)深造了。

學(xué)的還是咱中華武術(shù)——梅花樁！

學(xué)武術(shù)，難，大多數(shù)人類上梅花樁站都站不穩(wěn)。

我一個機(jī)器人學(xué)，那就是難上加難。

但是，我，Max，不怕。

接下來和大家好好吐吐苦水說說。

這一年多，我領(lǐng)悟的武術(shù)精髓：學(xué)會用力。

要走穩(wěn)，首先要會看路，那就需要有超強(qiáng)感知力。

看路也是有講究的，梅花樁高低起伏，間距不等，一不留神就會摔得“狗”仰馬翻。

可如何讓一個機(jī)器人學(xué)會看路呢？

自然是靠算法：基于單目視覺慣性定位算法（視覺定位技術(shù)+地形識別技術(shù)）

我的眼睛能夠進(jìn)行實(shí)時地形識別、建圖，能達(dá)到小于2cm的地形識別精度。

這樣一來，每根梅花樁的高、低、遠(yuǎn)、近，整個地形都會出現(xiàn)在腦海里。

接下來我的每一步，都可以腳踏實(shí)地。

光有感知力還不夠，還只是剛剛?cè)腴T。

由于梅花樁會在行進(jìn)中產(chǎn)生抖動，即使有基礎(chǔ)的武師，在梅花樁練功的時候也容易失去平衡掉落。（不要問我是怎么知道的）

所以，適應(yīng)力是我必須掌握的第二個技能。

如何掌握？

還是靠修煉算法——六維全向運(yùn)動軌跡實(shí)時規(guī)劃算法。（前后、左右、上下三個維度的移動和滾轉(zhuǎn)、俯仰、偏轉(zhuǎn)三個維度的旋轉(zhuǎn)）

在實(shí)時識別三維地形的同時，優(yōu)化出包含位置與姿態(tài)的六自由度運(yùn)動軌跡，這樣能讓我更好地自動調(diào)整俯仰、側(cè)身與轉(zhuǎn)向，從而適應(yīng)高低起伏的地形。

（仰）

（俯）

（側(cè)、轉(zhuǎn)）

如此一來，在梅花樁上行走了問題就不大了~

真開心，終于可以回家玩嗯嗯嗯……

“光行走肯定是不夠的！”（師父們捂住我的嘴同時說）

師父A：“你看那些武功大師，在梅花樁上，又翻跟斗，又劈叉，還能倒立！這樣才能稱得上是學(xué)會了梅花樁！”

師父B：“武師會的，我們Max也要會~”（聽我說，謝謝你……）

師父C：“上算法！”——模型預(yù)測控制算法（Chi et al., A Linearization of Centroidal Dynamics for the Model-Predictive Control of Quadruped Robots, ICRA 2022）

師父D：“Max想要學(xué)會更高階梅花樁技巧，就必須掌握更高精度的身體位置與姿態(tài)控制，由于梅花樁面小導(dǎo)致運(yùn)動及發(fā)力空間非常受限，要實(shí)現(xiàn)整體上的流暢和穩(wěn)定，這對力控的精確性要求極高。”

師父E：“所以，我們這套算法結(jié)合離線最優(yōu)跳躍軌跡規(guī)劃及在線啟發(fā)式緩沖及平衡運(yùn)動軌跡規(guī)劃，能讓Max對動作控制自如。”（離線是指提前規(guī)劃好的運(yùn)動軌跡，在線是指實(shí)時的運(yùn)動規(guī)劃）

師父F：“來，給大家展示一下！”

（站立）

（雙腳起跳）

（四腳起跳）

（空翻下樁）

師父A-F：“恭喜你Max，成功出師，你還有什么想說的嗎？”

有，我的“苦”還沒訴完。

你們知道，為了練梅花樁我摔了多少次嗎？（主要是摔傷了醫(yī)藥費(fèi)還貴）

為了防摔，師父們讓我瘋狂健身，學(xué)會了基于關(guān)節(jié)力矩反饋的觸地檢測能力（判斷足端觸地狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)柔順平穩(wěn)落地），完成了結(jié)構(gòu)和電氣系統(tǒng)的大量優(yōu)化。

這就是升級的感覺吧~

但即使這樣，還是會有摔壞的風(fēng)險(xiǎn)。

所以，最近我正利用AI技術(shù)在虛擬世界中進(jìn)行訓(xùn)練~

因?yàn)樵谔摂M場景進(jìn)行訓(xùn)練，不僅沒有摔壞的風(fēng)險(xiǎn)，還能讓我通過機(jī)器學(xué)習(xí)的方式，學(xué)習(xí)更多新技能（例如更靈活、自然的步態(tài)），大大縮減在現(xiàn)實(shí)世界完成訓(xùn)練的過程、時間與成本。

不假時日，相信我的防摔抗壓能力一定又會得到升級~

好了，都到這了，你肯定會問：我知道你學(xué)完梅花樁了，然后呢?

這是我正準(zhǔn)備要和大家說的，學(xué)習(xí)梅花樁我是帶著使命去的，我的師哥Jamoca是我們實(shí)驗(yàn)室第一個學(xué)會走梅花樁的機(jī)器人，但他的體型比我大一倍，動作靈活度還有提升空間。

于是師父們將師哥的算法進(jìn)行升級，并遷移到了我身上。

我的靈敏度+師哥的升級算法，讓我過樁速度是師哥的4倍，更實(shí)現(xiàn)了師哥沒能實(shí)現(xiàn)的動作。

這樣，我便完成了本次走梅花樁的任務(wù)：

技術(shù)得到驗(yàn)證，也就意味著未來這些技術(shù)將被運(yùn)用到各個場景中去：

比如視覺定位技術(shù)，可以運(yùn)用到無人機(jī)和自動駕駛等場景，輔助機(jī)器做出前行決策……

比如地形識別技術(shù)，可以運(yùn)用到一些極端的災(zāi)害場景中，翻越障礙，替代人類去做些非常危險(xiǎn)的工作……（大家還能想到哪些場景，留言區(qū)見）

比如運(yùn)動規(guī)劃與控制技術(shù)，可以用到其它機(jī)器人的開發(fā)與應(yīng)用……

當(dāng)然，技術(shù)到實(shí)施還有很大一段距離。

接下來，我還會再去學(xué)習(xí)更多的能力和技能，希望早日在真實(shí)環(huán)境中發(fā)揮更多作用。

好了，今天就到這兒~

什么？抽一臺？

我先下班啦~

（基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)和sim2real技術(shù)，我的步態(tài)更靈動了）

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