腾讯机器狗耍中国功夫,挑战网红波士顿机器狗

今天,腾讯 Robotics X 实验室与腾讯 AI Lab 联合研发的四足移动机器狗 Jamoca 横空出世,除了走、跑、跳这些基本技能外,还会走梅花桩,看来是一个从小就懂得习武的狗子。

见识过会上台阶、能空翻、能跳舞的机器人,但你见过会走梅花桩的机器人吗?

就在今天,腾讯研发的四足移动机器人 Jamoca 首次对外亮相,由于外形酷似狗子,所以大家也称它为机器狗。

这位 Jamoca 是国内首个能完成走梅花桩复杂挑战的机器狗,梅花桩走得又准又稳,若稍加练习,日后恐怕武功了得啊。

看这小细腿,走得多稳

攻破两大难点,靠技术拿下梅花桩

梅花桩起源于明末,是中国功夫的重要训练道具之一,习练梅花桩也是武侠小说中修炼轻功的基础。

现在,梅花桩上迎来了一位新的「练功者」—— 腾讯机器狗 Jamoca。

对于人类来说,练好梅花桩都并非易事,对于机器狗来说更是不小的考验。走梅花桩对其移动能力的考验主要有以下两点:

  1. 理解梅花桩的排布 (包括位置和高度)
  2. 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)

Jamoca 最终能够攻克这两大难题,它的秘诀主要是两大核心技术模块:感知、运动规划与控制模块,以及整机系统设计与搭建模块。

在这两大核心技术加持下,Jamoca 面对梅花桩,也能面不改色心不跳,成竹在胸地跨过间距不等、高低不一的梅花桩。

自研的机器人控制技术,赋予 Jamoca 自主定位和避障能力

正如这段视频所示,Jamoca 完成了这项高难度挑战,在爬上高 60 厘米、呈 20° 斜面角度的台阶后,成功地一步一个脚印穿越了杂乱排布的梅花桩。

梅花桩相邻最大高度差 16 厘米、间距不等

从 Jamoca 挑战的结果看,它的表现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。

同样是机器狗,它为什么能如此优秀?

与此前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。

Jamoca 如何练就如此优秀的本领呢?这要从三个基本功说起。

Jamoca 不仅外练筋骨盔甲,还内练各种算法

  一、精准感知环境 

据介绍,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(Inertial measurement unit,惯性测量单元)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。

  二、最优路线规划 

基于感知系统,Jamoca 能够实时感知到的机器人本体及梅花桩位置信息。

让我来康康哪条路最省劲 

此外,基于质心动力学,实现在线的质心轨迹生成和落脚点规划。

因此,它在保证自己四条腿在下一步不踩空的同时,还能优化出一条让自己移动长度最短、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。

不得不说,机器狗子内心的小算盘还真不少呢。

  三、精准实时力控,行走跑跳自如 

基于实时的本体状态估计,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。因此行走、对角小跑以及跳跃等运动,对 Jamoca 来说都是小菜一碟。

现阶段,Jamoca 主要用于实验室内部科研实验。未来,它的在线环境感知、最优运动规划和实时运动控制等能力,将帮助腾讯其他机器人产品更好地适应复杂的现实环境。

新闻来源:

腾讯 AI Lab:https://mp.weixin.qq.com/s/vWAKLhOMRDehppXJG2Pktw

—— 完 ——