专访乐聚机器人冷晓琨：步态是人形机器人的核心

本篇文章2869字，读完约7分钟

人形机器人不做步态控制，他们都是流氓！

乐居机器人(以下简称“乐居”)创始人兼首席技术官冷在接受雷锋采访时开玩笑说。

近年来，仿人机器人逐渐进入公众的视野，各种聊天和跳舞的机器人相继出现。然而冷坚信，这些功能不仅仅是需要的，而且步态是仿人机器人的核心。

步态是机器人行走的基础。我相信每个人都会对波士顿电力公司的地图印象深刻，该地图去年大受欢迎。凭借其强烈的平衡感和稳定的步伐，阿特拉斯刷新了每个人对机器人的认知。阿特拉斯能像人类一样行走的核心因素是它实现了出色的步态控制。

国内外制造仿人机器人的公司很多，但能制造步态仿人机器人的公司很少。海外的波士顿动力图集和本田阿西莫已经成为步态机器人行业的标杆。与此同时，国内创业团队也在这一领域逐步取得突破，乐居就是其中之一。

乐居是由哈尔滨工业大学博士团队发起的一家仿人机器人创业公司。它成立于2015年10月。公司成立之初，就获得了宋河资本的1000万天使投资。2016年底，该公司从深圳风险投资集团获得了数千万美元的前期投资。

与其他仿人机器人初创公司不同，乐居的机器人是基于步态控制开发的。

我们的人形机器人的立足点是步态。

冷告诉雷锋，乐居已经推出了三款产品，即aelos机器人、aelos教育机器人和talos机器人。

Aelos机器人是一种具有仿人结构和智能交互能力的小型机器人，位于家中，具有突出的运动能力；

Aelos教育机器人是为中小学蒸汽教育推出的产品，主要帮助培养学生的工程思维和动手能力；

塔罗斯机器人(Talos robot)是一种大型人形机器人，具有人体结构和较强的运动能力，位于服务机器人载体上，是公司未来的重点布局方向。

成立不到两年，它就成为了人形机器人的领导者，并实现了大多数机器人公司无法实现的步态控制。它是如何实现的？带着这样的疑问，雷锋采访了冷。

雷锋。(公开号码:雷锋。介绍团队情况。冷:我公司成立于2015年，现有规模60人，其中博士3人，硕士12人，本科32人。这是一支受过高等教育的创业团队。此外，我们始终是一支非常年轻的队伍，平均年龄只有24岁。

当然，我们不会闭门造车。公司与中国人工智能学会、哈尔滨工业大学等学术机构建立了良好的合作关系。

雷锋。市场上的人形机器人也有类似的结构。你能解释一下原因吗？冷:其实，人形机器人的骨骼很相似，我们的骨骼也有点像韩国的微型机器人。

这是因为仿人机器人一般有16个自由度，并且只有一个16个自由度的分配方案，至少市场上只有一个，5个在腿上，3个在胳膊上，并且每个关节的旋转尺寸是固定的。

在这样的结构下，人形机器人的形状几乎没有大的区别。

雷锋。几代乐居产品的最大特点是快速行走。实现快走有什么困难？冷:目前，业内很多仿人机器人都不能慢慢走。机器人快速行走后，会受到重心稳定性、机身质量分布、加速度等因素的影响，这对模型和算法提出了很高的要求。

雷锋。步态对人形机器人有多重要？冷:人形机器人最大的特点是它的两足结构。机器人的双足结构可以极大地扩展其应用内容。现在人形机器人的普遍问题是它们只会唱歌和跳舞，而且它们的动作很简单。这类产品在用户手中能实现的内容太少，用户的粘性就会弱。步态是仿人机器人灵活运动的基础。如果你想添加更多吸引用户的内容，比如足球，你必须确保机器人在快速运动时保持稳定，然后步态的重要性才会体现出来。

雷锋。你是怎么做到的？冷肖坤:aelos有一个快速行走模式。与市场上的其他小型人形机器人相比，aelos行走速度更快。当然，要提高行走速度和稳定性，并不像“在地上快速地摩擦和摩擦”那么简单！

实现双足步态的方法有很多，从简单的静态步态到考虑动态模型的动态步态，再到基于力控制和优化控制等先进控制方法的更加精确的步态，这些都需要复杂的计算。静态步态中出现“快点，快点在地上蹭”。在这种情况下，我们不考虑机器人行走时的瞬时速度，而认为机器人的速度很低并且接近于零。此时，我们只需要确保机器人的重心位于地面上支撑脚的投影平面上。在这种情况下，为了调试步态效果，方法是“加快速度，降低抬脚高度，选择几个行走平台进行良好的演示”。

经过动态步态规划后，双足机器人的行走速度和稳定性发生了质的变化。对于身高接近人类的机器人来说，行走速度几乎可以赶上人类的正常行走速度。

aelos和talos之所以能够稳定行走，是因为我们在步态规划中考虑了行走时的各种动态参数，使机器人感觉有点“像飞一样大步流星”。

"知道前面有个坑，我们就踩上去."虽然这可能是一个深坑，但我们仍然坚定地跳了进去，这是一个人形机器人公司的技术基础。我们正在开发小型双足机器人的拟人步态，并将在今年下半年推出一款令人惊叹的产品。

雷锋。在仿人机器人的核心部件舵机中，乐居是选择独立开发还是购买？冷:我们的转向器是我们自己开发的，电机是根据大扭矩、低功耗、高效率的要求定制的，是为了满足设计对特性曲线的要求而定制的。此外，减速箱中的齿轮是通过计算和大量实验确定的，也可根据设计要求定制。

舵机控制算法是我们自己的核心，如果我们使用市场上常见的舵机控制，我们的步态也很难实现；转向器外壳也是自动打开的，最后由工厂组装。

对于一个生产产品的公司来说，购买一些配件是很常见的。转向器有各种部件。我们只需要抓住核心，这是一个基本常识，我们能咀嚼的比我们能咀嚼的多。

雷锋:你如何考虑选择脉宽调制舵机和数字接口舵机？冷肖坤:很多人倾向于混合pwm转向器和模拟转向器，但它们实际上是不同的。aleos采用的pwm舵机和数字舵机具有相同的微处理器，是一个可以同时实现pwm和数字功能的硬件平台。区别只体现在界面模式的选择上。

第一代产品选择了pwm转向器来调整步态算法。pwm接口模式简单易用，有其独特的优势。步态控制算法易于用主控板调整，因为输出是脉宽，可以直接实现舵机的慢启动参数调整、复杂的速度和位置控制，以及多个舵机的直接并行控制。

数字执行器通信基于通信协议，但数字通信存在速度和数据量的瓶颈。为了实现复杂的步态算法，在数据量的瓶颈下，简单数字舵机的效果并不比pwm舵机好。对于数字舵机，我们的定义不仅仅是数字化接口，而是智能化。只有在舵机中加入一些控制功能，才能实现复杂的步态控制，减少控制通信数据量后，舵机才具有智能性，这是数字舵机的优点。

转向机的选择不是基于名称，而是基于最终的产品效果和用户体验。

雷锋。如何保证产量？冷:我们的工厂都设在浙江，有指定的壳、板、主板厂和自己的组装厂。这些工厂有十多年的加工生产经验，现在月产量可达3000台，质量有保证。

雷锋。你如何计划产品的商业化？冷:仿人机器人行业还处于探索阶段，我们想先占领市场高点。

乐居的优点之一是它走得快。我们现在考虑的是如何利用这一优势融入市场。例如，像踢足球和打架这样的竞争性应用是人形机器人的着陆点。

目前，有两条明确的商业化路线:娱乐教育市场和光学机器人教育市场，年市场容量为1000亿。

雷锋原创文章。严禁擅自转载。详情请参考转载说明。

来源：搜狐微门户