廣州熱線

央視春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)一晚上大角不少，但這六個(gè)最為“另類”。

今年央視春晚分別在江西井岡山、吉林長春和廣東深圳設(shè)立了三個(gè)分會(huì)場。其中，廣東深圳分會(huì)場主打“科技元素”，節(jié)目《青春暢想》里“混”進(jìn)了六個(gè)特別的演員——大型仿人服務(wù)機(jī)器人。

Walker 在央視春晚現(xiàn)場

在 2 分 44 秒的節(jié)目中，站在舞臺中央的它們時(shí)而跳著富有節(jié)奏感的 Popping（震感舞），時(shí)而變換隊(duì)形，跟一眾專業(yè)舞蹈演員配合起來也不落下風(fēng)。

PingWest 品玩獲知，這些機(jī)器人名字叫 Walker，是深圳企業(yè)優(yōu)必選自主研發(fā)的產(chǎn)品，剛剛在 2019 年的 CES 上正式亮相，并且入圍了展會(huì)大獎(jiǎng) the Best of CES 2019（2019 年國際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會(huì)最佳產(chǎn)品獎(jiǎng)）名單。

當(dāng)時(shí)，它在展會(huì)現(xiàn)場演示了開關(guān)門、拎東西、端茶倒水、控制智能家居設(shè)備等技能。像春晚這樣六個(gè) Walker 一起表演集體舞蹈，還是首次。

開冰箱門

拿可樂

拎包 臺上一分鐘，臺下十年功

“2018 年 11 月初的時(shí)候，我們就開始跟導(dǎo)演組接觸。正式收到春晚邀約，差不多是12月?！眱?yōu)必選春晚項(xiàng)目現(xiàn)場負(fù)責(zé)人李超告訴 PingWest 品玩。確定上春晚后，優(yōu)必選“幾乎調(diào)動(dòng)了公司所有部門來配合和支持，直接或間接動(dòng)用超過 100 人”。

首先要解決的是表演形式問題。“我們準(zhǔn)備了多種不同的表演形式，包括 Walker 表演彈鋼琴、跳國標(biāo)雙人舞等。”李超表示，“最終確定 6 臺 Walker 與真人集體表演舞蹈的形式，并且采用 Popping（震感舞） 融合現(xiàn)代舞的舞種?！?/p>

Popping 是街舞的一種，有模仿機(jī)器人的元素，通過肩膀、胸部、手臂、腿部的肌肉震動(dòng)來產(chǎn)生效果，而現(xiàn)代舞是可以表達(dá)思考過程的舞蹈形式。“我們希望通過這種形式去體現(xiàn)機(jī)器人的智能感?！眱?yōu)必選負(fù)責(zé)此次春晚機(jī)器人舞蹈編排的Walker產(chǎn)品經(jīng)理施秋鴻告訴 PingWest 品玩。

確定表演形式后，優(yōu)必選接著要解決機(jī)器人數(shù)量的問題，春晚項(xiàng)目Walker產(chǎn)品負(fù)責(zé)人謝錚說：“我們本來只計(jì)劃制作 3 臺Walker，現(xiàn)在要 6 臺。幸好因?yàn)槭侨灾餮邪l(fā)，再加上深圳及周邊地區(qū)完善的智能硬件供應(yīng)鏈，得以加班加點(diǎn)多生產(chǎn)出了 3 臺 Walker，還預(yù)留了 2 臺備用。”

原先的研發(fā)進(jìn)程也因此被迫加快。PingWest 品玩得知，春晚所需部分功能是優(yōu)必選 2019 年的研發(fā)計(jì)劃，比如多臺機(jī)器人同步進(jìn)行控制，以及機(jī)器人手臂和腿部的協(xié)調(diào)控制，“半年以后的工作提前壓縮到一兩個(gè)月時(shí)間完成”。

讓機(jī)器人在舞臺上實(shí)現(xiàn)人類舞蹈效果，并不是一件容易的事?！按和砩?Walker 所展示的舞蹈效果，涉及好幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，包括伺服舵機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制和步態(tài)算法、導(dǎo)航等。”春晚項(xiàng)目 Walker 技術(shù)負(fù)責(zé)人劉益彰解釋道，“此外，多臺機(jī)器人同時(shí)跳舞還會(huì)涉及到通信方面的改造?！?/p>

想要讓人形機(jī)器人能走能跳，伺服舵機(jī)是一個(gè)無法繞過的問題。伺服舵機(jī)對于人形機(jī)器人而言就如同人體的關(guān)節(jié)，協(xié)調(diào)著機(jī)器人的一舉一動(dòng)。

2008 年起，優(yōu)必選就開始研發(fā)伺服舵機(jī)，于 2012 年取得重大突破，并在 2018 年全新研發(fā)了大力矩伺服舵機(jī)。Walker 身體里有從 2.5Nm 到 160Nm 的系列伺服舵機(jī)作為驅(qū)動(dòng)單元，速度可以達(dá)到 60r/min（60 轉(zhuǎn)/分鐘）。

伺服舵機(jī)為 Walker 做出類人類舞蹈效果打下了基礎(chǔ)，但這還不夠。如果沒有匹配的運(yùn)動(dòng)控制和步態(tài)算法，就像一個(gè)人身體很健壯，但不會(huì)打籃球、踢足球，更不會(huì)跳舞。

“得益于不斷改進(jìn)的控制算法，Walker 現(xiàn)在遇到地面上有一些小的凸起，都可以很好適應(yīng)。有外力推動(dòng)時(shí)，Walker 也能通過柔順控制調(diào)整自己的本體位置和姿態(tài)，從而可以保持自身平衡?！眲⒁嬲帽硎?，“這些技術(shù)都能保證 Walker 在春晚舞臺上穩(wěn)定、靈活地表演?！?/p>

如果說伺服舵機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制讓 Walker 能走會(huì)跳，那 U-SLAM（立體導(dǎo)航避障系統(tǒng)）就是讓 Walker 會(huì)看路避障。SLAM（同步定位和地圖構(gòu)建）技術(shù)被稱作機(jī)器人的小腦，而 U-SLAM 是優(yōu)必選的自主研發(fā)的系統(tǒng)。

這是一種基于視覺 SLAM 的定位導(dǎo)航方案，無需在環(huán)境中使用標(biāo)記物輔助定位，從而提高了對運(yùn)動(dòng)物體的抗干擾能力?！霸跀z像頭受到噪聲、模糊、霧、低分辨率等極端因素影響下，Walker 依然可以成功定位”。

“由于春晚現(xiàn)場舞臺考慮晚會(huì)效果是固定的，所以我們可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境去做一些特殊的工作，來保證機(jī)器人更加穩(wěn)定的定位和導(dǎo)航。” SLAM 技術(shù)工程師劉志超說。

此外，春晚項(xiàng)目還是 Walker 第一次面臨多臺同步表演的挑戰(zhàn)?！皩?dǎo)演對機(jī)器人的動(dòng)作和音樂的卡點(diǎn)非常嚴(yán)格，并且現(xiàn)場有各種各樣的通信信號干擾，對通信要求非常高。”春晚項(xiàng)目電子通訊負(fù)責(zé)人丁海明對 PingWest 品玩表示。

針對現(xiàn)場的需求和環(huán)境，優(yōu)必選在多個(gè)方面做了優(yōu)化。丁海明介紹道，系統(tǒng)方面，采用了頻點(diǎn)選擇靈活、抗干擾能力強(qiáng)的、中長距離的無線調(diào)制解調(diào)技術(shù)方案；硬件方面，采用方向性強(qiáng)的發(fā)射天線，以及高功率高性能發(fā)射模塊，以提高機(jī)器人片區(qū)的接收信噪比；同步軟件設(shè)計(jì)方面，采用適用于無線電傳輸?shù)?、魯棒性較強(qiáng)的多次同步算法。

四年三上春晚，優(yōu)必選做對了什么？

事實(shí)上，2019 年并不是優(yōu)必選機(jī)器人第一次登上春晚舞臺。

（優(yōu)必選四年三上春晚回顧視頻）

2016 年春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)廣州分會(huì)場，540 臺優(yōu)必選 Alpha 1S 為孫楠伴舞，合作表演了一曲《沖向巔峰》，向普羅大眾普及了“人形智能機(jī)器人”這個(gè)概念。

540 臺 Alpha 機(jī)器人亮相央視 2016 年春晚

2018 年春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)主會(huì)場，優(yōu)必選 STEM 教育智能編程機(jī)器人 Jimu 在嘉賓圓桌配著音樂跳舞，讓大眾了解了編程機(jī)器人。

JIMU 汪汪登上 2018 春晚

今年春晚深圳分會(huì)場，優(yōu)必選又用 Walker 向外界傳遞了一個(gè)理念：大型仿人服務(wù)機(jī)器人并非遙不可及。

Walker 登上 2019 年央視春晚

機(jī)器人一直被譽(yù)為 “制造業(yè)皇冠頂端明珠”，大型仿人服務(wù)機(jī)器人更是一個(gè)國家機(jī)器人研究水平的標(biāo)志。美國波士頓動(dòng)力從 1992 年開始相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，至今 27 年；日本 ASIMO 從 1986 年開始相關(guān)技術(shù)研發(fā)，至今 33 年。

“我國對人形機(jī)器人的研究相對較晚，像優(yōu)必選 Walker 項(xiàng)目是 2015 年下半年才開始立項(xiàng)的?！眱?yōu)必選 CTO 熊友軍說。

2015 年 8 月，優(yōu)必選決定立項(xiàng)研發(fā)雙足機(jī)器人。2016 年 6 月，雙足機(jī)器人 Walker 原型機(jī)組裝完成，機(jī)身高 1.2m，重量 20kg，腿部擁有 12 個(gè)自由度。

“在該機(jī)器人上，我們先后實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的穩(wěn)定靜態(tài)行走和動(dòng)態(tài)行走，以及地面的全向運(yùn)動(dòng)、斜坡行走等步態(tài)算法，也探索了雙足機(jī)器人在波動(dòng)地形上的自平衡，力位混合控制，不平整地面行走等算法研發(fā)?！毙苡衍娬f。

Walker 原型機(jī)

2017 年 7 月，經(jīng)過三版迭代，比較穩(wěn)定的 Walker 第一代樣機(jī)實(shí)現(xiàn)交付。Walker 第一代高 1.35 m，重 37 kg，除雙腿 12 個(gè)自由度外，增加了頭部兩個(gè)自由度，并且具備了全新的 ID 外觀，加入屏幕、語音、燈光等眾多的交互元素。

此外，這一代產(chǎn)品還加入了多種傳感器，使 Walker 具備定位導(dǎo)航、機(jī)器視覺等自主功能，實(shí)現(xiàn)了上下樓梯、全向行走，具備踢球、跳舞等多種互動(dòng)運(yùn)動(dòng)能力。2018 年 CES 上，Walker 第一代正式面向大眾亮相。

Walker 第一代

2018 年 2月，Walker 新一代正式立項(xiàng)。Walker 不僅增加了雙臂，還全面升級了伺服關(guān)節(jié)，減小了傳動(dòng)比和運(yùn)行噪音，伺服精度更高，控制性能更優(yōu)。并且，Walker 升級了運(yùn)動(dòng)控制算法，能在復(fù)雜地形靈活行走，具備優(yōu)良的自平衡能力，可以實(shí)現(xiàn)手眼協(xié)調(diào)操作及柔性安全交互。2019 年 CES，Walker 新一代正式公開展出。

“Walker 最出彩的地方不僅僅在于行動(dòng)能力和手眼協(xié)調(diào)等潛力，更在于商業(yè)化能力?！眱?yōu)必選創(chuàng)始人兼 CEO 周劍說。

日美廠商往往選擇幾百萬美金的硬件，將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)能力做得很酷炫，但很難實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。周劍表示：“Walker 是在單位成本可控的平臺上研發(fā)，特別針對家庭服務(wù)需求進(jìn)行了一系列技術(shù)研發(fā)，未來零售價(jià)格會(huì)在一臺普通家用中型轎車（小幾十萬人民幣）價(jià)格區(qū)間內(nèi)?！?/p>

短短 3 年多時(shí)間，Walker 就從一個(gè)概念到登上春晚舞臺，受到全球關(guān)注，填補(bǔ)了中國沒真正的大型仿人機(jī)器人空白。在周劍看來，這得益于優(yōu)必選堅(jiān)持硬科技自主研發(fā)，掌握了多項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)。

我國在智能制造領(lǐng)域擁有很好的優(yōu)勢，而且總體來看，中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基本形成較完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，加上物流和生產(chǎn)的制造生態(tài)。此外，還有富足的中高端勞動(dòng)力和巨大的國內(nèi)市場。

“對企業(yè)來說，更重要的是如何將這些優(yōu)勢落地?！敝軇φf。智能硬件創(chuàng)業(yè)者需要從技術(shù)創(chuàng)新到商業(yè)智慧的全要素支持。在深圳，已經(jīng)有華為在通信領(lǐng)域、大疆在無人機(jī)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了超越。

如今，人工智能和機(jī)器人的結(jié)合為中國企業(yè)帶來新的機(jī)遇，而“四年三上春晚”的優(yōu)必選，已經(jīng)通過實(shí)際成果證明了，自己憑借著扎實(shí)的技術(shù)研發(fā)把握住了機(jī)會(huì)。外媒 The Robot Report 選出 2019 年值得期待的 10 大機(jī)器人組織，就包括優(yōu)必選。與其并列的，還有亞馬遜、Boston Dynamics、Facebook、哈佛、微軟、英偉達(dá)等知名企業(yè)/機(jī)構(gòu)。

熊友軍告訴 PingWest 品玩，將來會(huì)進(jìn)一步提升 Walker 的行走速度和穩(wěn)定性，增強(qiáng)操作的靈活度和安全型，強(qiáng)化 AI 感知和決策能力?！癢alker 最終的落地方向和目標(biāo)是家庭場景，在這之前會(huì)先推出 Walker 的科研版本，和合作伙伴一同提升性能，讓它早日走進(jìn)千家萬戶”。

附視頻：Walker 上 2019 春晚幕后故事