大型仿人机器人的技术难点和应用情况

仿人机器人要如何“习得”上楼梯、下斜坡、下象棋、柔顺力控按摩、不平整地面行走等技能？本文以2021年发布的优必选大型仿人服务机器人Walker X为例，介绍仿人机器人的技术难点、落地情况和科研合作思路。

Walker X 的打造难在哪儿？

如何站稳、走稳？

要打造一款仿人机器人，良好的运动控制能力是最基本的。如果这方面做不好，机器人很容易在运动过程中摔倒。

与上一代 Walker 机器人相比，新一代 Walker X 可以走得更快、更稳，最大行走速度提升到 3 公里 / 小时，能适应斜坡、楼梯等结构化地形和地砖、厚地毯、草坪、碎石等不平整地面，还能背上 10 千克的重物或双手负载 3 千克重物行走。如果在行走或单腿站立时承受外部冲击，Walker X 也能保持平衡。这背后离不开步态规划与控制等能力的升级。

为了实现 Walker X 的快速行走，通过虚拟本体激励轨迹、足腰协调类人步态、摆动腿运动轨迹优化等算法提高了它的平衡能力，伺服硬件的性能也得以充分发挥。

在不平整地面上行走则涉及全新的脚掌姿态控制算法。该算法可以让机器人的脚掌像人一样，在接触障碍物的瞬间具备柔性自适应能力，又能在脚掌完全接触地面后提供足够的支撑来保证机器人稳定。

此外，由于 Walker X 的定位是一款家用服务机器人，与人类相处时受到外部