除夕夜，在央視春晚的「牛起來」節(jié)目中，優(yōu)必選科技攜限定“拓荒牛”機器人再一次登上了舞臺。這是我們與春晚的第四次相遇。下面，我們將為你揭秘“拓荒牛”機器人背后的故事。

今年春晚的「牛起來」節(jié)目，通過將代表國家科技創(chuàng)新精神的四足機器人融入歌舞，展現(xiàn)中國的科技實力。不僅有頂“?！眲⒌氯A、王一博和關(guān)曉彤在臺上歌唱，還有優(yōu)必選春晚限定“拓荒?！睓C器人迎歌起舞，奔向牛年。

1、為什么研發(fā)四足機器人？

優(yōu)必選科技在未來會更多地推動產(chǎn)品在科研教育、商業(yè)服務(wù)及安防巡檢等場景落地，四足機器人的研發(fā)則符合這一發(fā)展方向。因其結(jié)構(gòu)簡單、部署方便的優(yōu)勢，能夠幫助學(xué)生快速理解和實踐基礎(chǔ)AI和機器人知識，賦能高?？蒲薪逃?；又因其在復(fù)雜環(huán)境中相比輪式和履帶式的機器人有更好的運動能力，可以補充公司現(xiàn)有的產(chǎn)品生態(tài)，推動商業(yè)化應(yīng)用落地，為各行各業(yè)提供智能服務(wù)。

2、為春晚做了多久準(zhǔn)備？

2020年初，依托Walker研發(fā)中積累的核心AI技術(shù)，優(yōu)必選開始研發(fā)四足機器人。同年年底，面對牛年央視春晚的需求，約20名工程師在不到3個月的時間內(nèi)攻克了力控關(guān)節(jié)、運動控制算法、自主定位導(dǎo)航算法等技術(shù)難點，設(shè)計研發(fā)出了春晚限定“拓荒?！睓C器人。

3、為什么是“拓荒?！睓C器人？

拓荒牛代表著深圳特區(qū)拼搏進(jìn)取和創(chuàng)新發(fā)展的精神，它已深深融入了特區(qū)人的血脈之中。這也與優(yōu)必選研發(fā)人員在研發(fā)機器人道路上從“少有人走的路”堅持到“被驗證的真理”，不斷摸索和試錯、敢闖敢試、開拓進(jìn)取的精神相吻合。因此，以深圳特區(qū)的拓荒牛為設(shè)計原型，是優(yōu)必選作為深圳科創(chuàng)企業(yè)向拓荒牛精神的致敬，也是在以實力證明和詮釋這種精神。

4、“拓荒牛”機器人有什么特別之處？

TA特別在外形——“拓荒牛”機器人本體站立身高83cm，重量為60kg，最大負(fù)重達(dá)到15kg，壯碩身材可媲美真實的牛。加上中國紅、祥云線條和科技感燈光，牛氣沖天。

TA特別在力控——優(yōu)必選的目的是設(shè)計一系列通用力控關(guān)節(jié)，采用的方案同時滿足高精度高帶寬力矩控制、較大的力矩/質(zhì)量比，令其未來得以在公司其它產(chǎn)品上使用。

春晚舞臺上，伴著音樂節(jié)奏，“拓荒?！睓C器人自如歡快舞動，“搖頭擺尾”、“扭動抖肩”，拜年動作一氣呵成，還不忘如深圳拓荒牛的經(jīng)典動作一般力騰躍動。

5、TA是如何配樂起舞的？

優(yōu)必選針對Walker機器人開發(fā)了“基于優(yōu)化的全身運動控制”算法軟件庫，實現(xiàn)了多任務(wù)、多約束下的實時全動力學(xué)控制，并可被很好地移植到四足機器人上。因此，工程師只需要根據(jù)編舞老師的要求設(shè)計動作，軟件庫就可以自動計算出實現(xiàn)這些動作的力矩。同時，得益于自研實時控制器的高性能算力，復(fù)雜的運動規(guī)劃和優(yōu)化控制算法，能夠穩(wěn)定在1kHZ下實時完成，令TA與音樂配合起舞。

6、TA是如何自如舞動的？

“拓荒?！睓C器人擁有16個自由度（每條腿3個、頭部3個、尾巴1個），自主研發(fā)的高精度高帶寬伺服驅(qū)動器令其足夠靈活。而同樣自主研發(fā)的高性能實時控制器則具有強實時性、算力可擴(kuò)展，接口可配置等特點，可實現(xiàn)ARM/GPU/X86/DSP等不同硬件平臺的組合配置，實現(xiàn)算力擴(kuò)展和均衡，滿足不同場景下的算力和功耗要求；支持EtherCAT/CAN/RS485多種總線實時通信，時間抖動可控制在微秒級。這保證了TA的各個“關(guān)節(jié)”精準(zhǔn)地輸入位置和力矩，令“拓荒牛”機器人在春晚舞臺順利演出。

7、TA是如何準(zhǔn)確走位的？

得益于自研定位導(dǎo)航系統(tǒng)，工程師們針對舞臺現(xiàn)場非常寬闊、對稱等特點，優(yōu)化了激光雷達(dá)建圖定位算法，快速部署，建立了舞臺的3D地圖，解決了高度對稱環(huán)境和稀疏特征下的定位問題，讓“拓荒?！睓C器人在大舞臺也不“怯場”。

2016年，540臺Alpha機器人登臺齊舞榮獲吉尼斯世界紀(jì)錄，也成為央視春晚的經(jīng)典之一。今年春晚開播前，央視也回顧了這一年的經(jīng)典畫面。

自那年起，優(yōu)必選榮幸地成了春晚“?？汀保?

2018年春晚，24臺JIMU汪汪組隊“熱舞天團(tuán)”；

2019年春晚，6臺WALKER機器人與演員同臺表演歌舞「青春暢想」；

2021年春晚，“拓荒?！睓C器人的登臺是優(yōu)必選的第4次春晚出演。

這令我們不僅成為了難得的4上春晚的人工智能和人形機器人企業(yè)，也成為了國家的科技創(chuàng)新名片。春晚舞臺也記錄了優(yōu)必選的一路成長。而在每次登臺的背后，是研發(fā)人員攻克一個個技術(shù)難點，一次次推進(jìn)產(chǎn)品迭代。

8、研發(fā)四足機器人主攻了什么難點？

力控關(guān)節(jié)是首要的技術(shù)難題。團(tuán)隊通過正反驅(qū)固有頻率匹配和慣量匹配的方法解決了電機、減速器、碼盤、力矩反饋單元的選型問題，并在2020年10月研發(fā)出現(xiàn)在機器人上使用的兩款力控關(guān)節(jié)。

步態(tài)算法的研發(fā)則是另一難點。全地形快速行走和舞蹈動作需要高動態(tài)運動控制算法，來實現(xiàn)給定軌跡的跟蹤。優(yōu)必選快速開發(fā)出了四足機器人步態(tài)控制算法，實現(xiàn)了全地形快速行走和舞蹈動作。

9、為什么優(yōu)必選叕上春晚了？

自主研發(fā)6大核心技術(shù)，全球申請專利超2500件，獲中國專利金獎和銀獎；

自主研發(fā)的WALKER機器人被評為全球值得關(guān)注的五大人形機器人之一；

機器人服務(wù)全球67個國家，在8大行業(yè)上崗；

3款防疫機器人為14個國家和地區(qū)提供無接觸服務(wù)，覆蓋9大高危場景；

幫助全球40多個國家150萬學(xué)生了解、學(xué)習(xí)人工智能。

在新的一年，優(yōu)必選科技也將繼續(xù)致力于人工智能和機器人技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，向著“讓智能機器人走進(jìn)千家萬戶”的目標(biāo)前行，秉承“拓荒?！钡木?，敢想、敢拼、敢創(chuàng)、敢闖，不負(fù)期待，為AI狂奔！